Astronomie

Jaká by byla teplota na Zemi, kdyby bylo slunce o něco více či méně silné?

Jaká by byla teplota na Zemi, kdyby bylo slunce o něco více či méně silné?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Teplota na Zemi je kolem 14 ° C.

Je to kolem 1370 W / m ^ 2 od našeho slunce. Země má albedo kolem 0,3

Na Tatooine (ze Star Wars) jsem byl schopen vypočítat, že se pohybuje od 1066 W / m ^ 2 do 2100 W / m ^ 2 (v závislosti na tom, zda se hvězdy navzájem zatmějí nebo ne). Tatooine je pouštní planeta s albedem kolem 0,4. Jak mohu provést zjednodušenou funkci pro výpočet rozsahu teplot od Tatooine?

Četl jsem o efektivní teplotě na wikipedii, ale to je vyšší než úroveň v mé hodině fyziky, takže jsem nerozuměl.

Ve filmech se říká, že teploty se v noci dost ochladí a během dne se oteplí, takže bych očekával, že to bude něco jako -10 ° C až 40 ° C.

Můžeme jen předpokládat, že atmosféra je stejná jako na Zemi, protože je pro člověka prodyšná.

Vzhledem k tomu, jak se albedo zvyšuje, měla by teplota klesat s rostoucím albedem.

Proto byl můj první pokus

T = k (1-a) * P, kde T je teplota, k je konstanta, a je albedo a P je w / m ^ 2

Protože atmosféra je stejná, mělo by být stejné?

Proto

287 = k (1-0,3) * 1370, řešení pro k nám dává

k = 0,3

proto by teplota na Tatooine měla sledovat funkci

f (x) = T = 0,3 * (1-0,4) * x-273 (aby to bylo měřeno v Celsia)

Kde 1066<>

f (1066) = - 81 af (2100) = 99

teplota není tak extrémní laň, takže to nebude fungovat.

Jsem si vědom toho, že to není přesná věda, ale nyní absolvuji svůj první kurz fyziky na střední škole, takže nerozumím „správnému“ způsobu, jak toho dosáhnout. Je zcela nesprávné předpokládat, že teplota je úměrná (1-a) a kolik energie nám dává slunce, když má stejnou atmosféru (ish)?

Pokud někdo chce, jak jsem zjistil sílu, kterou dvojčata dávají Tatooine, mohu ji sdílet zde.


Nemáte dostatečně dobrou pověst, abyste se mohli vyjádřit, ale někdo by měl zmínit Stefan-Boltzmannův zákon: https://en.wikipedia.org/wiki/Stefan%E2%80%93Boltzmann_law

Když se planeta (nebo cokoli jiného) oteplí, množství záření, které vydává, se zvyšuje se 4. výkonem teploty (měřeno v absolutním měřítku jako Kelvins).

Teplota planety dosáhne rovnováhy, když přijímá přibližně tolik záření, kolik vydává zpět do vesmíru.

To by vám mělo poskytnout lepší aproximaci než lineární model.


Jaká by byla teplota na Zemi, kdyby bylo slunce o něco více či méně silné? - Astronomie

Během své dlouhé historie se Země znovu a znovu oteplovala a ochlazovala. Podnebí se změnilo, když planeta přijala více či méně slunečního světla v důsledku jemných posunů na své oběžné dráze, jak se měnila atmosféra nebo povrch, nebo když se měnila energie Slunce a rqua. Ale v minulém století začala na klima Země a rsquos ovlivňovat další síla: lidstvo

Jak je toto oteplování ve srovnání s předchozími změnami klimatu Země a rsquos? Jak si můžeme být jisti, že skleníkové plyny uvolňované člověkem způsobují oteplování? O kolik se Země ohřeje? Jak bude Země reagovat? Odpovědi na tyto otázky jsou možná nejvýznamnější vědeckou výzvou naší doby.

Co je globální oteplování?

Globální oteplování je neobvykle rychlý nárůst průměrné povrchové teploty Země & rsquos za poslední století, především kvůli skleníkovým plynům uvolňovaným při spalování fosilních paliv. Globální průměrná povrchová teplota vzrostla mezi lety 1906 a 2005 o 0,6 až 0,9 stupňů Celsia (1,1 až 1,6 ° F) a hodnotit nárůst teploty se za posledních 50 let téměř zdvojnásobil. Teploty jistě půjdou dále.

Navzdory každoročním vzestupům a poklesům globální průměrná teplota povrchu stoupá. Na začátku 21. století byla teplota Země a rsquos zhruba o 0,5 stupně Celsia nad dlouhodobým průměrem (1951 a 1980). (Obrázek NASA převzatý z Goddardova institutu pro vesmírné studie, analýza povrchové teploty.)

Earth & rsquos přírodní skleníkový efekt

Teplota Země a rsquos začíná Sluncem. Zhruba 30 procent přicházejícího slunečního světla se odráží zpět do vesmíru jasnými povrchy, jako jsou mraky a led. Ze zbývajících 70 procent je většina pohlcena pevninou a oceánem a zbytek pohlcuje atmosféra. Absorbovaná sluneční energie ohřívá naši planetu.

Jak se skály, vzduch a moře ohřívají, vyzařují energii a energii (tepelné infračervené záření). Z povrchu tato energie putuje do atmosféry, kde je její velká část absorbována vodní párou a skleníkovými plyny s dlouhým poločasem rozpadu, jako je oxid uhličitý a metan.

Když absorbují energii vyzařující z povrchu Země a rsquosu, mikroskopické molekuly vody nebo skleníkových plynů se promění v malé ohřívače a mdash jako cihly v krbu, vyzařují teplo i po zhasnutí ohně. Vyzařují všemi směry. Energie, která vyzařuje zpět k Zemi, ohřívá jak spodní atmosféru, tak povrch, což zvyšuje ohřev, který získávají z přímého slunečního záření.

