17 oktober 2017

Gekantelde planeten kunnen levensvatbaar zijn

aqua earth

Een belangrijk criterium voor de leefbaarheid van exoplaneten is de hoek die de rotatie-as van de planeet maakt, de zogenaamde obliquiteit. Hoe extremer deze hoek, hoe minder geschikt de planeet

Reacties

  1. EnceladusEnceladus zegt:

    Hoe moet ik me zo’n planeet precies voorstellen? Als deze met zijn polen naar zijn moederster wijst, hoe vindt dan die halfjaarlijkse verandering plaats? Als zo’n planeet eenmaal met zijn noordpool naar zijn ster wijst, dan kan dat toch niet ineens de zuidpool worden? De planeet roteert weliswaar, maar doet dat om zijn as. En die as wijst nou net precies naar de moederster. Dan betekent dat toch dat de noordpool altijd verlicht is en de zuidpool altijd donker? Of maak ik nu een cruciale denkfout?

    groet,
    Gert (Enceladus)

    • Jaaaa, daar zat ik ook even mee in de knel. Ik kwam eruit door andersom te denken. Alleen als die planeet “tidally locked” is met zijn ster (zoals onze Maan met ons) zou altijd dezelfde kant naar zijn ster gericht zijn. De planeet maakt echter maar 1 roteerbeweging en dat is langs zijn eigen evenaar. Met als gevolg dat het een halfjaar licht/donker is aan een kant van de planeet.

  2. Dat gaat geleidelijk, net zoals bij ons de seizoenen. Stel even dat zo’n planeet ook een omloopbaan van één jaar om z’n ster heeft, dan is het een half jaar licht en een half jaar donker. Het licht-seizoen begint dan als de ster aan de horizon verschijnt en parallel aan die horizon een baantje trekt. Een dag later staat de ster iets hoger, elke volgende dag iets hoger, totdat hij ’s zomers recht er boven staat. Daarna zakt de ster geleidelijk weer. In het donker-seizoen is het precies andersom, met als hoogtepunt de winter als de ster in het ‘nadir’ staat, het punt recht er onder.

  3. EnceladusEnceladus zegt:

    Maar wat nu als een planeet een obliquiteit van excact 90 graden heeft en met zijn noordpool naar zijn ster wijst? Volgens mij hebben de ET-pinquins aldaar dan echt dikke pech!

    Ik zie die zuidpool dan met geen mogelijkheid in het licht komen. Ongeacht de rotatietijd en het feit dat zo’n planeet niet tidally locked is, is het effect volgens mij eeuwige duisteris aan zijn zuidpool. Gaat het om een waterplaneet, dan zou het een ‘eye-ball planet’ kunnen zijn. Toch?

    groeten,
    Gert (Enceladus)

    • Nu ben ik even de kwijt kluts 🙂

      Stel je voor, je bekijkt dat stelsel met je telescoop, en de planeet staat rechts van zijn ster met diens noordpool gericht naar de ster. Na een halve omloop staat de planeet links van de ster en is de zuidpool zijn ster gericht. De noordpool van de planeet blijft altijd op dezelfde plek georienteerd in het heelal….je pinquin ziet het hele jaar door dezelfde sterrenhemel

      • EnceladusEnceladus zegt:

        En daar gaat het fout! Een planeet roteert om zijn as en niet anders. Dus als die planeet rechts van zijn ster met zijn noordpool naar zijn ster wijst, dan doet hij dat links van de ster nog steeds. De planeet roteert immers om zijn as en niet om zijn polen. Het is immers een ‘gekantelde planeet’ en niet een ordinaire planeet zoals degene waar wij op zitten. Hoe had jij gedacht dat die zuidpool ineens naar de ster zou gaan wijzen? Een soort tweede rotatie om de polen of zo?

        Ofwel maak ik een cruciale denkfout ofwel heeft (bijna) niemand tot nu toe bedacht wat de implicaties zijn van een planeet met een obliquiteit van exact 90 graden.

        Help!

        groeten,
        Gert (Enceladus)

        • “Een planeet roteert om zijn as en niet anders.”…..Precies 🙂
          Juist omdat er niet een tweede soort rotatie is om de polen, is het een halfjaar licht/donker.

          Je bent dringend aan een bak koffie toe 🙂

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Dank voor het aanbod. Graag met een koekje er bij! 😉

            Wil je dit eens proberen: Je legt een gele tennisbal midden op tafel. Vervolgens pak je een mooie blauwe knikker en daar zet je met een zwarte viltstift een dikke zwarte punt op de noordpool die naar de tennisbal wijst. Nu ga je de knikker een jaar lang laten rollen. Onthoud dat die knikker alleen om zijn eigen as roteert. Begin met de knikker recht voor je. De knikker en de tennisbal liggen dus in een lijn naar jou toe. Kijk naar die mooi gele tennisbal en beeld je in dat er een lampje in zit. Welke kant van de knikker wordt verlicht? De kant met de zwarte stip er op. Verplaats de knikker nu naar rechts. Waar wijst de noordpool/zwarte stip nu naar toe? Nog steeds naar de tennisbal toch? Dus welke kant wordt er verlicht? Verplaats de knikker nu naar de positie helemaal achter de tennisbal. Welke kant wijst de zwarte punt nu op? Volgens mij kun je hem zien als je even opstaat, want ik denk dat hij naar de tennisbal wijst. Dus waar is het dan licht op de knikker? Je mag de knikker nog naar links verplaatsen om het daar ook nog even te checken, maar tenzij ik aan een overdosis cafeïne toe ben, denk ik dat het plaatje nu duidelijk is. En anders ga ik mij (in een heel donker hoekje) diep zitten schamen. 😉

