"Jika bumi memiliki cincin seperti Saturnus": Beberapa pemikiran lebih lanjut tentang konsekuensinya

9

Saya menemukan video ini baru-baru ini di mana seniman menggambarkan seperti apa jadinya jika Bumi memiliki cincin seperti Saturnus. http://www.wimp.com/earthrings/

Harap dicatat: Video ini sudah berisi beberapa informasi tentang apa yang saya tanyakan di sini, tetapi saya tidak dapat menilai keandalannya, oleh karena itu saya menghargai pemikiran ilmiah apa pun tentangnya :)

1) Bumi memiliki kira-kira jarak 1 AU ke matahari, Saturnus antara 9 dan 10. Karena itu gravitasi matahari akan memiliki pengaruh yang jauh lebih kuat pada cincin-cincin ini. Apakah sudah cukup untuk mendistorsi cincin (misalnya bahkan mengarah ke matahari "mencuri" bagian-bagiannya) atau apakah cincin itu masih memiliki bentuk cincin?

2) Seberapa baik benda-benda dalam cincin tersebut terlihat dari bumi? Cincin Saturnus sebagian besar debu dan es sejauh yang saya tahu, tetapi pasti ada beberapa benda yang lebih besar. Tergantung pada bahan dan ukuran beberapa objek mungkin akan terlihat dengan mata telanjang, bukan? Apakah ada (mungkin ya) formula untuk menghitung bahan dan ukuran apa yang diperlukan untuk mencapai ini?

3) Apakah cincin-cincin itu tidak akan selalu menghujani partikel di bumi? Akankah ada risiko dampak berbahaya yang jauh lebih tinggi bagi populasi bumi?

4) Apakah warna yang digunakan dalam video tepat? Bukankah mereka bergantung pada sudut? Apa pengaruh atmosfer kita terhadap mereka?

5) Apakah cincin-cincin itu memiliki kecenderungan orbital yang sama atau akankah cincinnya berbeda dari bumi hingga perbedaannya dapat terlihat?

6) Bayangan apa yang akan ditimbulkan cincin-cincin ini di bumi? Apakah mereka akan cukup padat untuk "menaungi" bentangan lahan yang lengkap?

Saya sadar bahwa ini adalah pertanyaan hipotetis. Tapi saya menemukannya, terutama sebagai penulis sci-fi dan fantasi, namun tetap sangat menarik.

Terima kasih atas minat Anda!

Menepuk

Patric Hartmann
sumber

Jawaban:

12

Ini adalah pertanyaan besar, jadi saya akan membaginya menjadi beberapa bagian berdasarkan pertanyaan yang Anda ajukan:

1) Bumi memiliki kira-kira jarak 1 AU ke matahari, Saturnus antara 9 dan 10. Karena itu gravitasi matahari akan memiliki pengaruh yang jauh lebih kuat pada cincin-cincin ini. Apakah sudah cukup untuk mendistorsi cincin (misalnya bahkan mengarah ke matahari "mencuri" bagian-bagiannya) atau apakah cincin itu masih memiliki bentuk cincin?

Matahari tidak akan memiliki terlalu banyak pengaruh karena cincin-cincin itu secara individual terikat secara gravitasi ke bumi (mirip dengan bulan, dan Anda tidak melihat bulan dipengaruhi oleh matahari, secara gravitasi; cincin-cincin itu akan lebih dekat ke bumi. dan karenanya bahkan lebih sedikit terpengaruh).

Bulan, di sisi lain, akan mendistorsi beberapa cincin karena resonansi orbital (mirip dengan Ringlets Titan: https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn#Colombo_Gap_and_Titan_Ringlet dan celah resonansi di sabuk asteroid karena planet Jovian: https : //en.wikipedia.org/wiki/Kirkwood_gap ), dan efeknya akan jauh lebih jelas karena lebih dekat ke bumi daripada Titan ke Saturnus, meskipun terbatas pada beberapa daerah resonansi. Juga akan ada riak jika bidang bulan berbeda dari bidang cincin ( http://blogs.discovermagazine.com/badastronomy/2009/06/11/saturns-rings-do-the-wave/#. U7VjpvmSw08 ).

2) Seberapa baik benda-benda dalam cincin tersebut terlihat dari bumi? Cincin Saturnus sebagian besar debu dan es sejauh yang saya tahu, tetapi pasti ada beberapa benda yang lebih besar. Tergantung pada bahan dan ukuran beberapa objek mungkin akan terlihat dengan mata telanjang, bukan? Apakah ada (mungkin ya) formula untuk menghitung bahan dan ukuran apa yang diperlukan untuk mencapai ini?

