Astronomie

Quelle serait la température sur terre si le soleil était légèrement plus ou moins puissant ?

Quelle serait la température sur terre si le soleil était légèrement plus ou moins puissant ?

La température sur terre est d'environ 14C Celsius.

Elle est d'environ 1370 W/m^2 de notre soleil. La terre a un albédo d'environ 0,3

Sur Tatooine (de Star Wars) j'ai pu calculer qu'il passe de 1066 W/m^2 à 2100 W/m^2 (selon si les étoiles s'éclipsent ou non). Tatooine est une planète désertique avec un albédo d'environ 0,4. Comment puis-je créer une fonction simplifiée pour calculer les plages de température à partir de Tatooine ?

J'ai lu sur la température effective sur wikipedia, mais c'est plus élevé que le niveau de mon cours de physique donc je n'ai pas compris.

Dans les films, ils disent que les températures deviennent assez froides la nuit et chaudes pendant la journée, donc je m'attendrais à ce qu'elles aillent de -10C à 40C.

Nous pouvons simplement supposer que l'atmosphère est la même que sur terre puisqu'elle est respirable pour les humains.

Considérant que l'albédo augmente, la température devrait diminuer avec un albédo croissant.

Par conséquent, ma première tentative a été

T=k(1-a)*P, où T est la température, k est une constante, a est l'albédo et P est w/m^2

Puisque l'atmosphère est la même, k devrait être le même ?

Par conséquent

287=k(1-0,3)*1370, la résolution de k nous donne

k=0,3

donc la température sur Tatooine devrait suivre la fonction

f(x)=T=0.3*(1-0.4)*x-273 (pour le mesurer en celsius)

Où 1066<>

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

la température n'est pas aussi extrême, donc cela ne fonctionnera pas.

Je suis conscient que ce n'est pas une science précise, mais je suis maintenant en train de suivre mon premier cours de physique au lycée, donc je ne comprends pas la "bonne" façon de le faire. Est-il complètement incorrect de supposer que la température est proportionnelle à (1-a) et à la puissance que le soleil nous donne, alors que c'est la même atmosphère (ish) ?

Si quelqu'un veut savoir comment j'ai découvert le pouvoir que les soleils jumeaux donnent à Tatooine, je peux le partager ici.


Vous n'avez pas assez de réputation pour commenter, mais quelqu'un devrait mentionner la loi Stefan-Boltzmann : https://en.wikipedia.org/wiki/Stefan%E2%80%93Boltzmann_law

Lorsqu'une planète (ou quoi que ce soit) se réchauffe, la quantité de rayonnement qu'elle émet augmente avec la puissance 4 de la température (mesurée sur une échelle absolue comme Kelvins).

La température d'une planète atteint l'équilibre lorsqu'elle reçoit à peu près autant de rayonnement qu'elle en renvoie dans l'espace.

Cela devrait vous donner une meilleure approximation que le modèle linéaire.


Quelle serait la température sur terre si le soleil était légèrement plus ou moins puissant ? - Astronomie

Tout au long de sa longue histoire, la Terre s'est réchauffée et refroidie à maintes reprises. Le climat a changé lorsque la planète a reçu plus ou moins de lumière solaire en raison de changements subtils de son orbite, lorsque l'atmosphère ou la surface a changé, ou lorsque l'énergie du Soleil a varié. Mais au siècle dernier, une autre force a commencé à influencer le climat de la Terre : l'humanité.

Comment ce réchauffement se compare-t-il aux changements précédents du climat de la Terre ? Comment pouvons-nous être certains que les gaz à effet de serre émis par l'homme sont à l'origine du réchauffement ? De combien la Terre va-t-elle encore se réchauffer ? Comment la Terre réagira-t-elle ? Répondre à ces questions est peut-être le défi scientifique le plus important de notre époque.

Qu'est ce que le réchauffement climatique?

Le réchauffement climatique est l'augmentation inhabituellement rapide de la température moyenne à la surface de la Terre au cours du siècle dernier, principalement en raison des gaz à effet de serre libérés lorsque les gens brûlent des combustibles fossiles. La température de surface moyenne mondiale a augmenté de 0,6 à 0,9 degrés Celsius (1,1 à 1,6 & deg F) entre 1906 et 2005, et le taux l'augmentation de la température a presque doublé au cours des 50 dernières années. Les températures vont certainement encore monter.

Malgré des hauts et des bas d'année en année, la température moyenne à la surface de la planète augmente. Au début du 21e siècle, la température de la Terre était d'environ 0,5 degré Celsius au-dessus de la moyenne à long terme (1951-1980). (Chiffre de la NASA adapté de l'analyse de la température de surface du Goddard Institute for Space Studies.)

