Uranus pourrait-il avoir une surface solide en raison de sa composition interne et du manque de chaleur interne?
Uranus est la septième planète du Soleil. Il est classé comme un géant de glace, qui, contrairement à un géant gazeux, comme Jupiter ou Saturne, est principalement composé d'éléments plus lourds que l'hydrogène ou l'hélium.
L'uranus est considéré comme ayant un manteau fait de "glaces" sous forme de fluides supercritiques (eau, ammoniac et méthane), sous une atmosphère composée d'hydrogène moléculaire, d'hélium et de méthane.
L'une des particularités frappantes d'Uranus, outre son inclinaison axiale, est son manque important de chaleur interne, au point qu'il ne dégage pas plus de chaleur qu'il n'en reçoit du soleil. La température enregistrée à la tropopause est de 49 K, faisant d'Uranus la planète la plus froide du système solaire.
Cela m'a fait me demander, et si (puisque nous n'avons jamais envoyé de sonde à l'intérieur de l'atmosphère d'Uranus) la température au point où l'atmosphère cède la place au manteau glacé ne s'élevait qu'à, disons, 200-230 K? (Ou avons-nous réellement des preuves excluant cette possibilité?)
À ces températures, l'eau reste à l'état solide quelle que soit la pression. J'ai donc commencé à me demander s'il était possible qu'Uranus puisse avoir une croûte solide faite de glace d'eau, qui flotterait sur un manteau fait de fluides supercritiques (dans le cas de l'eau, la glace a une densité moindre que l'eau supercritique si je '' m pas mal?). Cette croûte pourrait contenir de l'ammoniac liquide qui aurait son propre cycle comme l'eau sur Terre.
Je cherche à créer une impression d'artiste et je me demandais si cet environnement auquel je pensais est réellement possible compte tenu des connaissances que nous avons sur la science planétaire, ou est-ce que mon imagination va trop loin?
Réponses
Neige épaisse.
Près de la surface, l'atmosphère d'hydrogène d'Uranus est sous haute pression, et donc même si elle est très froide, l'atmosphère dense peut contenir une bonne quantité d'eau gazeuse, d'ammoniac, d'alcanes et de sulfure d'hydrogène.
La quantité que l'atmosphère peut contenir varie selon la saison et la température. Lorsque l'hiver arrive, l'atmosphère de refroidissement a moins de capacité à retenir les substances «dissoutes» et celles-ci se précipitent sous forme de solide: la neige.
Le début de l'hiver signifie de fortes chutes de neige sur Uranus, et les vents violents produisent des dérives changeantes spectaculaires. En été, les dérives régressent, se sublimant dans l'atmosphère chaleureuse.
Ces dérives de glace particulaire sont elles-mêmes incolores mais elles ne sont pas noires et blanches à la surface d'Uranus. Les dérives brillent de charge électrique. L'action du vent sur la neige produit d'immenses charges électriques dans l'atmosphère sèche, mais la faible conductivité des différentes glaces pures signifie qu'il est pratiquement impossible de trouver un chemin vers la terre pour ces charges. Au lieu de cela, la charge se rééquilibre avec l'atmosphère. Les sommets pointus des formations de neige produisent le feu de Saint-Elme, qui dans l'atmosphère d'hydrogène produit des nuances de lavande, de rose et de magenta.
Peut-être que ce serait une bonne idée de n'avoir que quelques petites îles flottantes solides dans l'atmosphère d'Uranus, qu'une sonde spatiale tente d'en atterrir une, au lieu d'une surface solide sur toute la planète.
Dans Triplanetary , Amazing Stories d' EE Smith , janvier-avril 1934, et First Lensman (1950), quatre guerres avec JOvians sont mentionnées. La mention des adeptes de Jupiter polaire nord m'a fait me demander s'il était censé y avoir une île flottante géante dans l'atmosphère jovienne au-dessus du pôle nord dans la série Lensman .
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]
Je crois que la grande tache rouge sur Jupiter était autrefois théorisée comme une île solide géante flottant dans l'atmosphère. Et peut-être qu'il serait plus plausible pour Uranus d'avoir une caractéristique atmosphérique plus petite que n'importe laquelle de celles qui ont été étudiées et se sont révélées être des tempêtes, c'est-à-dire une sorte d'île flottante solide, que d'être entièrement recouverte par une croûte solide. On pense que la tache sombre d'Uranus est un cyclone d'environ 1 300 kilomètres sur 2 700 kilomètres. Ainsi, toute fonctionnalité sur Uranus qui ne s'est pas avérée être une tempête serait probablement beaucoup plus petite que la tache sombre d'Uranus, mais peut-être suffisamment grande pour contenir des éléments intéressants.
Deuxième partie: Quelques histoires de science-fiction avec des surfaces solides sur les planètes géantes.
Il y a eu quelques premières histoires de science-fiction dans lesquelles les planètes géantes Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune avaient des surfaces solides.
Par exemple, "La planète du doute" de Stanley G. Weinbaum, Histoires stupéfiantes , octobre 1935. Qui se déroule sur Uranus.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]
Une autre histoire est "We also Walk Dogs" de Robert Heinlein, Astounding Science Fiction , juillet 1941, dans laquelle sont mentionnés des joviens intelligents qui vivent apparemment sur une surface solide.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]
Dans "Not Final!" D'Isaac Asimov, Astounding Science Fiction , octobre 1941, et "Victory Unintentional", Super Science Stories , août 1942,
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]
Des Joviens vivant sur une surface solide ont été représentés.
Dans "Bridge" Stounding Science Fiction de James Blish , février 1952, un pont vers nulle part a été construit sur la surface solide de Jupiter. Curieusement, Blish a inventé l'expression «géante gazeuse» en 1952, et aurait donc dû être conscient du manque de surface solide sur Jupiter.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]
Dans "Call Me Joe" de Poul Anderson, incroyable science-fiction , avril 1957, une surface solide sur Jupiter est représentée.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]
Et je ne peux m'empêcher de penser que ceux-ci étaient parmi les dernières bonnes histoires de science-fiction représentant des surfaces solides sur les planètes géantes. Certes, de plus en plus de livres d'astronomie populaires ont commencé à décrire les planètes géantes comme dépourvues de surfaces solides au fur et à mesure que le 20e siècle progressait, ce qui rendait de plus en plus difficile pour les fans de science-fiction d'accepter de telles surfaces solides dans les histoires.