Autor Wątek: Obliczanie ekosfery gwiazd  (Przeczytany 56231 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Obliczanie ekosfery gwiazd
« dnia: Wrzesień 23, 2011, 23:17 »
Ten wątek będzie poświęcony metodom obliczeniowym ekosfery gwiazd wszelkiego rodzaju. Fajnie gdyby udało się zebrać kilka takich metod i porównywać ich wyniki. Już w metodzie, którą zaraz przedstawię zauważyłem wiele niezgodności.. Ale hej, tak to przecież działa :)! Być może uda nam się zebrać kilka metod na odpowiednie 'okazje'.

Tak więc zaczynam od razu.
______________________________________________

Metoda od Tom E. Morris
wyłącznie dla gwiazd ciągu głównego

Krok 1 - Obliczenie wielkości absolutnej Mv

Mv = mv - 5*log(d/10)

Gdzie:
mv - wielkość obserwowana (apparent magnitude) do odczytania z EPE,
d - odległość w parsekach (również z EPE).

Krok 2 - Obliczenie wielkości bolometrycznej Mbol

Mbol = Mv - BC

Gdzie:
BC - stała bolometryczna; wybieramy konkretną BC w zależności od rodzaju gwiazdy (też można odczytać z EPE)
Typ widmowy:          BC:
B                             -2.0
A                             -0.3
F                             -0.15
G                             -0.4
K                             -0.8
M                             -2.0

Krok 3 - obliczenie jasności (luminosity)

L = 10^[(Mbolgwiazdy-Mbolsłońca)/-2,5]

Gdzie:
Mbolgwiazdy to nasz wcześniejsze Mbol
Mbolsłońca = 4,72

Krok 4 - wyznaczenie granic ekosfery
          _____
ri = _/ L/1,1      (tak to jest pierwiastek! :P)
           _____
ro = _/ L/0,53

Gdzie:
ri - granica wewnętrzna (inner radii)
ro - granica zewnętrzna (outer radii)

UWAGA! Zdaje mi się, że im później zaczniemy obliczenia tym lepiej! Więc jeśli, dajmy na to, znamy już na początku L to zacznijmy od kroku 4.
____________________________________________________
Sprawdzenie metody

Nie będę tutaj oczywiście nic kalkulował. Jedynie porównam wyniki z gotowcami. Wybrałem w tym celu trzy pierwsze gwiazdki jakie przyszły mi do głowy:

  • Gliese 581
Otrzymany wynik to ekosfera 0,102 - 0,147 AU co w porównaniu z von Braun et. al (2011) srt. 8 (0,11 - 0,21 AU) nie prezentuje się zbyt ciekawie. Planeta d miałaby przechlapane.. Nie wiem jak liczono HZ dla Gl 581.. lecz na pewno nie tą metodą.
  • Alfa Centauri A
Tutaj sprawy mają się znacznie lepiej. Dane których użyłem (mv i d)oczywiście nie pochodzą z EPE (a szkoda!) tylko z Wikipedii. Otrzymana ekosfera to 1,39 - 2,01 AU, co porównując z 'oryginalną' HZ (1,2 - 2,3 AU) jest bardzo zadowalające! Być może trzeba by tu jeszcze wziąć jakąś poprawkę na dynamikę układu wielokrotnego, czy może po prostu na grzejnik w postaci składnika B. Niemniej jednak w tym przypadku metoda moim zdaniem jest OK!
  • HD 85512
Ostatnia i najświeższa gwiazdka. Tym razem, dzięki L. Kaltenegger, S. Udry, F. Pepe (2011) str. 10, nie musiałem bawić się w całe obliczenia. Tabelka w papierze zawiera info o 'Luminosity', więc można było zacząć od kroku 4. Wynik to 0,34 - 0,49 AU co zgadza się z 'konserwatywną' (zieloną) ekosferą z TEGO RYSUNKU (ponoć został rzetelnie wykonany na podstawie publikacji). Na moje oko zielona ekosfera rozciąga się między 0,345 - 0,505. Czyli można powiedzieć, że wynik w 100% prawidłowy! Bo przecież można trochę manewrować ekosferą ze względu na dopuszczalny błąd dla L w publikacji (+/- 0,008).