Effet de serre naturel de la terre

La température de la Terre commence avec le Soleil. Environ 30 pour cent de la lumière solaire entrante est réfléchie dans l'espace par des surfaces brillantes comme les nuages ​​et la glace. Sur les 70 pour cent restants, la plus grande partie est absorbée par la terre et l'océan, et le reste est absorbé par l'atmosphère. L'énergie solaire absorbée chauffe notre planète.

Au fur et à mesure que les roches, l'air et les mers se réchauffent, ils émettent de l'énergie &ldquoheat&rdquo (rayonnement infrarouge thermique). Depuis la surface, cette énergie se déplace dans l'atmosphère où une grande partie est absorbée par la vapeur d'eau et les gaz à effet de serre à longue durée de vie tels que le dioxyde de carbone et le méthane.

Lorsqu'elles absorbent l'énergie rayonnante de la surface de la Terre, les molécules microscopiques d'eau ou de gaz à effet de serre se transforment en minuscules radiateurs, comme les briques d'une cheminée, elles émettent de la chaleur même après l'extinction du feu. Ils rayonnent dans toutes les directions. L'énergie qui rayonne vers la Terre chauffe à la fois la basse atmosphère et la surface, améliorant le chauffage qu'elles reçoivent de la lumière directe du soleil.

Cette absorption et ce rayonnement de chaleur par l'atmosphère et l'effet de serre naturel sont bénéfiques pour la vie sur Terre. S'il n'y avait pas d'effet de serre, la température moyenne à la surface de la Terre serait de -18°C (0°F) très froide au lieu du confortable 15°C (59°F) qu'elle est aujourd'hui.

Voir Climat et bilan énergétique de la Terre pour en savoir plus sur la façon dont la lumière du soleil alimente le climat de la Terre.

L'effet de serre renforcé

Ce qui inquiète maintenant les scientifiques, c'est qu'au cours des 250 dernières années, les humains ont artificiellement augmenté la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un rythme toujours croissant, principalement en brûlant des combustibles fossiles, mais aussi en abattant des forêts absorbant le carbone. Depuis le début de la révolution industrielle vers 1750, les niveaux de dioxyde de carbone ont augmenté de près de 38 pour cent à partir de 2009 et les niveaux de méthane ont augmenté de 148 pour cent.

L'augmentation des concentrations de dioxyde de carbone (en haut) et de méthane (en bas) a coïncidé avec le début de la révolution industrielle vers 1750. Les mesures des carottes de glace de l'Antarctique (lignes vertes) combinées aux mesures atmosphériques directes (lignes bleues) montrent l'augmentation des deux gaz heures supplémentaires. (Graphiques de la NASA de Robert Simmon, basés sur les données du Laboratoire de recherche sur la paléoclimatologie et le système terrestre de la NOAA.)

L'atmosphère contient aujourd'hui plus de molécules de gaz à effet de serre, de sorte qu'une plus grande partie de l'énergie infrarouge émise par la surface finit par être absorbée par l'atmosphère. Étant donné qu'une partie de l'énergie supplémentaire provenant d'une atmosphère plus chaude irradie vers la surface, la température de surface de la Terre augmente. En augmentant la concentration des gaz à effet de serre, nous faisons de l'atmosphère terrestre une serre plus efficace.


L'activité de Sun a augmenté au cours du siècle dernier, selon une étude

La production d'énergie du Soleil a considérablement augmenté au cours du 20e siècle, selon une nouvelle étude.

De nombreuses études ont tenté de déterminer s'il existe une tendance à la hausse de la magnitude moyenne des taches solaires et des éruptions solaires au fil du temps, mais peu de conclusions définitives ont été tirées.

Maintenant, une équipe internationale de chercheurs dirigée par Ilya Usoskin de l'Observatoire géophysique de Sodankylä à l'Université d'Oulu, en Finlande, pourrait avoir la réponse. Ils ont examiné des météorites tombées sur Terre au cours des 240 dernières années. En analysant la quantité de titane 44, un isotope radioactif, l'équipe a constaté une augmentation significative de la production radioactive du Soleil au cours du 20e siècle.

Au cours des dernières décennies, cependant, ils ont constaté que l'activité solaire s'est stabilisée à ce niveau plus élevé que l'historique.

