Mungkinkah Uranus memiliki permukaan yang kokoh karena komposisi internalnya dan kurangnya panas internal?

Jan 26 2021

Uranus adalah planet ketujuh dari Matahari. Ia diklasifikasikan sebagai Raksasa Es, yang, tidak seperti Raksasa Gas, seperti Jupiter atau Saturnus, sebagian besar terdiri dari unsur-unsur yang lebih berat daripada Hidrogen atau Helium.

Uranus dianggap memiliki mantel yang terbuat dari "es" sebagai fluida superkritis (Air, Amonia, dan Metana), di bawah atmosfer yang terbuat dari molekul Hidrogen, Helium, dan Metana.

Salah satu kekhasan Uranus yang mencolok, selain kemiringan sumbu, adalah kurangnya panas internal yang signifikan, sampai-sampai ia tidak mengeluarkan lebih banyak panas daripada yang diterimanya dari matahari. Suhu yang tercatat di tropopause adalah 49 K, menjadikan Uranus planet terdingin di tata surya.

Ini membuat saya bertanya-tanya, bagaimana jika (karena kami tidak pernah mengirim penyelidikan ke dalam atmosfer Uranus) suhu di titik di mana atmosfer digantikan oleh mantel es hanya naik hingga, katakanlah, 200-230 K? (Atau apakah kita benar-benar memiliki bukti yang mengesampingkan kemungkinan ini?)

Pada suhu tersebut, air tetap dalam keadaan padat terlepas dari tekanannya. Jadi saya mulai berpikir apakah mungkin Uranus memiliki kerak padat yang terbuat dari air es, yang akan mengapung di atas mantel yang terbuat dari cairan superkritis (dalam kasus air, es memiliki kepadatan yang lebih rendah daripada air superkritis jika saya ' m tidak salah?). Kerak ini bisa memiliki amonia cair di atasnya yang memiliki siklusnya sendiri seperti air di Bumi.

Saya ingin membuat Kesan Artis dan bertanya-tanya apakah lingkungan yang saya pikirkan ini benar-benar mungkin dengan pengetahuan yang kita miliki tentang ilmu planet, atau imajinasi saya berjalan terlalu jauh?

Jawaban

2 Willk Jan 26 2021 at 22:20

Salju tebal.

Dekat dengan permukaan, atmosfer hidrogen Uranus berada di bawah tekanan tinggi, sehingga meskipun sangat dingin, atmosfer padat dapat menampung cukup banyak gas air, amonia, alkana, dan hidrogen sulfida.

Jumlah yang dapat ditampung atmosfer bervariasi dengan musim dan suhu. Ketika musim dingin tiba, atmosfer yang mendingin memiliki kapasitas yang lebih kecil untuk menahan zat "terlarut" dan ini mengendap sebagai padatan: salju.

Awal musim dingin berarti salju lebat di Uranus, dan angin kencang menghasilkan pergeseran pergeseran yang spektakuler. Di musim panas, arus menurun, menyublim kembali ke atmosfer yang menghangat.

Partikel es yang hanyut ini sendiri tidak berwarna tetapi tidak hitam dan putih di permukaan Uranus. Penyimpangan bersinar dengan muatan listrik. Tindakan angin di salju menghasilkan muatan listrik yang sangat besar di atmosfer kering tulang, tetapi konduktivitas yang buruk dari berbagai es murni berarti bahwa menemukan jalur menuju tanah untuk muatan ini hampir mustahil. Sebaliknya, muatannya kembali menyeimbangkan dengan atmosfer. Bagian atas formasi salju yang runcing menghasilkan api St Elmo, yang dalam atmosfer hidrogen menghasilkan nuansa lavender, merah muda, dan magenta.

1 M.A.Golding Jan 27 2021 at 11:32

Mungkin ide yang bagus untuk memiliki hanya beberapa pulau kecil yang mengapung padat di atmosfer Uranus, sehingga wahana antariksa dapat mencoba mendaratkannya, alih-alih permukaan padat di seluruh planet.

Dalam Triplanetary EE Smith , Amazing Stories , Januari-April 1934, dan First Lensman (1950) disebutkan Empat perang dengan JOvians. Penyebutan pakar Jupiter Kutub Utara membuat saya bertanya-tanya apakah seharusnya ada pulau terapung raksasa di atmosfer Yupiter di kutub utara dalam seri Lensman .

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]

Saya percaya bahwa titik merah besar di Jupiter pernah diteorikan sebagai pulau padat raksasa yang mengapung di atmosfer. Dan mungkin lebih masuk akal bagi Uranus untuk memiliki fitur atmosfer yang lebih kecil daripada yang telah dipelajari dan terbukti sebagai badai, yaitu semacam pulau terapung padat, daripada seluruhnya tertutup oleh kerak padat. Bintik Gelap Uranus diyakini sebagai topan sekitar 1.300 kilometer kali 2.700 kilometer. Jadi fitur apa pun di Uranus yang belum terbukti sebagai badai mungkin akan jauh lebih kecil daripada Bintik Gelap Uranus, tetapi mungkin cukup besar untuk menyimpan hal-hal menarik di dalamnya.

Bagian Kedua: Beberapa Cerita Fiksi Sains dengan Permukaan Padat di Planet-planet Raksasa.

Ada beberapa cerita fiksi ilmiah awal di mana planet raksasa Yupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus, memiliki permukaan padat.

Misalnya, "The Planet of Doubt" oleh Stanley G. Weinbaum, Kisah Mencengangkan , Oktober 1935. Yang bersetting di Uranus.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]

Cerita lainnya adalah "Kami juga Berjalan Anjing" oleh Robert Heinlein, Fiksi Ilmiah yang Mencengangkan, Juli 1941, di mana peri-peri cerdas yang tampaknya hidup di permukaan padat disebutkan.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]

Dalam "Not Final!" Karya Isaac Asimov, Fiksi Ilmiah Mencengangkan , Oktober 1941, dan "Victory Unintentional", Super Science Stories , Agustus 1942,

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]

Jovians yang hidup di permukaan padat digambarkan.

Dalam "Jembatan" Fiksi Ilmiah yang Mencengangkan karya James Blish , Februari 1952, sebuah jembatan ke arah mana pun dibangun di atas permukaan padat Jupiter. Anehnya, Blish menciptakan frase "raksasa gas" pada tahun 1952, dan karena itu dia seharusnya menyadari kurangnya permukaan padat di Jupiter.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]

Dalam "Call Me Joe" Poul Anderson, Fiksi Ilmiah Mencengangkan , April 1957, permukaan padat di Jupiter digambarkan.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]

Dan saya tidak dapat berhenti berpikir bahwa itu adalah di antara cerita fiksi ilmiah bagus terakhir yang menggambarkan permukaan padat di planet raksasa. Pastinya semakin banyak buku astronomi yang populer mulai mendeskripsikan planet-planet raksasa sebagai planet tanpa permukaan padat saat abad ke-20 berkembang, membuat semakin sulit bagi penggemar fiksi ilmiah untuk menerima permukaan padat seperti itu dalam cerita.