Seria „Imaginary Earths” spekuluje, jak mógłby wyglądać świat, gdyby zmienił się jeden kluczowy aspekt życia, czy to związany z planetą, czy z samą ludzkością.
Pierścienie Saturna nadają mu majestatyczność godną planety nazwanej na cześć króla Tytanów. Wykonane prawie całkowicie z kawałków i fragmentów lodu i rozciągające się na tysiące mil szerokości, pierścienie Saturna są jego najbardziej czarującą cechą; hipnotyzują ludzi od czasu, gdy Galileusz odkrył je za pomocą teleskopu w 1610 roku.
Jak mogłaby wyglądać Ziemia ukoronowana pierścieniami? Ilustrator kosmiczny i science-fiction Ron Miller stworzył niezwykłe obrazy nieba, które mogłyby wyglądać, gdyby Ziemia posiadała pierścienie o takich samych proporcjach do naszej planety, jak pierścienie Saturna do niej.
Najbardziej stabilne miejsce dla pierścieni znajduje się wokół równika planety, więc wygląd pierścieni różniłby się w zależności od szerokości geograficznej. Na przykład, w pobliżu równika w Quito, Ekwador, zobaczyłbyś pierścienie z wewnętrznej krawędzi na, więc wyglądałyby jak cienka linia wznosząca się prosto z horyzontu.
Related: What If? 22 Crazy Hypothetical Questions (and their Answers)
W porównaniu, w pobliżu koła podbiegunowego, pierścienie mogą wyglądać jak garb na horyzoncie.
Na bardziej umiarkowanych szerokościach geograficznych pierścienie wyglądałyby jak gigantyczny łuk, przecinający się z jednego końca nieba na drugi.
Te błyszczące pierścienie nie wznosiłyby się ani nie zachodziły, i zawsze pojawiałyby się w dokładnie tym samym miejscu na niebie. Te kosmiczne punkty orientacyjne byłyby widoczne zarówno w dzień jak i w nocy.
Jasna skała
Hipotetyczne pierścienie Ziemi różniłyby się w jeden kluczowy sposób od pierścieni Saturna; nie miałyby lodu. Ziemia leży znacznie bliżej Słońca niż Saturn, więc promieniowanie naszej gwiazdy spowodowałoby, że jakikolwiek lód w ziemskich pierścieniach uległby wysmukleniu.
Jeszcze, nawet jeśli ziemskie pierścienie byłyby zrobione ze skały, nie oznacza to, że wyglądałyby ciemno. Skała księżycowa jest w dużej mierze szara, a księżyc odbija tylko około 12% światła padającego na niego. Ale księżyc w pełni „wygląda naprawdę jasno, ponieważ pada na niego dużo światła i ponieważ jest tak blisko nas”, powiedział Caleb Scharf, dyrektor astrobiologii na Uniwersytecie Columbia w Nowym Jorku.
Jak jasne mogą stać się pierścienie Ziemi? „Około 1300 watów światła słonecznego na metr kwadratowy uderza w górną część atmosfery Ziemi” – powiedział Scharf w wywiadzie dla Live Science. „Jeśli pierścienie odbijałyby nawet 10% tego, mówimy o każdym metrze kwadratowym odbijającym tyle światła, ile wytwarza 130-watowa żarówka.”
Bliżej niż Księżyc
Jak blisko Ziemi mogłyby znaleźć się pierścienie? Czy będą kolidować z samolotami?
Najbliżej pierścienie mogą znaleźć się gdzieś ponad warstwą atmosfery znaną jako termosfera, która sięga aż 620 mil (1000 km), według University Corporation for Atmospheric Research. Tak więc komercyjne samoloty, które zazwyczaj latają na wysokości do 11 km (7 mil), poradziłyby sobie. (O satelitach i podróżach kosmicznych porozmawiamy później). Tymczasem opór atmosferyczny spowodowałby upadek każdej materii pierścieniowej, która zeszłaby zbyt nisko. Jeśli tak się stanie, skalny materiał spali się jak spadająca gwiazda w ognistej smudze.