Les recherches antérieures reposaient sur des mesures de certains éléments radioactifs dans les cernes des arbres et dans les calottes glaciaires recouvrant le Groenland et l'Antarctique, qui peuvent être altérés par des processus terrestres, et pas seulement par l'activité solaire. L'isotope mesuré dans la nouvelle étude n'est pas affecté par les conditions sur Terre.

Les résultats, détaillés dans le numéro de cette semaine du journal Lettres d'astronomie et d'astrophysique, "confirment qu'il y a bien eu une augmentation de l'activité solaire au cours des 100 dernières années environ", a déclaré Usoskin SPACE.com.

La température mondiale moyenne à la surface de la Terre a augmenté d'environ 1 degré Fahrenheit depuis 1880. Certains scientifiques se demandent si l'augmentation fait partie d'un cycle climatique naturel ou résulte des gaz à effet de serre produits par les voitures et les processus industriels.

L'impact du Soleil sur le climat n'a été étudié que récemment. Des études récentes montrent qu'une augmentation de la production solaire peut provoquer des changements à court terme dans le climat de la Terre, mais il n'y a aucune preuve solide établissant un lien entre l'activité solaire et les effets climatiques à long terme.

L'augmentation de l'activité solaire du début du siècle dernier jusqu'aux années 1950 correspond à l'augmentation des températures mondiales, a déclaré Usoskin. Mais le lien ne tient pas depuis les années 1970 environ jusqu'à aujourd'hui.

"Au cours des dernières décennies, l'activité solaire n'a pas augmenté. Elle s'est stabilisée à un niveau élevé, mais le climat de la Terre montre toujours une tendance à l'augmentation des températures", a expliqué Usoskin.

Il soupçonne que même s'il y avait un lien entre l'activité du Soleil et le climat mondial, d'autres facteurs ont dû dominer au cours des dernières décennies, notamment l'augmentation des gaz à effet de serre dans l'atmosphère.


Des trous dans la couronne solaire liés aux changements de température atmosphérique sur Terre

Brooklyn, NY -- Une étude interdisciplinaire inhabituelle menée par des astronomes et des climatologues a trouvé une corrélation frappante entre les trous dans la couche la plus externe du soleil - ou la couronne - et la température moyenne mondiale de la Terre, suggérant que la température atmosphérique de la Terre peut être fortement lié aux changements du magnétisme solaire au fil des mois ou des années.

Dans un article paru dans le numéro du 28 février de la revue New Astronomy, le climatologue Eric Posmentier du campus de Brooklyn de la Long Island University, les physiciens solaires Willie Soon et Sallie Baliunas du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et le physicien Pius Okeke de l'Université du Nigeria cartographier les anomalies de température observées dans la basse troposphère de la Terre (c'est-à-dire la région de l'atmosphère dans laquelle nous vivons) à l'aide de radiomètres de l'unité de sondage à micro-ondes (MSU) à bord de satellites météorologiques.

Les scientifiques ont comparé la température de la Terre avec la taille des trous coronaux signalés sur le Soleil au cours d'une période de deux décennies, commençant en janvier 1979 et se terminant en avril 1998. Les résultats montrent une nette baisse de la température atmosphérique terrestre après que l'activité du champ magnétique du Soleil soit la plus intense . À ce stade, il y a une chute de l'activité magnétique et un élargissement des trous coronaux. "C'est la première fois que quelqu'un combine ces ensembles de données modernes et fiables pour lier l'activité solaire et le climat, et pour citer plusieurs mécanismes alternatifs qui pourraient expliquer ce lien", a expliqué Posmentier.

Les trous coronaux sont, littéralement, des trous dans l'atmosphère extérieure du Soleil à travers lesquels le flux de particules supersoniques chaudes connues sous le nom de vent solaire se déverse dans l'espace pour engloutir l'ensemble du système planétaire. Sur Terre, ce bain chaud de particules chargées produit les aurores boréales (c'est-à-dire les aurores boréales), interfère avec les transmissions électriques et radio et peut menacer les passagers à bord d'avions de ligne volant à haute altitude ou les astronautes à bord d'engins spatiaux non blindés. Le vent solaire a également été longtemps suspecté comme un possible contributeur indirect au changement climatique terrestre.

Posmentier et ses collègues pensent que le lien entre le vent solaire et le climat peut être plus direct, suggérant que les particules chargées frappant l'atmosphère terrestre peuvent affecter les propriétés des nuages ​​d'eau terrestres, en particulier le pourcentage de ces nuages ​​recouvrant la Terre. À leur tour, des changements importants dans la couverture nuageuse influencent la température de la basse troposphère, les températures diminuant avec l'augmentation de la couverture nuageuse. Une autre possibilité est que les particules chargées modifient la chimie de l'ozone dans la haute atmosphère, affectant à son tour la dynamique du climat.

