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[问题讨论] 想请天文专业的朋友帮个忙计算一下

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智子 发表于 2010-10-18 10:48 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–北京–北京 方正宽带

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本帖最后由 sonic5188 于 2012-11-22 22:27 编辑

假设某颗A5型恒星,质量为太阳的2.1倍那种,她的宜居带距离大致是多少?请以两个标准计算:一个是以地球生物的角度考虑,也就是可以存在液态水的温度区间;另一个请按-40度至300度这个区间计算。

另外,假设某颗行星处于上述第二个宜居带中,她的年平均气温在160度左右,大气中含有较高的氟,具体比例就暂定为地球大气中的氧含量吧,而海洋及河流中以液态硫为主,这样的环境设定,对该行星的质量、半径、大气厚度等条件有什么要求没有?这样的行星,大陆颜色应以黑褐色为主吧,海洋则以橙黄色为主,大气则以淡黄色为主,基本上是不是这样的?
wlbx 发表于 2010-10-18 11:18 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–鱼峰区 联通
建议楼主找到相关的辐射公式,计算1300W/平米到主星的距离。
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wlbx 发表于 2010-10-18 11:19 | 显示全部楼层 来自: 中国–广西–柳州–鱼峰区 联通
建议楼主找到相关的辐射公式,计算1300W/平米到主星的距离。
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 楼主| 智子 发表于 2010-10-18 12:04 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 方正宽带
因为开贴不能修改了,我就在这补充说明一下吧。事情是这样的,我打算构想一个虚构的行星系统,从太空环境,到生态系统。最终会以视频或图片序列的形式公布,就像之前我在论坛发的那些一样,所以想请论坛上各位帮忙参谋一下,众人拾柴火焰高,以求这个科幻类的视频更接近合理一些。

刚才我和群里的人交流了一下,当这个行星的年均气温在160度左右时,大部分氧会以化合物形式存在,取而代之的则是氟,这就是为什么大气中含有较高含量的氟的原因。也正因为这个,以及该行星的温度较高,所以基本不存在液态水。这个行星的海洋与河流中都是液态的硫。

因此陆地颜色以黑褐色和红褐色为主(氧化铁);大气以淡淡的黄绿色为主(氟及氟化物的缘故);海洋以泛黄的乳白色为主(液态硫及硫化物)。

因此需要请各位帮忙计算一下该行星距离其恒星的大致距离,恒星情况上边交代了,A5型蓝星,2倍太阳质量。行星么,除了自转轴倾角为89度以外,其他的比如质量、半径、等都没有定。
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shangding 发表于 2010-10-18 18:11 | 显示全部楼层 来自: 中国–重庆–重庆 电信
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gohomeman1 发表于 2010-10-18 23:03 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
回复 4# 智子

你认为如此活泼的氟(F)会在大气中稳定存在?这个是科幻书看得多了吧。氟的无机化合物大部分都很稳定,如果还有氧化物存在,F肯定会把O置换出来,尤其是在相对高些温度下,更是如此。基本的无机化学,楼主还需要学习哦
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 楼主| 智子 发表于 2010-10-19 03:28 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 方正宽带
本帖最后由 智子 于 2010-10-19 03:43 编辑

呵呵,你说的太对了,而且何止是无机化学,这个制作计划从开始后的每一秒,我都能深刻的感受到在许多领域的不足和无知。但是正像人们说的,如果你等到一切都准备就绪了、都精通了才开始行动,那你就永远都不会开始。

我的计划很明确,就是制作一个类似国家地理及探索栏目他们那样的一个科幻类视频,用自然科学方面的一些知识和我的一些想法,构建一个给人以美感的幻想世界,并且在基本原理上尽量科学和严谨。如果在制作过程中,我自身的自然科学知识得到了空前的丰富和完善,那对我可谓是一举两得了,如果再能借此机会认识一些真正学识渊博的朋友,呵呵,这可对我来说比牛市赚的还多了。
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 楼主| 智子 发表于 2010-10-19 03:34 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 方正宽带
至于那种呼吸氟大气,喝液态硫的硅基生命(氟化硅酮生命)也不是我自己提出的,甚至是个很老掉牙的构想了,只是不知道当初提出这个概念的阿西莫夫同志,是以化学家的身份提出的,还是以科幻小说作家的身份提出的,这个我在网上能找到的相关信息也很有限,希望斑竹能够慷慨的多提供些帮助。
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 楼主| 智子 发表于 2010-10-19 03:40 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 方正宽带

“……真正对问题作出全面性的考察和系统性的分析的,是著名生化学家阿西莫夫所写的一篇文章《并非我们所认识的》。他在文中提出了六种生命形态:

  一、以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物;

  二、以硫为介质的氟化硫生物;

  三、以水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生物;

  四、以氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生物;

  五、以甲烷为介质的类脂化合物生物;

  六、以氢为介质的类脂化合物生物。

  其中第三项便是我们所熟悉的——亦是我们惟一所认识的——生命。至于第一、第二项,是一些高温星球上可能存在的生命形式,另外,地球上曾经出现过的那些生活在硫矿里的、厌氧的古细菌就很有可能是以硫作为自己生命的介质;而第四项至第六项,则是一些寒冷星球上可能存在的生物形态。

  宇宙中的生命可能有着不同的化学基础,使我们认识到,生命对环境的适应能力各有不同———所谓“甲之熊掌,乙之砒霜”,我们认为舒适宜人的星球,对一些生物来说可能是酷热难耐,而对另一些则可能是寒冷难当。”


