«Если бы на земле были кольца, подобные Сатурну»: еще несколько мыслей о последствиях

9

Недавно я наткнулся на это видео, где художники изобразили, как бы оно выглядело, если бы на Земле были кольца, подобные Сатурну. http://www.wimp.com/earthrings/

Обратите внимание: видео уже содержит некоторую информацию о том, что я спрашиваю здесь, но я не могу оценить его надежность, поэтому я был бы признателен за любые научные мысли по этому поводу :)

1) Земля находится примерно на 1 а.е. до Солнца, а Сатурн - от 9 до 10. Следовательно, гравитация Солнца будет оказывать гораздо большее влияние на эти кольца. Будет ли этого уже достаточно, чтобы исказить кольца (например, даже привести к «краже» его частей солнцем) или кольца по-прежнему будут иметь форму кольца?

2) Насколько хорошо объекты в таких кольцах будут видны с Земли? Насколько я знаю, кольца Сатурна в основном состоят из пыли и льда, но, безусловно, есть более крупные объекты. В зависимости от материала и размера какой-то объект, вероятно, будет виден невооруженным глазом, верно? Существует ли (вероятно, да) формула для расчета того, какие материалы и размеры необходимы для достижения этой цели?

3) Разве эти кольца не будут постоянно лить частицы земли на землю? Будет ли намного более высокий риск опасных воздействий для населения Земли?

4) Точные ли цвета в видео? Разве они не зависят от угла? Какое влияние окажет на них наша атмосфера?

5) Будут ли эти кольца иметь одинаковый наклон орбиты или они будут отличаться от земных до такой степени, что различие станет видимым?

6) Какую тень эти кольца могут вызвать на земле? Будут ли они достаточно плотными, чтобы «затенять» целые участки земли?

Я знаю, что это гипотетические вопросы. Но я нахожу это, особенно как автор научной фантастики и фэнтези, тем не менее очень интересным.

Спасибо за Ваш интерес!

похлопывание

Патрик Хартманн
источник

Ответы:

12

Это большой вопрос, поэтому я разделю его на части на основе заданных вами вопросов:

1) Земля находится примерно на 1 а.е. до Солнца, а Сатурн - от 9 до 10. Следовательно, гравитация Солнца будет оказывать гораздо большее влияние на эти кольца. Будет ли этого уже достаточно, чтобы исказить кольца (например, даже привести к «краже» его частей солнцем) или кольца по-прежнему будут иметь форму кольца?

Солнце не оказало бы слишком большого влияния, потому что все кольца индивидуально гравитационно связаны с землей (подобно луне, и вы не видите гравитационного воздействия на Луну Солнца; кольца будут гораздо ближе к Земле). а значит еще меньше пострадали).

Луна, с другой стороны, исказит несколько колец из-за орбитальных резонансов (аналогично Титану Ринглетсу: https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn#Colombo_Gap_and_Titan_Ringlet и резонансных зазоров в поясах астероидов из-за планет Йовиана : https : //en.wikipedia.org/wiki/Kirkwood_gap ), и его эффект будет гораздо более выраженным, поскольку он ближе к Земле, чем Титан к Сатурну, хотя и ограничен несколькими резонансными областями. Также будет рябь, если плоскость луны отличается от плоскости колец ( http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2009/06/11/saturns-rings-do-the-wave/#. U7VjpvmSw08 ).

2) Насколько хорошо объекты в таких кольцах будут видны с Земли? Насколько я знаю, кольца Сатурна в основном состоят из пыли и льда, но, безусловно, есть более крупные объекты. В зависимости от материала и размера какой-то объект, вероятно, будет виден невооруженным глазом, верно? Существует ли (вероятно, да) формула для расчета того, какие материалы и размеры необходимы для достижения этой цели?

Большая часть вещества в кольце Сатурна - это частицы размером до нескольких метров ( http://saturn.jpl.nasa.gov/faq/FAQSaturn/#q6 ). Разрешение человеческого глаза составляет около 1 '( Луна только 60 пикселей? ), Что означает на расстоянии от 1 до 1,5 земных радиусов (определяемых пределом Земли по Роше; именно там будут кольца), глаз может разрешать вещи размером более пары километров. Тем не менее, у Сатурна также есть пастушьи луны размером в несколько десятков километров. Такие луны, если они есть, будут видны невооруженным глазом. Кроме того, пробелы были бы хорошо видны, поскольку они часто бывают достаточно большими.

3) Разве эти кольца не будут постоянно лить частицы земли на землю? Будет ли намного более высокий риск опасных воздействий для населения Земли?

Там будут столкновения / взаимодействия в кольцах (я думаю, поправьте меня, если я ошибаюсь), которые будут отправлять частицы на Землю. Однако частицы, которые будут выброшены, будут более легкими, более мелкими (сохранение импульса и т. Д.), И, как правило, небольшие метеороиды являются довольно безвредными. Они также будут медленнее, чем обычные метеориты, которые входят в Землю со скоростью выше 20 км / с, поскольку в этом случае орбитальное движение Земли не складывается. Я немного не уверен в том, что их последствия будут медленнее, но в любом случае более мелкие метеориты должны быть технически достаточно безопасными. (Также я не смог найти достойных ссылок, кроме: http://science.howstuffworks.com/question486.htm )

4) Точные ли цвета в видео? Разве они не зависят от угла? Какое влияние окажет на них наша атмосфера?

Я так считаю. В этом разделе показаны настоящие цветные изображения колец под двумя разными углами, и, как представляется, нет существенного изменения окраски: https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn#Subdivisions_and_structures_within_the_rings . Атмосфера, вероятно, повлияет на кольца ближе к горизонту, с более красной окраской, похожей на восход / закат и восход / луну.

5) Будут ли эти кольца иметь одинаковый наклон орбиты или они будут отличаться от земных до такой степени, что различие станет видимым?

Зависит в значительной степени от истории формирования. Этот вопрос часто задаваемых вопросов здесь обсуждает это довольно хорошо: http://saturn.jpl.nasa.gov/faq/FAQSaturn/#q14

6) Какую тень эти кольца могут вызвать на земле? Будут ли они достаточно плотными, чтобы «затенять» целые участки земли?

Там будет тень, похожая на ту из-за облаков, так как кольца не слишком толстые или плотные. На многих фотографиях Кассини вы можете видеть сквозь кольца, поэтому вполне вероятно, что солнечный свет все еще будет проходить сквозь них, но затемнится (было бы интересно узнать, по какому фактору; я не могу сказать наверняка, насколько мне известно) , Кроме того, помните, что Земля все еще будет вращаться, но кольцевая система будет динамически статичной, поэтому в некоторых регионах в разное время года будут продолжаться периоды темноты в течение дня.

Я добавлю больше к этому, если что-то придет в голову. Я надеюсь, что это было полезно.

Takku
источник
2
Это было больше, чем просто полезно, отличные идеи, большое спасибо! Я пока не могу проголосовать за свою репутацию, но я уже принял ее. Спасибо за ваши усилия, это действительно интересно.
Патрик Хартманн
Я был бы заинтересован в расширении # 6 (если это уместно). Как кольца повлияют на погоду и температуру на Земле?
duzzy