У экзопланеты без осевого наклона не было бы сезонов?


14

У экзопланеты земного аналога, которая вращается вокруг солнечного аналога, но без осевого наклона, не было бы сезонов?

Будет ли это похоже на то, как в Лос-Анджелесе не очень заметные времена года по сравнению с другими частями Земли?


Смежный вопрос (но не дубликат).
HDE 226868

Ответы:


11

Есть несколько факторов, которые вызывают времена года. В приблизительном порядке от наименее до наиболее умозрительных:

  • Осевой наклон : это, безусловно, важный фактор, определяющий сезон на Земле. Как вы, возможно, знаете, осевой наклон влияет на времена года, потому что свет «распространяется», когда он падает на наклонную поверхность. Обратите внимание, что наклон вызывает разные времена года в разных полушариях. На планете с пометками все еще могут быть времена года по любой из этих других причин.
  • Эксцентриситет : орбита Земли очень близка к круговой, поэтому эксцентриситет практически не влияет на то, чтобы вызывать ее сезоны (и фактически, IIRC, в настоящее время крошечный эффект эксцентриситета Земли фактически противостоит его сезонам). Экзопланета с высоким эксцентриситетом может легко иметь сезоны по всей планете из-за различного расстояния от ее солнца.
  • Звездные системы . Как упоминал комментатор, еще одним фактором может быть количество звезд в системе. Если такая солнечная система стабильна (что, как ни удивительно, возможно, хотя я не могу найти статью в данный момент), вы можете получить сезоны в зависимости от того, где звезды находятся на их взаимных орбитах. Например, двойная звездная система будет иметь зимние периоды, когда звезды совпадают с планетами (одна блокирует другую), и летние периоды, когда звезды находятся рядом.
  • Звездная вариация : (из комментария): верьте или нет, у Солнца на самом деле есть «времена года» ( здесь ), которые порядка десяти лет или около того. Они не оказывают большого влияния на климат Земли, поскольку на Солнце они в основном вызывают магнитные возмущения, но на экзопланете магнитные возмущения звезды могут быть относительно большими, что может привести к значительным изменениям температуры / яркости, что приведет к смене времен года.
  • Внутренняя энергия : планеты могут иметь различные / циклические источники энергии внутри них, как солнечные массы. В нашей собственной солнечной системе времена Юпитера частично связаны с этим. На земной планете изменения могут происходить, например, от вулканической активности. Петли отрицательной обратной связи такого рода будут демонстрировать колебания. Такие изменения могут не считаться «временами года» для вас, так как они происходят в течение более длительного периода времени.
  • Накопленная энергия : сезоны Земли осложняются океанами, которые сильно влияют на интенсивность сезонов, особенно в Америке. В частности, существуют различные циклы, которые работают как подсезоны, лежащие в основе основных. Например, колебания тихоокеанского десятилетия влияют на времена года. Я не понимаю, почему экзопланета не может иметь похожие циклы, которые, в отличие от Земли, являются основным фактором при определении времен года. Это также может хранить гравитационную энергию; например, в системе экзопланета / луна с тидальной фиксацией.

Если вы имеете в виду истинный подобный Земле аналог (в том смысле, что он точно такой же, как Земля-во всех направлениях, кроме осевого наклона), то нет - у него не было бы заметных сезонов, поскольку ни один из вышеуказанные факторы действительно применяются.


Кстати, а как насчет вариаций солнечной активности?
Anixx

«Любая отрицательная петля обратной связи будет демонстрировать колебания» - не все отрицательные обратные связи - только обратные связи, в которых скорость изменения (или более высокая производная) переменной обратно пропорциональна самой переменной (например, ускорение пружины обратно пропорционально растянутому расстоянию).
naught101

1
Эксцентриситет Земли противостоит только сезонам северного полушария. Это усиливает те в южном полушарии тем же самым небольшим количеством. Марс IIRC имеет достаточно эксцентричную орбиту, так что в настоящее время он доминирует над осевым наклоном во время генерации сезонов.
Дэн возится с Firelight

1
@ naught101: Закрыть; динамическая система должна быть C0, иметь неисчезающую вторую производную на неплотном подмножестве своего входа и быть либо незатухающей, либо недемпфированной и вызванной другим процессом. Я сделал это упрощение, потому что невероятно маловероятно, что циклы отрицательной обратной связи, которые мы могли бы наблюдать, не были бы.
Ималлетт

6

Точно. Времена года и его различие между северным и южным полушарием вызваны наклоном оси Земли. Но это не единственное, что связано. Другим важным фактом является эксцентриситет орбиты : очень эксцентричная орбита может вызвать целую планету «лето», когда вокруг перигелия, и всю планету «зима» около афелия.

Там также будут экстремальные постоянные горячие зоны вблизи экватора и экстремальные постоянные холодные зоны на полюсах .


блин, ты меня избил на минуту
звезду смерти

1
Третий фактор - это когда планета является частью системы со множеством звезд.
Dieudonné

1
Тогда есть ситуация Меркурия: приливная блокировка, приводящая к постоянным сезонам на продольной основе!
Карл Виттофт

6

Если бы он не имел никакого осевого наклона, и он вращался бы по орбите, которая не является действительно эксцентричной, у этого не было бы сезонов. Если бы он обладал (действительно) высоким эксцентриситетом, у него были бы времена года, но они были бы горячими по всей планете часть года, а затем холодными по всей планете в другую часть года. На земле из-за осевого наклона у нас зима в северном полушарии, в то время как в южном полушарии лето.


1

Я рассматривал это как объяснение книг Джорджа Р. Р. Мартина, где в течение каждого сезона могло пройти несколько лет. Если бы планета не имела осевого наклона и очень небольшого эксцентриситета на своей орбите, не было бы ежегодных сезонов. Но если выход солнечной энергии будет меняться в достаточной степени, у вас могут быть времена года с непоследовательным временем цикла, которое измеряется десятилетиями.

Поэтому я подумал: «Ха, это возможно».

Затем какой-то персонаж в книге заметил, что «дни становятся короче», и мне пришлось выбросить это. В таком мире продолжительность дня всегда будет одинаковой, и она всегда будет соответствовать длине ночи.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.