Tato absorpce a vyzařování tepla atmosférou a přirozeným skleníkovým efektem a prospěšné pro život na Zemi. Pokud by nedošlo k žádnému skleníkovému efektu, byla by průměrná povrchová teplota Země a rsquosu velmi chladná -18 ° C (0 ° F) namísto pohodlných 15 ° C (59 ° F), jako je tomu dnes.

Další informace o tom, jak sluneční světlo pohání klima Země a rsquos, naleznete v části Energetický rozpočet na klima a Zemi & rsquos.

Zvýšený skleníkový efekt

Vědci se nyní zajímají o to, že za posledních 250 let lidé uměle zvyšovali koncentraci skleníkových plynů v atmosféře stále rostoucí rychlostí, zejména spalováním fosilních paliv, ale také kácení lesů absorbujících uhlík. Protože průmyslová revoluce začala asi v roce 1750, hladiny oxidu uhličitého se od roku 2009 zvýšily téměř o 38 procent a hladiny metanu se zvýšily o 148 procent.

Zvýšení koncentrací oxidu uhličitého (nahoře) a metanu (dole) se shodovalo se začátkem průmyslové revoluce asi v roce 1750. Měření z antarktických ledových jader (zelené čáry) v kombinaci s přímými atmosférickými měřeními (modré čáry) ukazují nárůst obou plynů přesčas. (Grafy NASA od Roberta Simmona, založené na datech z NOAA Paleoclimatology and Earth System Research Laboratory.)

Atmosféra dnes obsahuje více molekul skleníkových plynů, takže více infračervené energie emitované povrchem je nakonec absorbováno atmosférou. Jelikož část energie navíc z teplejší atmosféry vyzařuje zpět dolů na povrch, stoupá povrchová teplota Země a rsquos. Zvyšováním koncentrace skleníkových plynů vytváříme atmosféru Země & rsquos efektivnějším skleníkem.


Aktivita Slunce v minulém století vzrostla, potvrzuje studie

Podle nové studie se energetický výdej ze Slunce během 20. století významně zvýšil.

Mnoho studií se pokusilo zjistit, zda v průběhu času existuje vzestupný trend průměrné velikosti slunečních skvrn a slunečních erupcí, ale bylo dosaženo několika pevných závěrů.

Nyní může mít odpověď mezinárodní tým vědců vedený Ilyou Usoskinem z Geofyzikální observatoře Sodankylä na univerzitě v Oulu ve Finsku. Zkoumali meteority, které padly na Zemi za posledních 240 let. Analýzou množství titanu 44, radioaktivního izotopu, našel tým významné zvýšení radioaktivního výkonu Slunce během 20. století.

Za posledních několik desetiletí však zjistili, že se sluneční aktivita stabilizovala na této vyšší než historické úrovni.

Předchozí výzkum se opíral o měření určitých radioaktivních prvků ve stromových prstencích a v ledových pokrývkách pokrývajících Grónsko a Antarktidu, které lze změnit pozemskými procesy, nejen sluneční aktivitou. Izotop měřený v nové studii není ovlivněn podmínkami na Zemi.

Výsledky podrobně popsané v tomto týdnu v časopise Astronomy & amp Astrophysics Letters„Potvrďte, že za posledních zhruba 100 let skutečně došlo ke zvýšení sluneční aktivity,“ řekl Usoskin SPACE.com.

Průměrná globální teplota na zemském povrchu vzrostla od roku 1880 přibližně o 1 stupeň Fahrenheita. Někteří vědci diskutují o tom, zda je toto zvýšení součástí přirozeného klimatického cyklu nebo důsledkem skleníkových plynů produkovaných automobily a průmyslovými procesy.

Dopad Slunce na klima byl zkoumán teprve nedávno. Nedávné studie ukazují, že zvýšení slunečního výkonu může způsobit krátkodobé změny klimatu Země, ale neexistují žádné přesvědčivé důkazy o tom, že by sluneční aktivita byla spojena s dlouhodobými klimatickými účinky.

Nárůst sluneční aktivity na počátku minulého století přes padesátá léta se shoduje s nárůstem globálních teplot, uvedl Usoskin. Odkaz však neobstojí přibližně od 70. let do současnosti.

"Během posledních několika desetiletí se sluneční aktivita nezvyšuje. Stabilizovala se na vysoké úrovni, ale klima Země stále vykazuje tendenci ke zvyšování teplot," vysvětlil Usoskin.

Má podezření, že i kdyby existovala souvislost mezi aktivitou Slunce a globálním podnebím, během posledních několika desetiletí musely dominovat další faktory, včetně nárůstu skleníkových plynů v atmosféře.


Otvory v koruně Slunce spojené s teplotními změnami atmosféry na Zemi

Brooklyn, NY - Neobvyklá interdisciplinární studie astronomů a klimatologů zjistila pozoruhodnou korelaci mezi otvory v nejvzdálenější vrstvě slunce - nebo koronou - a celosvětově průměrovanou teplotou Země, což naznačuje, že atmosférická teplota Země může být silně spojena se změnami slunečního magnetismu v průběhu měsíců nebo let.

V příspěvku, který vyšel v časopise New Astronomy z 28. února, klimatolog Eric Posmentier z Brooklynského kampusu Long Island University, solární fyzici Willie Soon a Sallie Baliunas z Harvard-Smithsonianova centra pro astrofyziku a fyzik Pius Okeke z Nigérijské univerzity mapujte teplotní anomálie pozorované ve spodní troposféře Země (tj. v oblasti atmosféry, ve které žijeme) pomocí radiometrů Microwave Sounding Unit (MSU) na palubách meteorologických satelitů.

Vědci porovnali teplotu Země s velikostí koronálních děr hlášených na Slunci během období dvou desetiletí, počínaje lednem 1979 a koncem dubna 1998. Výsledky ukazují jasný pokles pozemské atmosférické teploty poté, co je aktivita magnetického pole Slunce nejintenzivnější . V tomto bodě dochází k úbytku magnetické aktivity a zvětšení koronálních otvorů. „Je to poprvé, co někdo zkombinoval tyto moderní a spolehlivé datové soubory, aby spojil sluneční aktivitu a klima a uvedl několik alternativních mechanismů, které by toto spojení mohly vysvětlit,“ vysvětlil Posmentier.