Powiązane: Niesamowita infografika: Atmosfera Ziemi od góry do dołu
Jak daleko mogą sięgać pierścienie od Ziemi? Każdy obiekt orbitujący w pewnej odległości od Ziemi, znanej jako jego granica Roche’a, rozpadnie się z powodu siły ziemskiej grawitacji. Po rozbiciu, te rozbite obiekty dołączą do skalistego pierścienia. Na przykład, każdy obiekt wielkości ziemskiego księżyca, który spadłby poniżej około 7 365 mil (11 850 km) od powierzchni Ziemi, rozpadłby się, tworząc pierścień wokół planety.
W sumie, zewnętrzne pierścienie Ziemi prawdopodobnie orbitowałyby nawet bliżej naszej planety niż ziemski księżyc.
Pierścień czy pierścienie? Księżyc czy księżyce?
To, czy Ziemia miała jeden pierścień czy wiele, zależy od tego, czy posiadała również „księżyce pasterskie”, małe księżyce, które oczyszczają luki między pierścieniami i pomagają utrzymać cząsteczki zamknięte w pierścieniu, podobnie jak pies pasterski powstrzymuje owce przed błądzeniem. W pierścieniach Saturna znajduje się wiele księżyców pasterskich, takich jak Prometeusz. Księżyce pasterskie w pierścieniach Ziemi mogą przypominać lśniące perły krążące wokół krawędzi pierścieni.
Jest mało prawdopodobne, aby Ziemia mogła mieć długotrwałe pierścienie, jeśli nadal będzie posiadać tak duży księżyc jak teraz, powiedział Scharf. Te same siły grawitacyjne, które księżyc wywiera na Ziemię, aby spowodować pływy, mogą zakłócić pierścienie, powodując ich rozpad, wyjaśnił.
Padające cienie
Zależnie od pory dnia, pory roku i szerokości geograficznej, na której znajduje się widz, cień Ziemi może spaść na pierścienie. Earth’s shadow would look oval-shaped on its rings, „and move as time goes by”, Scharf said. (Cień Ziemi wyglądałby owalnie zamiast koliście z tego samego powodu, dla którego Twój cień wygląda na rozciągnięty w porównaniu do Ciebie.)
Podczas równonocy Słońce leżałoby na tej samej płaszczyźnie co pierścienie. At these times, at Earth’s middle latitudes, the planet’s shadow would appear to stretch across the rings to its greatest extent, plunging large portions of the rings into darkness. Na równiku, pierścienie wydają się dzielić słońce, rzucając dramatyczny cień na połowę świata.
Podobnie, pierścienie same rzucają cień na Ziemię. Podczas lata na półkuli północnej i zimy na półkuli południowej, pierścienie rzucałyby swoje cienie na półkulę południową, i odwrotnie. Mogłoby to oznaczać, że zimy na obu półkulach mogą być zimniejsze i bardziej srogie niż na naszej Ziemi. Jednak w tym samym czasie, „blask pierścieni” może zwiększyć całkowite światło, które otrzymuje Ziemia, „więc efekty klimatyczne są trudne do określenia”, powiedział Scharf.
Mitologie otaczające pierścienie
Jako niebiańskie punkty orientacyjne, które nigdy nie zmieniają swojej pozycji na niebie, pierścienie prawie na pewno odegrałyby kluczową rolę w mitologiach. Na umiarkowanych szerokościach geograficznych, można sobie wyobrazić, że wygląd pierścieni jako łuk może symbolizować most pomiędzy niebem a Ziemią.
Ponieważ wygląd pierścieni zmienia się wraz z szerokością geograficzną, tak samo mogą zmieniać się interpretacje ludzi na ich temat. Biorąc pod uwagę jak wojny na Ziemi wynikały z przeciwstawnych poglądów doktryny religijnej, można by się zastanawiać co mogło się stać gdy starożytni ludzie zaczęli przemierzać planetę i widzieli jak pierścienie zmieniają swój wygląd.
Pierścienie mogą również zachęcać ludzi do wędrówki po świecie. Biorąc pod uwagę, jak pierścienie mogą przypominać gigantyczne łuki, odkrywcy mogą chcieć zobaczyć, gdzie łuki dotykają w dół, podobnie jak osoba dąży do zobaczenia tego, co jest na końcach tęczy.
W dodatku, Scharf zauważył, że wokół krawędzi cienia Ziemi na pierścieniach, można by zobaczyć światło, które zostało przefiltrowane przez atmosferę Ziemi. „Możesz dostać jakieś dziwne kolory na krawędziach cienia, może krwistoczerwone brzegi,” powiedział. „Mógłbym sobie wyobrazić wszelkiego rodzaju mitologie zbudowane wokół tego.”