____________________________________________________

Może to komuś pomoże.. może nie.. W każdym razie fajnie jakby opisywane były tu w podobny sposób różne metody obliczania ekosfery (nie tylko dla ciągu głównego!). Lub może jakieś ciekawe linki? :)

Aby sprawdzić potem czy dana planeta dryfuje sobie w HZ trzeba znać jej orbitę. Na EPE otrzymamy tylko półoś wielką i ekscentryczność. Pomocny może być więc ten wzorek z AstroNET:

b=SQR[a^2-(a*e)^2]

Gdzie:
b - półoś mała
SQR - pierwiastek kwadratowy
a - półoś wielka
e - ekscentryczność orbity
(jestem pewien, że istnieje jakiś ciekawszy wzór.. ten mi troszkę nie pasuje. Chyba, że się mylę. Patrz zał.)

PS. Najlepiej wszystko wpakować do Excela i mieć wyniki za 'jednym kliknięciem' ;)
« Ostatnia zmiana: Wrzesień 23, 2011, 23:27 wysłana przez Szaniu »

Offline Maquis

  • Bóg-Imperator ;)
  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 2241
  • Muhahahahaha
    • Kosmonauta.net
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #1 dnia: Wrzesień 23, 2011, 23:41 »
Bardzo fajny wątek, może w końcu ruszę znów swój kalkulator.

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #2 dnia: Wrzesień 24, 2011, 12:36 »
kalkulator.
To by było coś ;).

Offline Maquis

  • Bóg-Imperator ;)
  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 2241
  • Muhahahahaha
    • Kosmonauta.net
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #3 dnia: Wrzesień 24, 2011, 12:48 »
Nooo, on istnieje, ale ma błąd przy obliczaniu ekosfery dla atmosfery zbliżonej do ziemskiej - nie znalazłem też dobrych modeli na to, jedynie baaaaaardzo uproszczony.

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #3 dnia: Wrzesień 24, 2011, 12:48 »

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #4 dnia: Wrzesień 24, 2011, 13:04 »
Może coś ciekawego do poczytania polecisz? Poza Kasting 1993.

Offline Maquis

  • Bóg-Imperator ;)
  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 2241
  • Muhahahahaha
    • Kosmonauta.net
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #5 dnia: Wrzesień 24, 2011, 13:47 »
Hmm, kiedyś miałem listę ale poszła ... w Kosmos lata temu.
Pisałem to z 3-4 lata temu.

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2407
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #6 dnia: Wrzesień 24, 2011, 14:55 »
Czy w ogóle pojęcie ekosfery ma sens? Na przykład - z tego, co nam dzisiaj wiadomo, najlepszym kandydatem na pozaziemskie życie jest jowiszowa Europa.

Offline kanarkusmaximus

  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 23222
  • Ja z tym nie mam nic wspólnego!
    • Kosmonauta.net
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #7 dnia: Wrzesień 24, 2011, 15:06 »
Czy w ogóle pojęcie ekosfery ma sens? Na przykład - z tego, co nam dzisiaj wiadomo, najlepszym kandydatem na pozaziemskie życie jest jowiszowa Europa.

Może warto to nazwać 'ekosferą w tradycyjnym sensie'? I wprowadzić jeszcze inne ekosfery?

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #8 dnia: Wrzesień 24, 2011, 17:00 »
Czy w ogóle pojęcie ekosfery ma sens? Na przykład - z tego, co nam dzisiaj wiadomo, najlepszym kandydatem na pozaziemskie życie jest jowiszowa Europa.
Przy badaniach planet pozasłonecznych ma.