Koronální díry jsou doslova mezery ve vnější atmosféře Slunce, kterými proud horkých nadzvukových částic známých jako sluneční vítr vylévá do vesmíru, aby pohltil celý planetární systém. Na Zemi tato horká lázeň nabitých částic produkuje polární záře (tj. Polární záři), interferuje s elektrickým a rádiovým přenosem a může ohrožovat cestující na palubě vysoko letících dopravních letadel nebo astronauty na palubě nestíněné kosmické lodi. Sluneční vítr byl také dlouho podezříván jako možný nepřímý přispěvatel k pozemské změně klimatu.

Posmentier a kolegové se domnívají, že spojení mezi slunečním větrem a podnebím může být přímější, což naznačuje, že nabité částice dopadající na zemskou atmosféru mohou ovlivnit vlastnosti suchozemských vodních mraků, zejména procento těchto mraků pokrývající Zemi. Na druhou stranu významné změny v oblačnosti ovlivňují teplotu spodní troposféry, přičemž teploty klesají se zvýšenou oblačností. Další možností je, že nabité částice mění chemii ozonu v horních vrstvách atmosféry, což zase ovlivňuje dynamiku podnebí.

Vědci však poznamenávají, že nabité částice dopadající na Zemi mohou pocházet buď ze Slunce, nebo z galaktických kosmických paprsků, které jsou modulovány slunečním větrem. Nebo z kombinace obou zdrojů. Bez ohledu na to se procento povrchu Slunce pokrytého koronálními otvory jeví jako docela přesný ukazatel teploty v zemské troposféře po celé měsíce nebo roky.

Korelace přichází s některými výhradami. Jak Posmentier a kolegové poznamenávají, současně působí i další významné klimatické faktory, což komplikuje pokusy o korelaci jevů Slunce-Země. Nejpozoruhodnější v posledních dvou desetiletích byly oteplovací účinky El Nino v letech 1997-98 a všeobecné ochlazení, které následovalo po erupci Mount Pinatubo v roce 1991.

Podle Posmentiera jejich výsledky nevylučují možný klimatický vliv fosilních paliv vyrobených člověkem, která způsobila zvýšení hladiny CO2 v atmosféře. „V některých částech minulého století, jak se zvyšovalo množství CO2, se zvýšila teplota,“ vysvětlil. „To nezpochybňuji a neříkám, že CO2 nemůže mít v budoucnu významné účinky.

„To, co říkám, je, že data jednoznačně nepodporují tvrzení, že zvýšení CO2 je dominantní příčinou variability klimatu,“ dodal. „Existují další důvody pro významné změny klimatu. Ve skutečnosti jsme zjistili, že nejsilnější korelace je ta mezi oblastí povrchu Slunce pokrytou otvory a celosvětově průměrnou teplotou Země.“

Podpora tohoto výzkumu pocházela z Mount Wilson Institute a Electric Power Research Institute s dalšími finančními prostředky od Massachusetts Space Grant Consortium, Smithsonian Institution, Richard C. Lounsbery Foundation a NASA.

Zdroj příběhu:

Materiály poskytnuté Long Island University. Poznámka: Obsah může být upravován podle stylu a délky.


Jaká by byla teplota na Zemi, kdyby bylo slunce o něco více či méně silné? - Astronomie

Sezónní teplota závisí na množství tepla přijatého ze Slunce v daném čase. K udržení konstantní teploty musí existovat rovnováha mezi množstvím získaného tepla a množstvím vyzařovaného do prostoru. Pokud je přijato více tepla, než je ztraceno, vaše poloha se oteplí, pokud se ztratí více tepla, než se získá, vaše umístění se ochladí. Co způsobuje, že se množství energie dosahující na dané místo během dne mění po celý rok?

K vysvětlení teplotních rozdílů ročních období se často uvádějí dvě populární teorie: 1) různé vzdálenosti Země od Slunce na jeho eliptické oběžné dráze (v perihelionu je Země 147,1 milionu kilometrů od Slunce a v aphelionu je 152,1 milionu kilometrů od Slunce) a 2) naklonění osy Země vzhledem k její orbitální rovině. Pokud by byla první teorie pravdivá, měla by severní i jižní hemisféra prožívat stejná roční období současně. Nemají. Pomocí vědecké metody popsané v kapitolách 1 a 2 můžete teorii vzdálenosti odmítnout.

Populární variace teorie vzdálenosti říká, že část Země nakloněná směrem ke Slunci by měla být teplejší než ta část nakloněná od Slunce kvůli rozdílům ve vzdálenostech. Pokud budete pokračovat v této úvaze, dojde se vám k závěru, že noční strana Země je chladnější než strana denního světla, protože noční strana je dále od Slunce. Toto ignoruje přímější důvod, proč je noční strana namířena proti Slunci, takže sluneční energie k ní přímo nedosahuje. Pojďme se ale trochu více podívat na model naklonění. Naklonění Země o 23,5 ° znamená, že severní pól je ke konci června přibližně o 5080 kilometrů blíže než jižní pól. To je mnohem, mnohem menší než 152 milionů kilometrů vzdálená vzdálenost mezi Sluncem a středem Země v té době. Množství přijaté energie klesá s náměstí vzdálenosti.

Pokud spočítáte (152 000 000 + 5080) 2 / (152 000 000 - 5080) 2, zjistíte, že severní pól by mírně přesáhl 1/100. procent více energie než jižní pól. To je příliš malý rozdíl na to, abychom vysvětlili velké teplotní rozdíly! I když porovnáte jednu stranu Země s opačnou stranou, takže ve výše uvedeném výpočtu použijete průměr Země místo 5080 kilometrů, získáte 3/100. procent rozdíl v přijaté energii. Je zřejmé, že vzdálenost není důvodem velkých teplotních rozdílů. Všimněte si, že jsem použil hodnotu aphelionu pro vzdálenost mezi Zemí a Sluncem. Je to proto, že Země je během léta na severní polokouli blízko aphelionu! To je známo měřením zdánlivé velikosti Slunce. Můžete bezpečně předpokládat, že skutečná velikost Slunce se nemění s obdobím, které závisí na orbitální periodě planety tisíckrát menší než ona, nebo že by si jako pulzační cyklus zvolila orbitální periodu Země.