Les scientifiques notent cependant que les particules chargées frappant la Terre pourraient provenir soit du Soleil, soit des rayons cosmiques galactiques qui sont modulés par le vent solaire. Ou, à partir d'une combinaison des deux sources. Quoi qu'il en soit, le pourcentage de la surface du Soleil recouvert de trous coronaux semble être un indicateur assez précis de la température dans la troposphère terrestre sur des mois ou des années.

La corrélation est accompagnée de quelques mises en garde. Comme le notent Posmentier et ses collègues, d'autres facteurs climatiques majeurs sont également à l'œuvre simultanément, ce qui complique les tentatives de corrélation des phénomènes Soleil-Terre. Les effets les plus notables au cours des deux dernières décennies ont été les effets de réchauffement d'El Niño de 1997-98 et le refroidissement général qui a suivi l'éruption du mont Pinatubo en 1991.

Selon Posmentier, leurs résultats n'excluent pas l'influence possible sur le climat des combustibles fossiles fabriqués par l'homme, qui ont fait augmenter les niveaux de CO2 dans l'atmosphère. "Pendant certaines parties du siècle dernier, à mesure que la quantité de CO2 augmentait, la température augmentait", a-t-il expliqué. "Je ne conteste pas cela, et je ne dis pas que le CO2 ne peut pas avoir d'effets significatifs à l'avenir.

"Ce que je dis, c'est que les données ne soutiennent pas sans ambiguïté l'affirmation selon laquelle les augmentations de CO2 sont la cause dominante de la variabilité climatique", a-t-il ajouté. "Il y a d'autres raisons aux variations climatiques qui sont importantes. En fait, nous avons constaté que la corrélation la plus forte est celle entre la zone de la surface du Soleil recouverte de trous et la température moyenne mondiale de la Terre."

Le soutien à cette recherche est venu du Mount Wilson Institute et de l'Electric Power Research Institute, avec un financement supplémentaire du Massachusetts Space Grant Consortium, de la Smithsonian Institution, de la Fondation Richard C. Lounsbery et de la NASA.

Source de l'histoire :

Matériel fourni par Université de Long Island. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.


Quelle serait la température sur terre si le soleil était légèrement plus ou moins puissant ? - Astronomie

La température saisonnière dépend de la quantité de chaleur reçue du Soleil dans un temps donné. Pour maintenir la température constante, il doit y avoir un équilibre entre la quantité de chaleur gagnée et la quantité rayonnée dans l'espace. Si plus de chaleur est reçue qu'elle n'est perdue, votre emplacement devient plus chaud si plus de chaleur est perdue qu'elle n'est gagnée, votre emplacement devient plus frais. Qu'est-ce qui fait que la quantité d'énergie atteignant un endroit donné pendant la journée change tout au long de l'année ?

Deux théories populaires sont souvent avancées pour expliquer les différences de température des saisons : 1) les différentes distances entre la Terre et le Soleil sur son orbite elliptique (au périhélie la Terre est à 147,1 millions de kilomètres du Soleil et à l'aphélie la Terre est à 152,1 millions kilomètres du Soleil) et 2) l'inclinaison de l'axe de la Terre par rapport à son plan orbital. Si la première théorie était vraie, alors les hémisphères nord et sud devraient connaître les mêmes saisons en même temps. Ils ne. En utilisant la méthode scientifique discutée dans les chapitres 1 et 2, vous pouvez rejeter la théorie de la distance.

Une variation populaire de la théorie de la distance dit que la partie de la Terre inclinée vers le Soleil devrait être plus chaude que la partie inclinée à l'opposé du Soleil en raison des différences de distances. Si vous continuez avec ce raisonnement, vous concluez que le côté nuit de la Terre est plus froid que le côté lumière du jour parce que le côté nuit est plus éloigné du Soleil. Cela ignore la raison plus simple pour laquelle le côté nuit est dirigé à l'opposé du Soleil, de sorte que l'énergie du Soleil ne l'atteint pas directement. Mais examinons un peu plus le modèle de distance d'inclinaison. L'inclinaison de la Terre à 23,5° signifie que le pôle nord est environ 5080 kilomètres plus près que le pôle sud vers la fin juin. C'est beaucoup, beaucoup plus petit que la distance de 152 millions de kilomètres entre le Soleil et le centre de la Terre à cette époque. La quantité d'énergie reçue diminue avec la carré de la distance.