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2407
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #9 dnia: Wrzesień 24, 2011, 18:49 »
Czy w ogóle pojęcie ekosfery ma sens? Na przykład - z tego, co nam dzisiaj wiadomo, najlepszym kandydatem na pozaziemskie życie jest jowiszowa Europa.
Przy badaniach planet pozasłonecznych ma.

Czy zamiast odpowiedzi zerojedynkowej mógłbym liczyć na jakieś uzasadnienie/rozwinięcie? ;)

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #10 dnia: Wrzesień 24, 2011, 19:22 »
Czy zamiast odpowiedzi zerojedynkowej mógłbym liczyć na jakieś uzasadnienie/rozwinięcie? ;)
Jeśli na poważnie chcemy w przyszłości szukać jakiś spektroskopowych śladów życia w atmosferach obcych planet to musimy od czegoś zacząć. Ekosfery to dobry początek. Lista potencjalnych planetek z wodą na powierzchni będzie się powiększać, tym samym zakreślając przyszłych kandydatów to tych badań.

Offline Maquis

  • Bóg-Imperator ;)
  • Administrator
  • *****
  • Wiadomości: 2241
  • Muhahahahaha
    • Kosmonauta.net
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #11 dnia: Wrzesień 24, 2011, 20:07 »
Borys jak zwykle wtyka kij w mrowisko, hihi ;)

Tak chodzi mi o dość szeroko pojętą ekosferę zawężoną do środowiska z życiem węglowym w atmosferze zbliżonej do ziemskiej. To i tak obarczone jest gruuuuubym błędem, ze względu choćby na skład atmosfery i pomija bardziej egzotyczne formy życia, ale wiadomo o co chodzi.

W zasadzie to ta ekosfera to nic innego jak teoretyczny zakres odległości gdzie woda utrzymałaby się w stanie ciekłym. Z życiem to ma poszlakowy związek.

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2407
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #12 dnia: Wrzesień 25, 2011, 18:26 »
Czy zamiast odpowiedzi zerojedynkowej mógłbym liczyć na jakieś uzasadnienie/rozwinięcie? ;)
Jeśli na poważnie chcemy w przyszłości szukać jakiś spektroskopowych śladów życia w atmosferach obcych planet to musimy od czegoś zacząć. Ekosfery to dobry początek. Lista potencjalnych planetek z wodą na powierzchni będzie się powiększać, tym samym zakreślając przyszłych kandydatów to tych badań.

Szukając życia, będziemy przede wszystkim szukać nierównowagi chemicznej w składzie atmosfery, co świadczy o jakimś dynamicznym procesie, który tę nierównowagę podtrzymuje. Do pojęcia ekosfery ma się to średnio, jeśli w ogóle.

Offline Borys

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 2407
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #13 dnia: Wrzesień 25, 2011, 18:33 »
Borys jak zwykle wtyka kij w mrowisko, hihi ;)

Nie ma nic gorszego niż aksjomat przez zasiedzenie.

Cytuj
Tak chodzi mi o dość szeroko pojętą ekosferę zawężoną do środowiska z życiem węglowym w atmosferze zbliżonej do ziemskiej. To i tak obarczone jest gruuuuubym błędem, ze względu choćby na skład atmosfery i pomija bardziej egzotyczne formy życia, ale wiadomo o co chodzi.

W zasadzie to ta ekosfera to nic innego jak teoretyczny zakres odległości gdzie woda utrzymałaby się w stanie ciekłym. Z życiem to ma poszlakowy związek.

Jaka jest temperatura wrzenia wody na dnie Rowu Mariańskiego (uprzedzam, podchwytliwe)?

Offline Szaniu

  • Weteran
  • *****
  • Wiadomości: 1698
  • Szepty Ziemi.
Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #14 dnia: Wrzesień 25, 2011, 19:14 »
Więc czym byś kierował się w wyborze grupki planet, których atmosfera ma być wnikliwie zbadana?

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Obliczanie ekosfery gwiazd
« Odpowiedź #14 dnia: Wrzesień 25, 2011, 19:14 »