--------------------------------------- 以上是我从百度上搜到的资料中的一段,可惜阿西莫夫同志那篇文章《并非我们所认识的》我是怎么也找不到,不然说什么我也要先读完再来发帖寻求帮助的。

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索理客 发表于 2010-10-19 08:07 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
关键的是这个恒星的辐射能构成和太阳不一样,广谱辐射能很难计算,
如果楼主不考虑上述情况也可以按恒星表面温度的扩散来计算
比如,太阳表面辐射温度5500K,太阳半径70万公里,到地球就只有270K左右,距离1.5亿公里
Celestia有个这个计算系外行星温度的功能,但是十分不精确
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索理客 发表于 2010-10-19 08:15 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
本帖最后由 sonic5188 于 2010-10-19 08:24 编辑

假设没有恒星,行星表面温度只能是宇宙背景幅射温度4.22K。
像地球的温度是这样计算的:太阳幅射的热量Q(单位:J/s),地球离太阳R(单位:m),地球半径r(单位:m),则过地球所在位置,以太阳为中心的一个球面面积为4πR^3,而地球占有的面积为πr^2,所以地球得到的幅射为Q*πr^2/(4πR^2),地球表面积为4πr^2,幅射出来的热量也应该是Q*πr^2/(4πR^2)才能热量平衡,而幅射热可以用公式ε(T/100)^4来计算,其中ε要根据星体表面情况来计算这个可以通过观察星体亮度来确定,就是根据距离的亮度来确定反射光的能量Q1,然后用[Q*πr^2/(4πR^2),-Q1]/[Q*πr^2/(4πR^2)]*5.67就是了,这个温度T就是星体表面温度,当然,星体幅射热的量是吸收的除去反射的之后的那些。而这个Q1嘛!地球和该星体间距为d,则Q1=Q0*4πd^2,其中Q0是在地球上单位面积上能接受到的该星体的幅射。再用ε(T/100)^4公式换算成温度就行了。

我要指出这个只是估算,按恒星辐射以为太阳系模型,实际其他恒星的广谱辐射能,至于行星体的广谱反射则更难计算。
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gohomeman1 发表于 2010-10-21 16:55 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
楼主在知识版提出的设想,我表示反对。由于太阳系实在特殊,你假设Si基生命并非不可能,但硅基的不能以F作为大气主要成分。
其实生命到底该在还原性大气发展还是氧化性大气发展都有争议。
假如你在氧化性大气中发展,地球模式是最可能的形式,既使硅基也一样。由于宇宙中O、N的丰度远远大于F,而F活泼性远大于O,所以F大气是极不合理的。假如你假设一个Cl大气,看上去可行性稍高,但还是比较不合理的。
假如在还原性大气中,以液氨为海洋的环境,应该是比较靠谱的。更低的温度下,可以假设如土卫六这样,以CH-链为海洋的环境。
另外,蓝巨星周围是无法孕育生命的,道理很简单,我想无需再叙述吧。作为折衷,你可以设想一个密近双星系统,一颗子星已经变成白矮星,另一颗子星因吸食了原先红巨星的物质而成为蓝离散星——天狼星就是个例子了。当然,天狼AB的距离有点远,我们可以设想更近些的双星,如此在稍微远些的地方,还是能出现宜居带的。
至于倾角是多少度,这个不相干,但是天王星这样的,对生命不会很有利。

总之,我认为你设想的不是一个生命的孕育场,倒像是100万年后人类在银河系中发现的某个奇特恒星系统。当然,此时的人类能够在这样的环境下生存了。
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cynosure 发表于 2010-10-21 17:56 | 显示全部楼层 来自: 中国–四川–成都 移动
宇宙的最不可想象的地方,就在于它是不可想象的。。。。。

没必要那么注重于“硬”科幻,在你创造的世界里,你就是宇宙的主宰。。。。
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 楼主| 智子 发表于 2010-10-21 18:03 | 显示全部楼层 来自: 中国–北京–北京 方正宽带
“另外,蓝巨星周围是无法孕育生命的,道理很简单,我想无需再叙述吧。”

——这个不妨详细叙述一下,就以我构思的2倍太阳质量、表面温度8700K、A5型蓝色恒星为例。
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索理客 发表于 2010-10-21 18:45 | 显示全部楼层 来自: 中国–江苏–南京 电信
这个不太容易
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shangding 发表于 2010-10-21 19:44 | 显示全部楼层 来自: 中国–重庆–重庆–江北区 电信
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hahaku719 发表于 2010-10-21 22:25 | 显示全部楼层 来自: 中国–上海–上海–宝山区 电信
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cynosure 发表于 2010-10-21 22:34 | 显示全部楼层 来自: 中国–四川–成都 联通



    谁来判断什么才是对呢?宇宙的终极答案是什么?42?

我还是认为:
    宇宙的最不可想象的地方,就在于它是不可想象的。。。。。
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gohomeman1 发表于 2010-10-21 22:41 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
回复 14# 智子

你的热情是好的,不过嘛,2倍太阳质量的不是蓝巨星。唉,你确实需要补充大量的知识,请多看看前面几位的回复。
有些事情真的去做才会发现,问题比想象的更多。
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gohomeman1 发表于 2010-10-21 22:43 | 显示全部楼层 来自: 中国–浙江–宁波 联通/鄞州畅联信息技术有限公司
回复 17# hahaku719

有一句不对,破坏臭氧层的其实是Cl而不是F,CHFmCln中,真正游离的是Cl而不是F。
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