Země dosáhne perihelionu v prvním lednovém týdnu (během zimy na severní polokouli!) A aphelionu v prvním červencovém týdnu (během léta na severní polokouli!). Teorie vzdálenosti předpovídá opačná období od toho, co je pozorováno na severní polokouli. Přesná data a časy událostí perihelion a aphelion najdete na stránce Aplikační oddělení US Naval Observatory na stránce Earth's Seasons (odkaz se zobrazí v novém okně a proveďte příslušnou úpravu času pro vaše časové pásmo.)

I když je model vzdálenosti (v jakékoli variantě) nesprávný, stále jde o `` dobrou`` vědeckou teorii v tom, že poskytuje testovatelné předpovědi toho, jak by se teplota měla během roku měnit a o kolik. Co však vědce, zejména profesory astronomie, štve, ignoruje tyto předpovědi a velké konflikty mezi předpovědí a pozorovanými. Pojďme se podívat na model, který správně předpovídá, co je pozorováno.

Teorie naklonění správně vysvětluje roční období, ale důvod je o něco jemnější než vysvětlení teorie vzdálenosti. Protože osa rotace Země je nakloněná, bude severní polokoule nasměrována ke Slunci a zažije léto, zatímco jižní polokoule bude nasměrována od Slunce a zažije zimu. Během léta sluneční světlo dopadá na zem příměji (blíže ke kolmici) a koncentruje sluneční energii. Tato koncentrovaná energie je schopna ohřívat povrch rychleji než v zimním období, kdy sluneční paprsky dopadají na zem ve více úhlech pohledu a šíří energii.

Také v létě je Slunce delší dobu nad obzorem, takže jeho energie má více času na zahřívání věcí než v zimě. Stejně jako pečení něčeho v troubě se země a voda okamžitě neohřívají, takže naše nejteplejší dny jsou obvykle po letním slunovratu. I proto je nejteplejší část dne obvykle odpoledne. Podobně nejchladnější dny jsou zima, obvykle po zimním slunovratu.

The Modul Roční období programu Astronomy Education University of Nebraska-Lincoln vám umožní porozumět těmto konceptům manipulací s takovými věcmi, jako je poloha Země na oběžné dráze a vaše poloha na Zemi (odkaz se objeví v novém okně --- vyberte třetí část modulu) a používat jejich Roční období a ekliptický simulátor v balíčku Nativní aplikace (simulátory Flash již s dnešními prohlížeči nepracují) .. Můžete přepínat mezi pohledem zaměřeným na Zemi ukazujícím Zemi ve středu nebeské sféry se Sluncem pohybujícím se po ekliptice a pohledem vycentrovaným na Slunce ukazující Zemi pohybující se kolem Slunce. Oba pohledy ukazují, jak se mění množství denního světla a úhel slunečního světla na zemi s přibývajícími dny a umístěním na Zemi.

Rotační osy většiny ostatních planet sluneční soustavy jsou také nakloněny vzhledem k jejich orbitálním rovinám, takže také procházejí sezónními změnami teplot. Planety Merkur, Jupiter a Venuše mají velmi malé náklony (3 ° a méně), takže různá vzdálenost od Slunce může hrát větší roli při jakýchkoli sezónních výkyvech teplot. Z těchto tří však má pouze Merkur významné rozdíly mezi perihéliem a aféliem. Jeho extrémně tenká atmosféra není schopna zadržet žádnou sluneční energii. Oběžné dráhy Jupitera a Venuše jsou téměř kruhové a jejich atmosféry jsou velmi silné, takže jejich teplotní variace jsou téměř nulové.

Mars, Saturn a Neptun mají sklony podobné zemským, ale Saturn a Neptun mají téměř nulové teplotní variace, protože mají velmi hustou atmosféru a téměř kruhové dráhy. Mars má velké teplotní změny kvůli své velmi tenké atmosféře a jeho excentrickější oběžná dráha umisťuje svou jižní polokouli nejblíže ke Slunci během léta a nejdále od Slunce během zimy. Marsova severní polokoule má kvůli tomuto uspořádání mírnější sezónní variace než její jižní polokoule. Vzhledem k tomu, že planety se na svých drahách pohybují nejpomaleji, když jsou nejvzdálenější od Slunce, má jižní polokoule Marsu krátká, horká léta a dlouhé chladné zimy.

Období Uranu by měla být nejneobvyklejší, protože obíhá kolem Slunce na své straně - jeho osa je nakloněna o 98 stupňů! Polovinu uranského roku je jedna polokoule na slunci a druhá ve tmě. Pro druhou polovinu uranského roku je situace obrácená. Hustá atmosféra Uranu efektivně distribuuje sluneční energii z jedné polokoule na druhou, takže sezónní změny teploty jsou téměř nulové. Osa Pluta je také nakloněna o velké množství (122,5 stupňů), jeho oběžná dráha je nejvíce eliptická z planet a má extrémně tenkou atmosféru. Ale to je vždy tak daleko od Slunce, že je neustále v hlubokém mrazu (jen 50 stupňů nad absolutní nulou!).


Pokud tato mimozemská planeta existuje, může se podobat Zemi. Nebo možná ne.

Astronomové našli důkazy o planetě obíhající kolem hvězdy, která, pokud trochu zamžouráte a nečistíte zrcadlo příliš dobře, vypadá jako odraz Země a Slunce.

Vím, slabá chvála. Ale toto je docela zajímavá planeta. Je větší než Země, ale obíhá kolem hvězdy velmi podobné Slunci přibližně ve stejné vzdálenosti Země obíhá kolem Slunce, což znamená, že získává přibližně stejné množství světla, jaké Země dělá. Ale zatím o tom nemůžeme říci příliš mnoho, protože nám chybí klíčový kousek skládačky - její hmotnost.

