Urano poderia ter uma superfície sólida devido à sua composição interna e à falta de calor interno?
Urano é o sétimo planeta do Sol. É classificado como um gigante de gelo, que, ao contrário de um gigante gasoso, como Júpiter ou Saturno, é composto principalmente de elementos mais pesados que o hidrogênio ou o hélio.
Urano é considerado como tendo um manto feito de "gelos" na forma de fluidos supercríticos (Água, Amônia e Metano), sob uma atmosfera composta de Hidrogênio molecular, Hélio e Metano.
Uma das particularidades marcantes de Urano, além de sua inclinação axial, é sua significativa falta de calor interno, a ponto de não emitir mais calor do que recebe do sol. A temperatura registrada na tropopausa é de 49 K, tornando Urano o planeta mais frio do sistema solar.
Isso me fez pensar, e se (já que nunca enviamos uma sonda dentro da atmosfera de Urano) a temperatura no ponto em que a atmosfera dá lugar ao manto de gelo só subir para, digamos, 200-230 K? (Ou realmente temos evidências que descartam essa possibilidade?)
Nessas temperaturas, a água permanece em estado sólido, independentemente da pressão. Então comecei a pensar se é possível que Urano pudesse ter uma crosta sólida feita de gelo de água, que flutuaria sobre um manto feito de fluidos supercríticos (no caso da água, o gelo tem uma densidade menor do que a água supercrítica se eu ' não estou errado?). Essa crosta poderia conter amônia líquida que teria seu próprio ciclo, como a água na Terra.
Estou procurando criar uma Impressão Artística e me perguntando se esse ambiente em que estava pensando é realmente possível, dado o conhecimento que temos sobre a ciência planetária, ou minha imaginação está indo longe demais?
Respostas
Neve profunda.
Perto da superfície, a atmosfera de hidrogênio de Urano está sob alta pressão e, portanto, embora seja muito fria, a densa atmosfera pode conter uma boa quantidade de água gasosa, amônia, alcanos e sulfeto de hidrogênio.
A quantidade que a atmosfera pode conter varia com a estação e a temperatura. Quando chega o inverno, a atmosfera de resfriamento tem menos capacidade de reter substâncias "dissolvidas" e estas precipitam como o sólido: a neve.
O início do inverno significa nevascas pesadas em Urano e os ventos fortes produzem variações espetaculares. No verão, as ondas regridem, sublimando-se de volta à atmosfera quente.
Essas partículas de gelo são incolores, mas não são pretas e brancas na superfície de Urano. Os montes brilham com carga elétrica. A ação do vento na neve produz cargas elétricas imensas na atmosfera seca, mas a baixa condutividade dos vários gelos puros significa que encontrar um caminho para o solo para essas cargas é praticamente impossível. Em vez disso, a carga se reequilibra com a atmosfera. Os topos pontiagudos das formações de neve produzem o fogo de Santo Elmo, que na atmosfera de hidrogênio produz tons de lavanda, rosa e magenta.
Possivelmente, pode ser uma boa idéia ter apenas algumas pequenas ilhas flutuantes sólidas na atmosfera de Urano, que uma sonda espacial poderia tentar pousar uma, em vez de uma superfície sólida sobre todo o planeta.
Em EE Smith's Triplanetary , Amazing Stories , janeiro- abril de 1934, e First Lensman (1950) Quatro guerras com Jovians são mencionadas. A menção aos adeptos do Pólo Norte de Júpiter me fez pensar se deveria haver uma ilha gigante flutuante na atmosfera de Júpiter sobre o pólo norte na série Lensman .
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]
Acredito que a grande mancha vermelha em Júpiter já foi teorizada como uma ilha gigante e sólida flutuando na atmosfera. E possivelmente seria mais plausível para Urano ter uma característica atmosférica menor do que qualquer uma daquelas que foram estudadas e mostradas como tempestades, ou seja, algum tipo de ilha flutuante sólida, do que ser inteiramente coberta por uma crosta sólida. Acredita-se que a Mancha Escura de Urano seja um ciclone de cerca de 1.300 quilômetros por 2.700 quilômetros. Portanto, qualquer feição em Urano que não tenha sido provado ser uma tempestade provavelmente seria muito menor do que a Mancha Escura de Urano, mas possivelmente grande o suficiente para conter coisas interessantes.
Parte dois: algumas histórias de ficção científica com superfícies sólidas nos planetas gigantes.
Houve algumas histórias antigas de ficção científica em que os planetas gigantes Júpiter, Saturno, Urano e Netuno tinham superfícies sólidas.
Por exemplo, "The Planet of Doubt" de Stanley G. Weinbaum, Astounding stories , outubro de 1935. Que se passa em Urano.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]
Outra história é "We also Walk Dogs" de Robert Heinlein, Astounding Science Fiction , julho de 1941, em que jovianos inteligentes que aparentemente vivem em uma superfície sólida são mencionados.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]
Em "Not Final!" De Isaac Asimov, Astounding Science Fiction , outubro de 1941, e "Victory Unintentional", Super Science Stories , agosto de 1942,
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]
Jovians vivendo em uma superfície sólida foram retratados.
Em "Bridge" Astounding Science Fiction de James Blish , fevereiro de 1952, uma ponte para nenhum lugar foi construída na superfície sólida de Júpiter. Curiosamente, Blish cunhou a expressão "gigante gasoso" em 1952 e, portanto, deveria estar ciente da falta de uma superfície sólida em Júpiter.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]
Em "Call Me Joe" de Poul Anderson, Astounding Science Fiction , abril de 1957, uma superfície sólida em Júpiter é retratada.
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]
E não posso deixar de pensar que essas foram algumas das últimas boas histórias de ficção científica que retratam superfícies sólidas em planetas gigantes. Certamente, mais e mais livros populares de astronomia começaram a descrever os planetas gigantes como sem superfícies sólidas conforme o século XX progredia, tornando cada vez mais difícil para os fãs de ficção científica aceitarem tais superfícies sólidas nas histórias.