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Ik kan niet echt een goede animatie vinden, maar

            http://astro.unl.edu/naap/lps/animations/lps.html

            Start de animatie. De Aarde is de ster en de Maan onze planeet met 90 graden obliquiteit. Stel je voor dat de grenslijn tussen licht/donker op de maan, de noord-zuid lijn is van die planeet waar we het over hebben. Zijn rotatie om zijn poolas kunnen we hier niet zien maar we weten dat het er is. Zie je nu dat de noorpool een halfjaar licht/donker zal ondergaan?

            Ik snap de verwarring. Om te kunnen spreken van een 90 graden obliquiteit, moet die planeet wel tidally locked zijn aan zijn ster. Zo niet, is de obliquiteit niet stabiel en zal continue veranderen

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Oké, dan volgt uit 90 graden obliquiteit automatisch dat de planeet tidally locked is. Maar klopt het dan dat die ET-pinquins voor eeuwig een leeslampje nodig hebben en ET-ijsberen aan hun noordpool geboren worden met een zonnebrilletje?

            Verder denk ik dat je deze (overigens fraaie) animatie niet kunt gebruiken juist omdat de Maan geen obliquiteit van 90 graden heeft. Dus logischerwijs komen (even afgezien van sommige plekjes in diepe kraters alle plekken van de Maan weleens in het zonlicht.

            Wil je mijn tennisbal-knikker voorbeeld een uitproberen, al is het dan maar denkbeeldig? En dan echt uitgaan van een obliquiteit van 90 graden die dus stabiel is. Wat is dan je conclusie?

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Ik heb net zo hard koffie nodig 🙂

            We hebben beiden denk ik uiteindelijk dezelfde fout gemaakt. De obliquiteit beschrijft de hellingshoek die de evenaar maakt t.o.v. het omloopvlak (en niet t.o.v. de ster, waar ik in een eerdere reply aan dacht).

            Dan komen we toch weer terug op halfjaar licht/donker.

            Stel, het noorden van onze planeet wijst precies naar b.v. Betelgeuze, een andere heldere ster. Dat zal de planeet de gehele omloop om zijn eigen ster blijven doen.

            Nu even die koffie 🙂 en ik zal nog eens die tennisbal-knikker uitproberen.

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Het maakt mij niet uit hoe je ‘het puntje’ van de rotatie-as van zo’n planeet noemt. Ik stel echter vast dat als zo’n planeet ooit in een fijn potje interplanetair voetbal omver is geschopt en precies op 90 graden uitkwam, hij altijd met dat puntje naar zijn ster zal wijzen, of hij nou in 24 uur, 365 dagen of een miljoen jaar om zijn as draait. Dat staat allemaal los van de tijd die hij nodig heeft om om zijn ster te draaien. En zelfs die omlooptijd zal dan volgens mij niks veranderen aan het feit dat een kant altijd in het licht staat en een kant altijd donker is.

            En zo niet, dan ga ik een mega-order plaatsen bij Douwe Egberts! 😉

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Paul BakkerPaul Bakker zegt:

            Gert, je maakt toch echt een cruciale denkfout en Douwe Egberts gaat een goeie aan je hebben.
            De rotatieas van een planeet die zijn dagelijkse beweging beschrijft heeft een richting ten opzichte van de sterren en niet ten opzichte van de zon cq thuisster.
            Denk aan de rotatie-as van de Aarde. Deze is het hele jaar richting de poolster gericht, onafhankelijk van de positie in zijn baan rond de Zon. Voor de rotatie-as van Uranus geldt precies hetzelfde. Voor een planeet met een obliquiteit van 90 graden ook. Dat moet ook wel, want als je de rotatie-as naar de ster wil laten richten zoals jij in gedachten hebt krijg je een geweldige verandering van het impulsmoment en dat wil de natuur niet. De polen van een planeet met een obliquiteit ongelijk aan nul zijn een halfjaar belicht en een half jaar in het donker. Dat geldt voor een steeds groter gebied op de planeet met het toenemen van de obliquiteit, Met een obliquiteit van 90 graden geldt het voor de hele planeet.
            Wat K.J zegt klopt dan ook niet. Een planeet die tidally locked is heeft een rotatie-as loodrecht op zijn baan en heeft een obliquiteit van nul.