Více špatné astronomie

Pokud tedy planeta vůbec existuje.

Dobře, tak co je tady? Hvězda se jmenuje Kepler-160 a nachází se asi 3100 světelných let od Země. Hvězda je téměř dvojče Slunce: Má o něco méně hmoty a je chladnější, ale je také o něco větší než Slunce, takže množství energie, které vydává, je téměř přesně stejné jako Slunce (je to pouze o 1% světelnější, takže velmi blízké). Je také velmi starý, asi 9 miliard let, tedy dvakrát vyšší než věk Slunce.

Kepler-160 je jednou ze 150 000 hvězd zkoumaných Keplerovou observatoří, která hledá exoplanety, mimozemské světy obíhající kolem jiných hvězd. Pokud náhodou uvidíme oběžnou dráhu planety hranou, pak jednou na oběžnou dráhu projde před hvězdou a vytvoří přechod, mini zatmění a světlo hvězdy poklesne o malý zlomek. Velikost tohoto poklesu nám říká velikost planety.

Bylo zjištěno, že Kepler-160 má dvě tranzitní planety, které se nazývají Kepler160-b a c *. Oba jsou větší než Země a obíhají kolem hvězdy tak blízko, že se dostanou pozitivně vařené podle toho. Země jako jsou ne.

Obě planety byly potvrzeny v roce 2014. O nových technikách měření se však stále snilo, takže tým astronomů nedávno znovu prozkoumal data a hledal další planety. Zjistili dvě zajímavé věci.

Jedním z nich je možná třetí planeta nalezená svým gravitačním vlivem na 160c, což mění načasování jejích přechodů. Je těžké vědět víc o této planetě, protože sama neproniká, ale odhadují, že má hmotu někde mezi hmotou Země a Saturnem (asi stokrát větší než Země) na oběžné dráze, která je dlouhá 7 až 50 dní, takže stále krásná blízko hvězdy. Ale to je asi vše, co lze odvodit.

Kresba zobrazující exoplanetu v systému více planet. Uznání: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Ale je to Čtvrtý planeta, která je tak zajímavá. Našli to, co vypadá velmi podobně jako série poklesů ve světle hvězd s dobou 378 dní. Při použití některých statistik na svá měření zjistí, že má 85% pravděpodobnost, že budou skutečné, to není kvůli nějakému artefaktu nástroje. Takže nemohou tvrdit, že je to skutečné - standardem je 99% důvěra pro formální prohlášení - ale šance jsou dobré. Od této chvíle budu předpokládat, že je to skutečné, ale mějte na paměti, že existuje 15% šance ne být.

Pokud tedy existuje, obíhá jen o kousek dále od své hvězdy, než je Země od Slunce, přičemž z hvězdy dostává asi 93% energie jako Země.

Známé exoplanety vykreslovaly množství světla, které dostávají od své hvězdy (osa x), ve srovnání s teplotou hvězdy (osa y). Zelená oblast ukazuje planety v „obyvatelné zóně“ jejich hvězdy. Velikosti planet jsou označeny planetami sluneční soustavy o velikosti kruhu (nahoře). Možná planeta Kepler-160 je označena šipkou. Uznání: Heller et al.

Ale to záleží na jeho atmosféře. Průměrná teplota Země bez vzduchu by byla asi -18 ° C (0 ° F), ale skleníkové plyny v naší atmosféře zahřívají náš průměr až na asi 15 ° C (60 ° F). Takže tato planeta může být chladnější než Země, ale pokud by měla mnohem více CO2 nebo vodní pára, mohla by se blížit naší vlastní teplotě.

Problém je v tom, že nemáme tušení, jaká by mohla být jeho atmosféra, nebo jestli ji vůbec má. Zdá se však pravděpodobné, že to bude: Hloubka tranzitního ponoru znamená, že planeta je přibližně 1,9krát větší než průměr Země, což z ní dělá superzemě. To je místo, kde se planety začnou držet velmi hustých atmosfér, takže to může být jako Země ... nebo to může být jako Neptun. Takže my nemůže říkat tomu Země. Může to být spíš jako Venuše pro všechno, co víme.

To do jisté míry závisí na povrchové gravitaci planety. Astronomové odhadují, že pokud jde převážně o kámen a vodu, bude mít hmotnost 3,5krát větší než Země, což jí dává povrchovou gravitaci téměř přesně stejnou jako Země. Šikovný.

Ale pokud je to kov a kámen, jako je Země, mohla by být hmotnost 10 - 13krát větší než Země, což jí dává povrchovou gravitaci 2,5 - 3,5 Země! To by bylo trochu drsné. A pokud planeta je tak hustá bude mít pravděpodobně hustou atmosféru. Ale upřímně, prostě nevíme.

Při přiblížení hvězd, jako je Slunce, je vidět, že planeta Kepler-160 (označená KOI456.04, označená šipkami a vynesená s pruhy nejistoty) má o něco méně osvětlení než Země od své chladnější hvězdy a je také větší než Země. Uznání: Heller et al.

Planeta se stále nachází v takzvané obytné zóně (HZ) hvězdy, kde by na povrchu planety mohla existovat kapalná voda. Víme o spoustě planet v HZ jejich hvězd a spousta těchto planet je blízká Zemi. K tomu ale dochází většinou u hvězd mnohem menších a slabších než Slunce: červených trpaslíků. Pokud jde o hvězdy podobné Slunci, většina známých planet HZ je mnohem větší než Země. Tento obíhající Kepler-160 je zdaleka nejmenší (kromě Země, Venuše a Marsu) pro tuto hvězdnou skupinu. Takže to je docela v pohodě.

Co se musí stát dál, je potvrzení existence této planety. Předpovídají, že k dalšímu tranzitu dojde 14. září 2020. Doufejme, že na této hvězdě bude možné trénovat nějaké velké „obory, aby ji hledaly. Pokles světla hvězd je jen asi 0,05%! Takže budou muset hledat opatrně. Nalezení jeho hmotnosti je mnohem těžší a může trvat roky.