Si vous calculez (152 000 000 + 5080) 2 /(152 000 000 - 5080) 2 , vous constaterez que le pôle nord obtiendrait un peu plus de 1/100e de un pour cent plus d'énergie que le pôle sud. C'est une différence beaucoup trop petite pour expliquer les grandes différences de température ! Même si vous comparez un côté de la Terre avec le côté opposé, donc vous utilisez le diamètre de la Terre à la place des 5080 kilomètres dans le calcul ci-dessus, vous obtenez 3/100ème de un pour cent différence d'énergie reçue. De toute évidence, la distance n'est pas la raison des grandes différences de température. Notez que j'ai utilisé la valeur de l'aphélie pour la distance entre la Terre et le Soleil. C'est parce que la Terre est proche de l'aphélie pendant l'été de l'hémisphère nord ! Ceci est connu en mesurant la taille apparente du Soleil. Vous pouvez supposer sans risque que la taille réelle du Soleil ne varie pas avec une période qui dépend de la période orbitale d'une planète des milliers de fois plus petite qu'elle, ou qu'elle choisirait la période orbitale de la Terre comme cycle de pulsation.

La Terre atteint le périhélie la première semaine de janvier (pendant l'hiver de l'hémisphère nord !) et l'aphélie la première semaine de juillet (pendant l'été de l'hémisphère nord !). La théorie des distances prédit les saisons opposées à celles observées dans l'hémisphère nord. Les dates et heures précises des événements de périhélie et d'aphélie sont disponibles sur la page Saisons de la Terre du département des applications de l'observatoire naval américain (le lien apparaîtra dans une nouvelle fenêtre, effectuez l'ajustement de l'heure approprié pour votre fuseau horaire.)

Même si le modèle de distance (dans n'importe quelle variation) est incorrect, il s'agit toujours d'une théorie scientifique « bonne » en ce sens qu'il fait des prédictions vérifiables sur la façon dont la température devrait changer tout au long de l'année et de combien. Cependant, ce qui agace les scientifiques, en particulier les professeurs d'astronomie, c'est d'ignorer ces prédictions et les grands conflits entre les prédictions et ce qui est observé. Regardons un modèle qui prédit correctement ce qui est observé.

La théorie de l'inclinaison explique correctement les saisons mais la raison est un peu plus subtile que l'explication de la théorie de la distance. Parce que l'axe de rotation de la Terre est incliné, l'hémisphère nord sera pointé vers le Soleil et connaîtra l'été tandis que l'hémisphère sud sera pointé loin du Soleil et connaîtra l'hiver. Pendant l'été, la lumière du soleil frappe le sol plus directement (plus proche de la perpendiculaire), concentrant l'énergie du Soleil. Cette énergie concentrée est capable de chauffer la surface plus rapidement que pendant l'hiver lorsque les rayons du soleil frappent le sol à des angles plus obliques, répartissant l'énergie.

De plus, pendant l'été, le Soleil est au-dessus de l'horizon plus longtemps, donc son énergie a plus de temps pour réchauffer les choses que pendant l'hiver. Comme faire cuire quelque chose dans le four, la terre et l'eau ne se réchauffent pas instantanément, donc nos jours les plus chauds sont généralement après le solstice d'été. C'est aussi pourquoi la partie la plus chaude de la journée est généralement l'après-midi. De même, les jours les plus froids d'hiver sont généralement après le solstice d'hiver.

le Module Saisons du programme d'éducation en astronomie de l'Université du Nebraska-Lincoln vous permet de comprendre ces concepts en manipulant des éléments tels que la position de la Terre sur son orbite et votre position sur la Terre (le lien apparaîtra dans une nouvelle fenêtre --- choisissez la troisième partie du module) et utiliser leurs Simulateur des saisons et de l'écliptique dans le package Native Apps (les simulateurs Flash ne fonctionnent plus avec les navigateurs actuels). Vous pouvez basculer entre une vue centrée sur la Terre montrant la Terre au centre de la sphère céleste avec le Soleil voyageant le long de l'écliptique et une vue centrée sur le Soleil montrant la Terre se déplaçant autour du Soleil. Les deux vues montrent comment la quantité de lumière du jour et l'angle de la lumière solaire au sol changent avec les jours qui passent et l'emplacement sur la Terre.