          • Moeilijk hè? 😛

            De planeet in kwestie wijst uiteraard niet (!) met zijn (ene) pool naar zijn zon.
            Bij onze planeet is er toch ook niet één punt op de evenaar die continue naar de zon staat? 😕

            De rotatie-as van deze planeet loopt net als elke planeet door de beide polen(Noord- en Zuid- pool). Deze as ligt, anders dan bij planeten die rechtop staan, in hetzelfde vlak als waarin de planeet jaarlijks om de zon draait.
            Gevolg is dat de ster alleen(!) op midwinterdag recht boven de zuidpool staat. Op midzomerdag recht boven de noordpool staat. De dag dat de lente en herfst staat de ster recht boven de evenaar [ net als bij ons! 🙂 ].

            DE zal je ‘inzicht’ wel niet verbeteren, mijn woorden hopelijk wel. 🙂

            Groet, Paul

          • EnceladusEnceladus zegt:

            Paul, nu snap ik er echt niks meer van. Bij de Aarde zijn rotatie-as en de stand van Noord- en Zuidpool dus hetzelfde, maar bij Uranus en andere op een kant gegooide planeten niet?

            Als er vanaf maandag paniek in de supermarkten is vanwege een tekort aan koffie, dan weten jullie hoe het komt! 😉

            groet,
            Gert (Enceladus)

          • Gert, ik ben bang dat we beter aan de rum-cola kunnen gaan 🙂

            Soms ga je nadenken over iets wat in de kern niet moeilijk is, en toch kom je steeds verder van huis. Ok…..waar had ik die fles ook alweer gelaten… 🙂

          • Paul BakkerPaul Bakker zegt:

            Nog even ter toevoeging, Gert, je schreef:
            “Wil je dit eens proberen: Je legt een gele tennisbal midden op tafel. Vervolgens pak je een mooie blauwe knikker en daar zet je met een zwarte viltstift een dikke zwarte punt op de noordpool die naar de tennisbal wijst.”
            De denkfout zit er in dat je de knikker in zijn baan rond de tennisbal over de tafel wilt laten rollen. Dat zal niet gaan!!! Planeten rollen niet, die tollen! (Dus denk niet aan een knikker maar aan een sneldraaiende tol die op zijn kant ligt en denk die hele tafel weg.)

          • Paul BakkerPaul Bakker zegt:
  4. Even over het topic zelf….laten we eerlijk zijn, dat hele gedoe over wel/niet leefbaar is eigenlijk gel*l in de ruimte en het gevolg van tunnelvisie. We weten niet of er leven elders is en we weten ook niet of dat leven op dezelfde wijze in elkaar zit als hier op aarde. Dus aan welke voorwaarden moet een planeet/maan dan voldoen? In ons zonnestelsel liggen de manen van Jupiter en Saturnus toch echt wel een stukje fietsen buiten de leefbare zone…..en toch hebben we nu genoeg redenen/aanwijzingen om daar ook naar leven te zoeken. De Aarde had 4,5 miljard jaar lang zo dood als een pier kunnen zijn…bijvoorbeeld omdat het geen Maan kreeg, of geen magnetisch veld, of geen water, of juist wel continue actieve vulkanen die een Venus van de Aarde hadden gemaakt. Mars had net zo makkelijk al 4,5 miljard jaar lang kunnen krioelen van leven. De mogelijkheden en variaties zijn onbeperkt. Als er een aantal gunstige factoren samen komen op een planeet/maan, is “ons soort” leven mogelijk laat staan “ander soort” leven. Hooguit kunnen we misschien de extremen afvinken als onmogelijk voor leven. In mijn ogen blijft de rest open staan als optie. Tuurlijk, we moeten ergens beginnen en dan is zoeken naar Aardse broertjes een goede start. Temeer omdat er zoveel exoplaneten blijken te zijn. Maar toch…..

    • EnceladusEnceladus zegt:

      Volledig mee eens. Die zogenaamde goldilock zone is veel te veel vanuit onszelf gedacht. Het wachten is op telescopen die krachtig genoeg zijn om ontegenzeggelijk biologische activiteit in de atmosfeer van planeten ver buiten de goldilock zone van hun ster vast te stellen.

      groet,
      Gert (Enceladus)

  5. Mmmm, ik vraag mij af of een planeet of maan die tidally locked is echt een obliquiteit van 0 moet hebben. Op zich zou een planeet die tidally locked is toch gewoon een rotatieas kunnen hebben, die precies naar de ster gericht is? Ik heb net even een schets gemaakt om dat voor te stellen, de bovenste helft. De onderste tekening laat de situatie zien bij een systeem dat niet tidally locked is. De maan is ook tidally locked met de aarde, maar hij heeft een obliquiteit van 6,58 graden. Is er een fysieke reden dat in een tidall locked systeem de rotatieas altijd loodrecht op de baan moet staan?
    rotatieas

  6. EnceladusEnceladus zegt:

    Het kwartje is inmiddels gevallen heren. Dank voor jullie geduld.
    K.J. en ik zijn onszelf nu aan het bezatten….

    Gert (Lazarus)
    😉

Laat wat van je horen

*