Stále více se přibližujeme k nalezení planety o velikosti Země obíhající téměř sluneční dvojče. To není záruka, že to bude Země -jako, ale přesto. Čím více z nich najdeme, tím větší jsou šance na nalezení jiné Země. Myslím, že to stojí za to hledat.

* Dopis A je přeskočeno, aby nedošlo k záměně s více hvězdnými systémy, které používají podobnou notaci.


Nejen další hvězda

Naše slunce je jen malá žlutá hvězda v obrovské sbírce, která by mohla podporovat život. Uslyšíte to čím dál víc. Nevěř tomu. Minimální požadavek na život podporující hvězdu chybí všem ostatním hvězdám. Naše slunce dané Bohem se zdá být jedinečné.

Slunce se z naší perspektivy na Zemi jeví jasné a má pro nás zjevně zvláštní postavení. Ale jeho jas je působivý pouze proto, že leží tak blízko ve srovnání s hvězdami. Vzhledem ke všemu, co nyní víme o jasu jiných hvězd, je dnes módní nazývat slunce hvězdou, dokonce průměrnou hvězdou. Ale je tomu skutečně tak?

Zatímco slunce má mnoho charakteristik podobných hvězdám, Bible o něm nikdy nehovoří jako o hvězdě. To naznačuje, že slunce může mít některé jedinečné vlastnosti. Mohlo by to odkazovat na jeho složení? Složení slunce je trochu neobvyklé - má mnohem méně lithia než většina hvězd. Lithium není u hvězd příliš běžné, ale slunce patří k těm nejvíce chudým na lithium. Ačkoli je tato statistika zajímavá, není jasné, zda je významná.

Slunce má další velmi důležitou a neobvyklou vlastnost - svou stabilitu. Astronomové strávili nějaký čas hledáním hvězd podobných slunci, protože takové hvězdy by mohly vést k udržení života na všech planetách, které je obíhají. Astronomové našli několik slunečních dvojčat, která mají stejnou teplotu, velikost, hmotnost a jas jako slunce, ale téměř všechna jsou proměnná. To znamená, že se liší jasem. Se všemi obavami z globálního oteplování dnes by mělo být zřejmé, že stálé slunce je pro život nezbytné.

Slunce se může mírně lišit v jasu, ale je to mimo naši schopnost měřit. Můžeme si tedy být jisti, že jakákoli normální variace je tak malá, že má jen málo nepříznivých účinků na život.

Naproti tomu jiné hvězdy (které jsou jinak podobné slunci) se obvykle liší jasem o několik procent, některé se liší mnohem více. To by bylo katastrofální pro život na planetě obíhající kolem takové hvězdy jen z hlediska velkých teplotních výkyvů. Pouze jednoprocentní variace na slunci by vedla k průměrnému teplotnímu posunu o 1 ° C na Zemi. To nemusí znít moc, ale jedná se o změnu průměrné teploty - místní a sezónní změny by pravděpodobně byly mnohem vyšší a narušily život.

Ale je toho víc. Zdá se, že variace souvisí s magnetickou aktivitou, která může poškodit život. Na Zemi známe sluneční magnetické pole, protože je úzce spojeno se slunečními skvrnami (nebo v případě jiných hvězd hvězdnými skvrnami). Každých jedenáct let se počet skvrn a magnetická aktivita zvyšuje. Během maxima sluneční skvrny slunce často produkuje energetické vzplanutí, které koupají Zemi v extra dávce částicového záření, které může způsobit katastrofu na Zemi a poškodit buňky v živých organismech. Můžeme si jen představit, jak destruktivní by bylo záření na planetách obíhajících kolem jiných hvězd.

By God’s gracious design, the earth has a protective magnetic field that prevents the sun’s flares from disrupting life. The particles racing from the sun interact with the magnetic field, which deflects most of the particles. Yet we are periodically reminded about such imminent danger when the flares overload the ability of the earth’s magnetic field to protect us. Astronauts on the Space Station must enter protected sections of the station after a solar flare.

Not all planets have strong enough magnetic fields to protect living organisms on their surfaces. Even on planets that do, the situation would be dire if the star’s magnetic activity were far higher than the sun’s. The much more frequent and far more powerful flares probably would compromise any reasonable magnetic field that a planet would have. Because this particle radiation would be harmful to living things, even secular astronomers recognize that variable stars probably can’t support living things.

Secular scientists might respond that since we haven’t observed the behavior of stars for very long, we can’t prove just how unusual the sun is with respect to its long-term stable behavior. But it’s safe to conclude that all solar-type stars vary part of the time and are stable only part of the time. We live in a time of stability, but secular astronomers have no reason to believe this has always been the case. This stability throughout life’s history on earth is easy to explain if the sun and earth are young as we creationists know, but it wouldn’t work if the sun or any star system is billions of years old.

Life requires a stable sun at all times, and that’s just what God gave us.


Obsah

Mass, radius, and temperature [ edit | edit source ]

Because it was discovered by the radial velocity method, the only known physical parameter for Ross 128 b is its minimum possible mass. The planet is at least 1.35 Earth mass. This is slightly more massive than the similar and nearby Proxima Centauri b, with a minimum mass of 1.27 Earth mass. The low mass of Ross 128 b implies that it is most likely a rocky Earth-sized planet with a solid surface. However, its exact mass and radius is not known, as no transits of this planet have been observed. Ross 128 b would be 0.5 Earth radii for a pure-iron composition, and 3.0 Earth radii for a pure hydrogen-helium composition, both implausible extremes. For a more plausible Earth-like composition, the planet would need to be about 1.10 Earth radii (about 7,008 km.) With that radius, Ross 128 b would be slightly denser than Earth, due to how a rocky planet would become more compact as it increases in size. It would give the planet a gravitational pull around 10.945 m/s 2 , or about 1.12 times that of Earth.