Les axes de rotation de la plupart des autres planètes du système solaire sont également inclinés par rapport à leurs plans orbitaux, de sorte qu'ils subissent également des changements saisonniers de leurs températures. Les planètes Mercure, Jupiter et Vénus ont de très petites inclinaisons (3° ou moins), de sorte que la distance variable entre elles du Soleil peut jouer un rôle plus important dans les variations saisonnières de température. Cependant, sur ces trois, seul Mercure présente des différences significatives entre le périhélie et l'aphélie. Son atmosphère extrêmement mince n'est pas capable de retenir l'énergie du Soleil. Les orbites de Jupiter et de Vénus sont presque circulaires et leurs atmosphères sont très épaisses, donc leurs variations de température sont proches de zéro.

Mars, Saturne et Neptune ont des inclinaisons similaires à celles de la Terre, mais Saturne et Neptune ont une variation de température proche de zéro en raison de leurs atmosphères très épaisses et de leurs orbites presque circulaires. Mars a de grands changements de température en raison de son atmosphère très mince et son orbite plus excentrique place son hémisphère sud le plus proche du Soleil pendant son été et le plus éloigné du Soleil pendant son hiver. L'hémisphère nord de Mars a une variation saisonnière plus douce que son hémisphère sud en raison de cet arrangement. Étant donné que les planètes se déplacent le plus lentement sur leurs orbites lorsqu'elles sont les plus éloignées du Soleil, l'hémisphère sud de Mars a des étés courts et chauds et des hivers longs et froids.

Les saisons d'Uranus devraient être les plus inhabituelles car il orbite autour du Soleil sur le côté --- son axe est incliné de 98 degrés ! Pendant la moitié de l'année uranienne, un hémisphère est exposé au soleil et l'autre à l'obscurité. Pour l'autre moitié de l'année uranienne, la situation est inversée. L'atmosphère épaisse d'Uranus distribue efficacement l'énergie solaire d'un hémisphère à l'autre, de sorte que les changements de température saisonniers sont proches de zéro. L'axe de Pluton est également fortement incliné (122,5 degrés), son orbite est la plus elliptique des planètes et son atmosphère est extrêmement mince. Mais il est toujours si loin du Soleil qu'il est perpétuellement en congélation (seulement 50 degrés au-dessus du zéro absolu !).


Si cette planète extraterrestre existe, elle pourrait ressembler à la Terre. Ou peut-être pas.

Les astronomes ont trouvé des preuves d'une planète en orbite autour d'une étoile qui, si vous louchez un peu et ne nettoyez pas trop bien votre miroir, ressemble à un reflet de la Terre et du Soleil.

Je sais, faible éloge. Mais c'est une planète assez intéressante. Elle est plus grosse que la Terre, mais orbite autour d'une étoile comme le Soleil à peu près à la même distance que la Terre orbite autour du Soleil, ce qui signifie qu'elle reçoit à peu près la même quantité de lumière que la Terre. Mais nous ne pouvons pas en dire trop pour l'instant car il nous manque une pièce clé du puzzle : sa masse.

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Si, c'est-à-dire, la planète existe du tout.

OK, qu'est-ce qu'il y a ici ? L'étoile s'appelle Kepler-160 et est située à environ 3 100 années-lumière de la Terre. L'étoile est une quasi-jumelle du Soleil : elle a un peu moins de masse et est plus froide, mais elle est aussi un peu plus grosse que le Soleil, donc la quantité d'énergie qu'elle dégage est presque exactement la même que celle du Soleil (c'est seulement 1% plus lumineux, donc très très proche). C'est aussi très vieux, environ 9 milliards d'années, donc deux fois l'âge du Soleil.

Kepler-160 est l'une des 150 000 étoiles examinées par l'observatoire Kepler à la recherche d'exoplanètes, des mondes extraterrestres en orbite autour d'autres étoiles. S'il nous arrive de voir l'orbite d'une planète par le bord, alors une fois par orbite, elle passe devant l'étoile, créant un transit, une mini-éclipse, et la lumière de l'étoile chute d'une infime fraction. Le montant de cette baisse nous indique la taille de la planète.

Kepler-160 s'est avéré avoir deux planètes en transit, appelées Kepler160-b et c * . Les deux sont plus grands que la Terre et orbitent si près de l'étoile qu'ils deviennent positifs cuit par cela. Ils sont semblables à la Terre ne pas.

Les deux planètes ont été confirmées en 2014. Mais de nouvelles techniques de mesure sont constamment imaginées, c'est pourquoi une équipe d'astronomes a récemment réexaminé les données pour rechercher d'autres planètes. Ils ont trouvé deux choses intéressantes.

