천왕성은 내부 구성과 내부 열 부족으로 인해 단단한 표면을 가질 수 있습니까?
천왕성은 태양에서 일곱 번째 행성입니다. 그것은 목성이나 토성과 같은 가스 거인과 달리 주로 수소 또는 헬륨보다 무거운 원소로 구성된 얼음 거인으로 분류됩니다.
천왕성은 분자 수소, 헬륨 및 메탄으로 구성된 대기 아래에 초 임계 유체 (물, 암모니아 및 메탄)로 "얼음"으로 만들어진 맨틀을 가지고있는 것으로 간주됩니다.
축 방향 기울기 외에 천왕성의 두드러진 특징 중 하나는 태양에서받는 것보다 더 많은 열을 발산하지 않을 정도로 내부 열이 상당히 부족하다는 것입니다. 대류권에 기록 된 온도는 49K로 천왕성은 태양계에서 가장 추운 행성입니다.
이것은 (우리가 천왕성의 대기 안에 탐사선을 보내지 않았기 때문에) 대기가 얼음 맨틀로가는 지점의 온도가 예를 들어 200-230K까지만 상승한다면 어떻게 될까요? (아니면 실제로이 가능성을 배제하는 증거가 있습니까?)
이 온도에서 물은 압력에 관계없이 고체 상태를 유지합니다. 그래서 저는 천왕성이 초 임계 유체로 만들어진 맨틀 위에 떠있는 물 얼음으로 만들어진 단단한 지각을 가질 수 있는지에 대해 생각하기 시작했습니다 (물의 경우 얼음은 만약 내가 만약에 초 임계 물보다 밀도가 낮습니다. m 틀리지?). 이 지각에는 지구상의 물과 같은 자체 순환을 갖는 액체 암모니아가있을 수 있습니다.
저는 아티스트 인상을 만들고자합니다. 제가 생각하고 있던이 환경이 우리가 행성 과학에 대해 가지고있는 지식을 감안할 때 실제로 가능한지 아니면 내 상상력이 너무 멀리 가고 있는지 궁금합니다.
답변
깊은 눈.
표면에 가까우면 천왕성의 수소 대기는 높은 압력을 받고있어 매우 추워도 밀도가 높은 대기는 상당량의 기체 상 물, 암모니아, 알칸 및 황화수소를 보유 할 수 있습니다.
대기가 담을 수있는 양은 계절과 온도에 따라 다릅니다. 겨울이 오면 냉각 대기는 "용해 된"물질을 담을 수있는 용량이 적고, 이러한 물질은 고체로 침전됩니다 : 눈.
겨울이 시작되면 천왕성에 폭설이 내리고 강풍이 장관을 연출합니다. 여름에는 표류가 퇴보하여 다시 온난화 대기로 승화합니다.
이러한 미립자 얼음의 표류는 그 자체가 무색이지만 천왕성 표면에서 흑백이 아닙니다. 드리프트는 전하로 빛납니다. 눈에 대한 바람의 작용은 뼈가 건조한 대기에서 엄청난 전하를 생성하지만 다양한 순수한 얼음의 전도도가 좋지 않아 이러한 전하에 대한 접지 경로를 찾는 것이 거의 불가능하다는 것을 의미합니다. 대신 전하가 대기와 다시 평형을 이룹니다. 뾰족한 눈의 꼭대기는 St Elmo의 불을 일으키며 수소 분위기에서 라벤더, 핑크, 마젠타 색조를 생성합니다.
우주 탐사선이 행성 전체에 단단한 표면 대신 하나를 착륙 시키려고하는 천왕성 대기에 작은 단단한 떠 다니는 섬을 몇 개만 갖는 것이 좋은 생각 일 수 있습니다.
EE Smith의 Triplanetary , Amazing Stories , 1934 년 1 월-4 월, First Lensman (1950) JOvians와의 네 가지 전쟁이 언급되었습니다. 북극 목성의 숙련자들에 대한 언급은 Lensman 시리즈의 북극 너머 목성 대기에 거대한 떠 다니는 섬이 있어야하는지 궁금해했습니다 .
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]
나는 목성의 거대한 붉은 반점이 한때 대기에 떠 다니는 거대한 단단한 섬으로 이론화되었다고 믿습니다. 그리고 아마도 천왕성이 연구되고 폭풍으로 밝혀진 것보다 작은 대기 특징을 갖는 것이 더 타당 할 수 있습니다. 그것은 일종의 단단한 떠 다니는 섬입니다. 천왕성 다크 스팟은 약 1,300km x 2,700km의 사이클론으로 추정됩니다. 따라서 폭풍으로 입증되지 않은 천왕성의 모든 기능은 아마도 천왕성 암흑 점보다 훨씬 작을 것입니다.
2 부 : 거대 행성에 고체 표면이있는 일부 과학 Ficiton 이야기.
거대한 행성 인 목성, 토성, 천왕성, 해왕성이 단단한 표면을 가지고있는 초기 공상 과학 소설이 몇 차례있었습니다.
예를 들어, Stanley G. Weinbaum의 "The Planet of Doubt", Astounding stories , 1935 년 10 월. 천왕성을 배경으로합니다.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]
또 다른 이야기는 로버트 하인라인에 의해 "우리는 개를 걸어"입니다 어이없는 공상 과학 소설 , 7 월 1941있는 분명히 라이브 고체 표면에 언급 된 지능형 jovians.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]
Isaac Asimov의 "Not Final!", Astounding Science Fiction , 1941 년 10 월 및 "Victory Unintentional", Super Science Stories , 1942 년 8 월,
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]
단단한 표면에 사는 목 성인이 묘사되었습니다.
James Blish의 "Bridge" Astounding Science Fiction , 1952 년 2 월, 목성의 단단한 표면에 건설 된 다리가 없습니다. 흥미롭게도 Blish는 1952 년에 "가스 거인"이라는 문구를 만들었으므로 목성의 단단한 표면이 없다는 사실을 알고 있었어야했습니다.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]
Poul Anderson의 "Call Me Joe", Astounding Science Fiction , 1957 년 4 월에는 목성의 단단한 표면이 그려져 있습니다.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]
그리고 나는 그것들이 거대한 행성의 단단한 표면을 묘사하는 마지막 좋은 공상 과학 소설 중 하나라고 생각하는 것을 도울 수 없습니다. 확실히 점점 더 많은 인기있는 천문학 책들이 20 세기가 진행됨에 따라 단단한 표면이없는 것처럼 거대 행성을 묘사하기 시작했고, 공상 과학 팬이 이야기에서 그러한 단단한 표면을 받아들이는 것이 점점 더 어려워졌습니다.