Ross 128 b is calculated to have a temperature similar to that of Earth and potentially conducive to the development of life. The discovery team modelled the planet's potential equilibrium temperature using albedos of 0.100, 0.367, and 0.750. Albedo is the portion of light that is reflected instead of absorbed by a celestial object. With these three albedo parameters, Ross 128 b would have a Teq of either 294 K (21 °C 70 °F), 269 K (-4 °C 25 °F), or 213 K (-60 °C -76 °F). For an Earth-like albedo of 0.3, the planet would have an equilibrium temperature of 280 K (7 °C 44 °F), about 8 degrees Kelvin lower than Earth's average temperature. However, the actual temperature of Ross 128 b is currently not accurately calculable because it depends on the currently unknown atmospheric conditions, if it has any atmosphere.

Orbit and rotation [ edit | edit source ]

Ross 128 b is a closely orbiting planet, with a year (rotation period) lasting about 9.9 days. Its semi-major axis is 0.0496 AU (7.42 million km). The orbit is quite circular, with an eccentricity of 0.036, but also with a large error range as well. Compared to the Earth's average distance from the Sun of 149 million km, Ross 128 b orbits 20 times closer. At that close distance from its host star, the planet is most likely tidally locked, meaning that one side of the planet would have permanent daylight while the other side would be in permanent darkness.

Host star [ edit | edit source ]

Ross 128 b orbits the small M-dwarf Ross 128. The star is 17% the mass and 20% the radius of our own Sun. It has a temperature of 3,192 K, a luminosity of 0.00362 Solar luminosity, and an age of 9.45 ± 0.60 billion years. For comparison, the Sun has a temperature of 5,772 K and an age of 4.5 billion years, making Ross 128 half the temperature and over twice the age. The star is only 11.03 light-years away, making it one of the 20 closest stars known.


Saturn's Temperature: One Cool Planet

With an average temperature of minus 288 degrees Fahrenheit (minus 178 degrees Celsius), Saturn is a pretty cool planet. Although there are some small differences as one travels from the equator to the poles, much of Saturn's temperature variation is horizontal. This is because most of the planet's heat comes from its interior, rather than from the sun.

Layers of gas

Saturn is mostly made up of hydrogen, with some helium. Gases such as sulfur, methane, ammonia, nitrogen and oxygen lie within the planet's atmosphere, creating colorful bands.

Temperatures in Saturn's atmosphere increase along with pressure the closer one travels to the center. As a giant gas planet, Saturn doesn't have solid ground scientists set the surface of the planet at the point where pressure is equal to that of sea level on Earth.

Saturn contains three layers of clouds. The upper layers of ammonia ice have temperatures ranging from minus 280 F (minus 173 C) to minus 170 F (113 C). The next layer contains water ice, with temperatures from minus 127 F (minus 88 C) to 26 F (minus 3 C). Temperatures in the lower layers climb as high as 134 F (57 C). Pressures in this region equal those found a few miles under Earth's ocean.

When Voyager 2 traveled to the ringed planet, it found that temperatures near the north pole were about 18 F (10 C) colder than those found at mid-latitudes, a difference that may be seasonal.

Heating sources

Saturn contains a rocky core, 10 to 20 times the mass of Earth, which is surrounded by liquid metallic hydrogen. This massive core was likely the first part of the planet created, and it trapped gas as the planet formed. Moving out from the core, the liquid hydrogen becomes less metallic, gradually shifting into a gas the further one travels from the center of the planet.

The interior may reach temperatures of up to 21,000 F (11,700 C). Because the distance to Saturn from the sun averages 886 million miles (1.4 billion kilometers), most of the planet's heat comes from its core. Saturn radiates more than twice as much heat into space as it receives from the sun. Much of the heat is caused by the gravitational compression of the planet, but scientists theorize that some of it may come from friction created by helium sinking into the planet's interior.


How would the temperature on earth be if the sun was slightly more or less powerful? - Astronomie

Buy My Stuff

Keep Bad Astronomy close to your heart, and help make me filthy rich. Hey, it's either this or one of those really irritating PayPal donation buttons here.

What causes the seasons?

Good astronomy : The seasons are mostly due to the axial tilt of the Earth. The change in distance of the Earth to the Sun is a very minor player. [ Note added January 21, 1998: This page had a math error in it when I originally published it. The error is not a huge one, and has only a small impact on the conclusions, so I simply corrected it. At the bottom of the page I include the original incorrect calculation, just to keep me honest.]

How it works : This is one of the most pernicious types of ideas: one that sounds reasonable, and so it propagates easily. Unfortunately, it's wrong. Well, not completely wrong certainly the Earth's distance from the Sun has something to do with the temperature, but it is a relatively minor effect.

First, a sanity check: The Earth's orbit is an ellipse. The Earth reaches perihelion (the point in its orbit closest to the Sun) in January, and it reaches aphelion (farthest point from the Sun) some six months later. If that were all that governed weather, we'd have summer in January, and Winter in July! This may be true for our Southern Hemisphere friends, but not up in the North. Something else must be going on.

We can check our qualitative conclusion above with some (simple!) math. The math involved in calculating a planet's gross temperature has been known for a long time. Basically, the temperature depends only weakly on distance changes the temperature goes as the inverse square root of the distance of the planet to the Sun. What does that mean? In other words, if you double the distance of a planet from the Sun, the temperature will drop by the square root of 2, or about 1.4. Doubling the Earth's distance from the Sun will drop the mean temperature by about 80 degrees Celsius (Careful here! You cannot use Celsius units for the actual calculation. You have to use the Kelvin scale, which has the same units as Celsius, but starts at 0. In other words, 0K = -273 C. If you take the square root of the temperature using Celsius you'll get the wrong answer! However, since the units are the same, an 80 degree drop is the same in both scales). Specifically, the Earth's average temperature is about 280 degrees Kelvin (10 Celsius). 280/1.4=200, or a drop of 80 degrees.

At perihelion (nearest point) the Earth/Sun distance is about 147,000,000 km, and at aphelion (farthest point) it's about 152,000,000 km. The change in temperature is then or just less than 2 percent. This turns out to be only 5 degrees Celsius, which is quite a bit less than the temperature change we see between winter and summer. Obviously, something else must be going on.