L'une est une possible troisième planète trouvée par son influence gravitationnelle sur 160c, modifiant le calendrier de ses transits. Il est difficile d'en savoir plus sur cette planète car elle ne transite pas elle-même, mais ils estiment qu'elle a une masse quelque part entre celle de la Terre et de Saturne (environ 100 fois celle de la Terre) sur une orbite qui dure entre 7 et 50 jours, donc toujours jolie près de l'étoile. Mais c'est à peu près tout ce qu'on peut en déduire.

Oeuvre représentant une exoplanète dans un système multi-planètes. Crédit : ESA/Hubble, M. Kornmesser

Mais c'est le Quatrième planète qui est si intéressante. Ils ont trouvé ce qui ressemble beaucoup à une série de plongeons dans la lumière des étoiles avec une période de 378 jours. En appliquant certaines statistiques à leurs mesures, ils trouvent qu'il a 85% de chances d'être réel, ce n'est pas dû à un artefact de l'instrument. Ils ne peuvent donc pas prétendre que c'est réel — la norme est de 99 % de confiance pour une déclaration formelle — mais les chances sont bonnes. À partir de maintenant, je suppose que c'est réel, mais gardez à l'esprit qu'il y a 15% de chances que cela puisse ne pas être.

Donc, s'il existe, il orbite juste un peu plus loin de son étoile que la Terre ne l'est du Soleil, recevant environ 93% de l'énergie de l'étoile comme la Terre.

Exoplanètes connues tracées avec la quantité de lumière qu'elles reçoivent de leur étoile (axe des x) en fonction de la température de l'étoile (axe des y). La région verte montre les planètes dans la « zone habitable » de leur étoile. Les tailles des planètes sont indiquées par des cercles. Les planètes du système solaire (en haut) sont indiquées à l'échelle. La possible planète Kepler-160 est fléchée. Crédit : Heller et al.

Mais cela dépend de son atmosphère. La température moyenne de la Terre sans air serait d'environ -18°C (0°F), mais les gaz à effet de serre dans notre atmosphère réchauffent notre moyenne jusqu'à environ 15°C (60°F). Donc cette planète pourrait être plus froide que la Terre, mais si elle avait beaucoup plus de CO2 ou de vapeur d'eau, il pourrait être proche de notre propre température.

Le problème est que nous n'avons aucune idée de ce à quoi pourrait ressembler son atmosphère, ou même s'il en a une. Cela semble probable, cependant : la profondeur du creux de transit signifie que la planète mesure environ 1,9 fois le diamètre de la Terre, ce qui en fait une super-Terre. C'est à peu près là que les planètes commencent à pouvoir s'accrocher à des atmosphères très épaisses, donc ça pourrait être comme la Terre… ou ça pourrait être comme Neptune. Alors on ne peux pas appelez-le semblable à la Terre. Cela pourrait être plus comme Vénus pour tout ce que nous savons.

Cela dépend quelque peu de la gravité de surface de la planète. Les astronomes estiment que s'il s'agit principalement de roches et d'eau, sa masse sera 3,5 fois supérieure à celle de la Terre, ce qui lui donnera une gravité de surface presque exactement la même que celle de la Terre. chouette.

Mais s'il s'agit de métal et de roche, comme la Terre, la masse pourrait être 10 à 13 fois celle de la Terre, ce qui lui donnerait une gravité de surface de 2,5 à 3,5 celle de la Terre ! Ce serait un peu rude. Et si la planète est si dense qu'il aura probablement une atmosphère épaisse. Mais honnêtement, nous ne savons tout simplement pas.

En zoomant sur des étoiles comme le Soleil, on peut voir que la planète Kepler-160 (désignée KOI456.04, fléchée et tracée avec des barres d'incertitude) est légèrement moins éclairée que la Terre par son étoile la plus froide, et est également plus grande que la Terre. Crédit : Heller et al.

Pourtant, la planète se trouve dans la zone dite habitable (ou HZ) de l'étoile, où de l'eau liquide pourrait exister à la surface de la planète. Nous connaissons beaucoup de planètes dans les ZS de leurs étoiles, et beaucoup de ces planètes sont proches de la Terre. Mais cela se produit surtout pour des étoiles beaucoup plus petites et plus sombres que le Soleil : les naines rouges. En ce qui concerne les étoiles ressemblant davantage au Soleil, la plupart des planètes HZ connues sont beaucoup plus grosses que la Terre. Celui-ci en orbite autour de Kepler-160 est de loin le plus petit (à part la Terre, Vénus et Mars) pour ce groupe stellaire. Alors c'est plutôt cool.