Sebagian besar materi di cincin Saturnus adalah partikel hingga beberapa meter dalam ukuran ( http://saturn.jpl.nasa.gov/faq/FAQSaturn/#q6 ). Resolusi mata manusia adalah sekitar 1 '( Apakah bulan hanya 60 piksel? ), Yang berarti pada jarak sekitar 1 sampai 1,5 jari-jari Bumi (diberikan oleh batas Roche bumi; ini adalah di mana cincin akan berada), mata dapat menyelesaikan hal-hal di atas beberapa kilometer. Namun, Saturnus juga memiliki bulan Gembala, yang berukuran beberapa puluh kilometer. Bulan-bulan seperti itu, jika ada, akan terlihat dengan mata telanjang. Juga, celah akan terlihat jelas, karena mereka seringkali cukup besar.

3) Apakah cincin-cincin itu tidak akan selalu menghujani partikel di bumi? Akankah ada risiko dampak berbahaya yang jauh lebih tinggi bagi populasi bumi?

Akan ada tabrakan / interaksi di cincin (saya menebak, koreksi saya jika saya salah) yang akan mengirim partikel ke bumi. Namun, partikel yang akan dibuang akan menjadi lebih ringan, lebih kecil (konservasi momentum dll.), Dan biasanya meteoroid kecil cukup tidak berbahaya. Mereka juga akan lebih lambat dari meteoroid biasa yang memasuki bumi pada di atas 20 km / s, karena gerakan orbital bumi tidak bertambah dalam kasus ini. Saya sedikit tidak yakin tentang konsekuensi dari mereka yang lebih lambat, tetapi toh, meteoroid yang lebih kecil secara teknis seharusnya tidak berbahaya. (Juga saya tidak dapat menemukan referensi yang layak selain: http://science.howstuffworks.com/question486.htm )

4) Apakah warna yang digunakan dalam video tepat? Bukankah mereka bergantung pada sudut? Apa pengaruh atmosfer kita terhadap mereka?

Saya percaya begitu. Bagian ini menunjukkan gambar warna yang sebenarnya dari cincin dari dua sudut yang berbeda, dan sepertinya tidak ada perubahan signifikan dalam pewarnaan: https://en.wikipedia.org/wiki/Rings_of_Saturn#Subdivisions_and_structures_within_the_rings . Atmosfer mungkin akan mempengaruhi cincin lebih dekat ke cakrawala, dengan pewarnaan merah mirip dengan matahari terbit / terbenam dan bulan terbit / bulan terbenam.

5) Apakah cincin-cincin itu memiliki kecenderungan orbital yang sama atau akankah cincinnya berbeda dari bumi hingga perbedaannya dapat terlihat?

Tergantung pada sejarah formasi. Pertanyaan FAQ ini di sini membahas hal ini dengan cukup baik: http://saturn.jpl.nasa.gov/faq/FAQSaturn/#q14

6) Bayangan apa yang akan ditimbulkan cincin-cincin ini di bumi? Apakah mereka akan cukup padat untuk "menaungi" bentangan lahan yang lengkap?

Akan ada bayangan yang mirip dengan awan, karena cincinnya tidak terlalu tebal atau padat. Dalam banyak foto Cassini, Anda dapat melihat melalui cincin, sehingga kemungkinan bahwa sinar matahari masih akan lewat, tetapi akan redup (akan menarik untuk dilihat dari faktor apa; saya tidak bisa mengatakan dengan pasti dengan pengetahuan saya) . Juga, ingat bahwa bumi masih akan berputar tetapi sistem cincin akan statis secara dinamis, sehingga akan ada periode kegelapan yang panjang pada siang hari untuk beberapa wilayah pada waktu yang berbeda dalam setahun.

Saya akan menambahkan lebih ke ini jika ada sesuatu yang terlintas dalam pikiran. Saya harap ini membantu.

Takku
sumber
2
Ini lebih dari sekedar membantu, wawasan yang hebat, terima kasih banyak! Saya belum bisa mengungguli reputasi saya di sini, tetapi saya sudah membuatnya diterima sebagai jawaban. Terima kasih atas usaha Anda, ini sangat menarik.
Patric Hartmann
Saya akan tertarik pada ekspansi di # 6 (jika itu sesuai). Bagaimana cincin itu mempengaruhi cuaca dan suhu di Bumi?
duzzy