The largest contributor to the change in seasons is the tilt, or inclination, of the Earth's spin axis with respect to its orbital plane (the ecliptic ). The usual explanation is as follows: take a flashlight and a piece of paper. Shine the light straight onto the paper, so you see an illuminated circle. All the light from the flashlight is in that circle. Now slowly tilt the paper, so the circle elongates into an ellipse. All the light is still in that ellipse, but the ellipse is spread out over more paper. The density of light drops. In other words, the amount of light per square centimeter drops (the number of square centimeters increases, however, so the total amount of light stays the same-- you expect that, as the light from the flashlight has not changed).

The same is true on the Earth. When the Sun is overhead, the light is falling straight on you, and so more light (and more heat) hit each square centimeter of the ground. When the Sun is low, the light gets more spread out over the surface of the Earth, and less heat (per square centimeter!) can be absorbed. Since the Earth's axis is tilted, the Sun is higher when you are on the part of the Earth where the axis points towards the Sun, and lower on the part of the Earth where the axis points away from the Sun.

For the Northern Hemisphere, the axis points most toward the Sun in June (specifically, around June 21), and away from the Sun on December 21. This corresponds to the Winter and Summer Solstices, or the midpoints of summer and winter. For the Southern Hemisphere, this is reversed.

There is more, too. In the summer, the Sun is higher, and therefore the days are longer. This gives the Sun more time to heat the Earth, so it gets hotter. In the winter, the sun is lower, and the days are short, giving the Sun less time to heat the Earth. This is a secondary effect.

The distance of the Earth to the Sun is a smaller effect yet, but it does exist! So the Southern Hemisphere gets slightly hotter summers and slightly colder winters than the North. But only by a couple of degrees, and only on average. Your mileage may vary!

A good page about seasons can be found at The MSNBC website. They have a nice diagram (though a bit crowded) there as well.

Another one is a discussion of season misconceptions (and he takes to task the MSNBC site I mention above!).

January 21, 1998:
Okay, so I made a small mistake on the original page. I'll quote the original passage, here, and add some notes on the math as well for those of you interested in the details.

We can check our qualitative conclusion above with some (simple!) math. The math involved in calculating a planet's gross temperature has been known for a long time. Basically, the temperature depends only weakly on distance changes the temperature goes as the distance to the one-fourth power (the square root of the square root!). In other words, if you double the distance of a planet from the Sun, the temperature will drop by 2^(1/4) or 1.18. Doubling the Earth's distance from the Sun will only drop the mean temperature by about 50 degrees Celsius (the Earth's average temperature is about 310 degrees Kelvin or 10 Celsius. 310/1.18=260, a 50 degree drop. The Kelvin scale is absolute, which means it starts at 0, which is why I used it for the calculation).

At perihelion (nearest point) the Earth/Sun distance is about 146,000,000 km, and at aphelion (farthest point) it's about 152,000,000 km. The change in temperature is then or only 0.85 percent! This turns out to be only 2 degrees Celsius, which is quite a bit less than the temperature change we see between winter and summer! Obviously, something else must be going on.

My mistake was that I put in an additional factor of a square root in there, making the change in temperature a bit too small. I also used 146 million kilometers for the perihelion distance, and 147 million is actually a bit better. The temperature change from winter to summer is about 5 degrees, not 2 as I stated originally. Where I live in Washington, DC, the temperature in summer hits 35 Celsius easily, and commonly drops to 0 Celsius in the winter. 35 degrees is a lot more than 5!

To calculate the temperature of a planet, you basically need to assume that the amount of heat the planet gets from the Sun is balanced by the amount of heat radiated away by the planet. If this were not true, the planet would either heat up (if it didn't radiate the heat away) or it would freeze (if it radiates too much).

Qualitatively: the star gives off heat over its whole surface. That heat expands in a sphere centered on the Sun, and travels to the planet. The planet intersects a small piece of it which is equal to the area of a circle with the same radius as the planet (if I ever get a chance I'll place a diagram here that shows this graphically. ). The planet absorbs some of that heat, and, if it rotates quickly, re-radiates it away over its whole surface.

sigma * T planet 4 =
sigma * T Sun 4 * 4 * pi * radius Sun 2 / (4 * pi * distance 2 ) *
(1-albedo) * pi * radius planet 2 / 4 * pi * radius planet 2

where sigma is a constant (not important here, since it cancels out), T is temperature (for the planet or the Sun, each is labeled above), distance is the distance from the planet to the Sun, radius is the radius of the Sun or planet (also labeled), and albedo is a measure of the reflectivity of a planet. An albedo of 1 means the planet is a perfect reflector, like a mirror. An albedo of 0 means the planet absorbs every photon that hits it it would look black. The Earth has an albedo of 0.39, as it happens.

We can then do a bit of algebra to get:

T planet =T Sun * (radius Sun /2 * distance) 1/2 * (1-albedo) 1/4

Phew! From here you can see that the temperature of the planet depends on the inverse square root of the distance to the Sun. Note that if you put in the correct numbers for the Earth and Sun (distance=1.5 x 10 13 centimeters, T Sun =5780, radius Sun =7 x 10 10 centimeters and albedo=0.39) you get a temperature of the Earth of about 250 Kelvin. That's about -20 below Celsius, or -10 Fahrenheit! What gives?

Our atmosphere, that's what gives. Our atmosphere helps keep heat in (by absorbing some of the radiation re-radiated by the Earth), so you need a correction factor to our albedo. Without our thin layer of air, the surface temperature of the Earth would rapidly drop, freezing the oceans solid. This is called a "greenhouse effect", and is a very real occurrence. It's when things get out of control that you get a runaway greenhouse effect. Note also that the temperature on the surface of Venus should be about -20 Celsius (distance=1.1 x 10 13 centimeters, albedo=0.65 although it's closer to the Sun its albedo is higher, so it should have about the same temperature as the Earth), but is actually in excess of 500 Celsius (over 900 Fahrenheit!). Should you worry about runaway greenhouse effect? Take a look at our closest neighbor. You tell me.

My thanks to Bad Readers Darrell Bennett, Eric Carlson and Georg Zemanek for pointing out some of my errors!