Moreover, w zależności od szerokości geograficznej i pory roku, ścieżka słońca może przekroczyć za pierścieniami. The cząsteczka the pierścień prawdopodobnie rozpraszać the słońce światło, robić ono pojawiać się zamglony lub zasłonięty. „It’s interesting to think what spiritual significance a civilization might ascribe to the sun going behind the rings,” Scharf said.
A guide for navigators
The rings might potentially serve as extraordinary navigational aids. Można się zastanawiać, jak mogą one wspierać podróże, eksplorację, handel, migrację i inwazję.
Na przykład, przez wieki żeglarze mieli problemy z dokładnym określeniem swojej pozycji na Ziemi w szerokości i długości geograficznej, gdy byli na morzu i poza zasięgiem wzroku lądu. Nawigatorzy od dawna mieli sposoby na znalezienie swojej szerokości geograficznej za pomocą astronomii – patrząc na wysokość Słońca w dzień lub Gwiazdę Północną lub Krzyż Południa w nocy – ale znalezienie sposobu na obliczenie długości geograficznej wymagało przełomu w inżynierii czasomierzy.
Pierścienie na niebie mogłyby potencjalnie pomóc nawigatorom oszacować długość geograficzną na wiele sposobów. Księżyce pasterza mogłyby wędrować wokół Ziemi po przewidywalnych orbitach, jak ruchome wskazówki w zegarze. Pierścienie Saturna posiadają tajemnicze szprychy, prawdopodobnie związane z polem magnetycznym Saturna, a wszelkie szprychy na ziemskich pierścieniach mogłyby działać jak znaczniki czasu na tarczy zegara. Sposób w jaki cień Ziemi porusza się na pierścieniach mógłby również służyć jako gigantyczny kosmiczny zegar. „You could really get a sophisticated kind of timekeeping system with the rings,” Scharf said.
The rings and space
Depending on the placement of the rings, satellites and spacecraft could, in principle, orbit under them. Na przykład, Międzynarodowa Stacja Kosmiczna orbituje około 250 mil (400 km) nad powierzchnią Ziemi, potencjalnie poniżej pierścieni, podczas gdy satelity geostacjonarne orbitują około 22 235 mil (35 786 km) nad powierzchnią Ziemi, prawdopodobnie znacznie powyżej pierścieni. Jednak pierścienie prawdopodobnie rozpraszają wszelkie sygnały radiowe z satelitów i statków kosmicznych na orbitach równikowych, ograniczając ich przydatność.
Still, pierścienie prawdopodobnie będą kolidować z astronomią, utrudniając widoki ziemi nocnego nieba, Scharf powiedział. To z kolei może ograniczyć to, co naukowcy na zaobrączkowanej planecie mogą wiedzieć o kluczowych szczegółach kosmosu, takich jak istnienie innych galaktyk lub ekspansja wszechświata.
Pierścienie Marsa i Ziemi
Jak prawdopodobne jest to, że skaliste światy mogą posiadać pierścienie? Poprzednie prace wykazały, że księżyc Marsa Phobos mógł kiedyś istnieć jako pierścienie wokół Czerwonej Planety. Ponieważ Phobos z czasem zbliża się do Marsa, prawdopodobnie zostanie ponownie rozerwany na pierścienie w ciągu milionów lat.
Możliwe, że Ziemia już posiadała pierścień. Nasza planeta narodziła się około 4,5 miliarda lat temu, a wcześniejsze badania sugerują, że Księżyc powstał chwilę później. Dominującym wyjaśnieniem pochodzenia księżyca jest to, że powstał on w wyniku zderzenia dwóch protoplanet, czyli embrionalnych światów. Jedną z nich była nowo narodzona Ziemia, a drugą była skała wielkości Marsa o nazwie Theia, nazwana tak na cześć matki księżyca w mitologii greckiej. Uderzenie wygenerowałoby pierścień gruzu wokół Ziemi, który ostatecznie uformował się w Księżyc.
W istocie, chociaż wizja Ziemi z pierścieniem może wydawać się fantazją, mogła kiedyś – przez chwilę w czasie – być prawdziwa.
Originally published on Live Science.
Recent news
.