Ce qui doit arriver ensuite, c'est la confirmation de l'existence de cette planète. Ils prédisent que le prochain transit aura lieu le 14 septembre 2020. Espérons que de gros télescopes puissent être entraînés sur cette étoile pour la rechercher. La baisse de la lumière des étoiles n'est que d'environ 0,05% ! Alors ils vont devoir chercher soigneusement. Trouver sa masse est beaucoup plus difficile et peut prendre des années.

Nous nous rapprochons de plus en plus de la découverte d'une planète de la taille de la Terre en orbite autour d'un jumeau quasi-solaire. Ce n'est pas une garantie que ce sera la Terre-aimer, mais reste. Plus nous en trouvons, meilleures sont les chances de trouver une autre Terre. Je pense que ça vaut la peine de chercher.

* La lettre une est ignoré pour éviter toute confusion avec les systèmes à étoiles multiples, qui utilisent une notation similaire.


Pas juste une autre étoile

Notre soleil n'est qu'une minuscule étoile jaune dans une vaste collection qui pourrait soutenir la vie. Vous entendrez cela de plus en plus. Ne le croyez pas. L'exigence minimale d'une étoile qui soutient la vie est absente de toutes les autres étoiles. Notre soleil donné par Dieu semble être unique.

Apparaissant brillant de notre point de vue terrestre, le soleil a évidemment un statut particulier pour nous. Mais sa luminosité n'est impressionnante que parce qu'elle est si proche par rapport aux étoiles. Compte tenu de tout ce que nous savons maintenant sur la luminosité des autres étoiles, il est à la mode aujourd'hui d'appeler le soleil une étoile, même une étoile moyenne. Mais est-ce vraiment le cas ?

Alors que le soleil a de nombreuses caractéristiques similaires aux étoiles, la Bible ne le désigne jamais comme une étoile. Cela suggère que le soleil peut avoir des caractéristiques uniques. Cela pourrait-il faire référence à sa composition? La composition du soleil est un peu inhabituelle : il contient beaucoup moins de lithium que la plupart des étoiles. De toute façon, le lithium n'est pas très courant dans les étoiles, mais le soleil fait partie des étoiles les plus pauvres en lithium. Bien que cette statistique soit intéressante, il n'est pas clair si elle est significative.

Le soleil a une autre propriété très importante et inhabituelle : sa stabilité. Les astronomes ont passé un certain temps à rechercher des étoiles similaires au soleil, car de telles étoiles pourraient être propices au maintien de la vie sur toutes les planètes qui les orbitent. Les astronomes ont trouvé quelques jumeaux solaires qui ont la même température, taille, masse et luminosité que le soleil, mais presque tous sont variables. C'est-à-dire qu'ils varient en luminosité. Avec toute l'inquiétude suscitée par le réchauffement climatique aujourd'hui, il devrait être évident qu'un soleil constant est essentiel à la vie.

Le soleil peut varier légèrement en luminosité, mais cela dépasse notre capacité à mesurer. Nous pouvons donc être sûrs que toute variation normale est si faible qu'elle a peu d'effets néfastes sur la vie.

Contrairement à cela, d'autres étoiles (qui sont par ailleurs similaires au soleil) varient généralement en luminosité de quelques pour cent, certaines variant beaucoup plus. Ce serait désastreux pour la vie sur une planète en orbite autour d'une telle étoile du seul point de vue des grandes variations de température. Une variation d'un pour cent seulement du soleil entraînerait un changement de température moyen de 2 °F (1 °C) sur terre. Cela peut sembler peu, mais il s'agit d'un changement dans la température moyenne - les changements locaux et saisonniers seraient probablement beaucoup plus élevés et plus perturbateurs pour la vie.

Mais il y a plus que cela. La variation semble être liée à l'activité magnétique, qui peut nuire à la vie. Sur terre, nous connaissons le champ magnétique du soleil car il est intimement lié aux taches solaires (ou dans le cas d'autres étoiles, aux taches stellaires). Tous les onze ans, le nombre de taches et l'activité magnétique augmentent. Pendant le maximum des taches solaires, le soleil produit fréquemment des éruptions énergétiques qui baignent la terre dans une dose supplémentaire de rayonnement de particules qui peut faire des ravages sur la terre et endommager les cellules des organismes vivants. Nous ne pouvons qu'imaginer à quel point le rayonnement serait destructeur sur les planètes en orbite autour d'autres étoiles.

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.


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Mass, radius, and temperature [ edit | modifier la 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 Téq 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 | modifier la 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 | modifier la 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

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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!