ดาวมฤตยูมีพื้นผิวแข็งเนื่องจากองค์ประกอบภายในและไม่มีความร้อนภายในหรือไม่?
ดาวมฤตยูเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 7 จากดวงอาทิตย์ มันถูกจัดว่าเป็นยักษ์น้ำแข็งซึ่งต่างจากยักษ์ก๊าซเช่นดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุที่หนักกว่าไฮโดรเจนหรือฮีเลียม
ดาวยูเรนัสถือได้ว่ามีเสื้อคลุมที่ทำจาก "ไอซ์" เป็นของเหลววิกฤตยิ่งยวด (น้ำแอมโมเนียและมีเทน) ภายใต้บรรยากาศที่ประกอบด้วยไฮโดรเจนโมเลกุลฮีเลียมและมีเทน
ลักษณะเฉพาะที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของดาวยูเรนัสนอกเหนือจากการเอียงตามแนวแกนของมันคือการขาดความร้อนภายในอย่างมีนัยสำคัญจนถึงจุดที่มันไม่ให้ความร้อนมากกว่าที่ได้รับจากดวงอาทิตย์ อุณหภูมิที่บันทึกไว้ที่ Tropopause คือ 49 K ทำให้ดาวยูเรนัสเป็นดาวเคราะห์ที่หนาวที่สุดในระบบสุริยะ
สิ่งนี้ทำให้ฉันสงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้า (เนื่องจากเราไม่เคยส่งยานสำรวจเข้าไปในชั้นบรรยากาศของดาวยูเรนัส) อุณหภูมิ ณ จุดที่ชั้นบรรยากาศเปิดทางให้เสื้อคลุมน้ำแข็งสูงขึ้นเพียง 200-230 K? (หรือเรามีหลักฐานที่ตัดสินความเป็นไปได้นี้?)
ที่อุณหภูมิเหล่านั้นน้ำจะยังคงอยู่ในสถานะของแข็งโดยไม่คำนึงถึงความดัน ฉันจึงเริ่มคิดว่าเป็นไปได้หรือไม่ที่ดาวมฤตยูอาจมีเปลือกแข็งที่ทำจากน้ำแข็งซึ่งจะลอยอยู่บนเสื้อคลุมที่ทำจากของเหลวที่มีวิกฤตยิ่งยวด (ในกรณีของน้ำน้ำแข็งจะมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่มีวิกฤตยิ่งยวดถ้าฉัน ' ม. ไม่ผิด?). เปลือกโลกนี้อาจมีแอมโมเนียเหลวอยู่ซึ่งจะมีวัฏจักรของตัวเองเหมือนน้ำบนโลก
ฉันต้องการสร้างความประทับใจให้กับศิลปินและสงสัยว่าสภาพแวดล้อมที่ฉันกำลังคิดอยู่นี้เป็นไปได้จริงหรือไม่เนื่องจากความรู้ที่เรามีเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์หรือจินตนาการของฉันไปไกลเกินไป?
คำตอบ
หิมะตก
บรรยากาศไฮโดรเจนของดาวยูเรนัสใกล้กับพื้นผิวนั้นอยู่ภายใต้ความกดดันสูงและถึงแม้ว่ามันจะเย็นมาก แต่บรรยากาศที่หนาแน่นก็สามารถกักเก็บน้ำก๊าซแอมโมเนียแอลเคนและไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้ในปริมาณพอสมควร
ปริมาณที่บรรยากาศสามารถกักเก็บได้จะแตกต่างกันไปตามฤดูกาลและอุณหภูมิ เมื่อฤดูหนาวมาถึงบรรยากาศที่เย็นลงมีความสามารถในการกักเก็บสารที่ "ละลาย" ได้น้อยลงและสิ่งเหล่านี้จะตกตะกอนเป็นของแข็ง: หิมะ
การเริ่มต้นของฤดูหนาวหมายถึงหิมะที่ตกหนักบนดาวยูเรนัสและลมแรงทำให้เกิดการเคลื่อนตัวที่น่าตื่นตาตื่นใจ ในฤดูร้อนกระแสน้ำจะถดถอยและระเหิดกลับเข้าสู่บรรยากาศที่ร้อนขึ้น
เศษน้ำแข็งที่ลอยอยู่เหล่านี้ไม่มีสี แต่ไม่ใช่สีดำและสีขาวบนพื้นผิวของดาวยูเรนัส ล่องลอยเรืองแสงด้วยประจุไฟฟ้า การกระทำของลมบนหิมะก่อให้เกิดประจุไฟฟ้ามหาศาลในบรรยากาศที่แห้งของกระดูก แต่การนำไฟฟ้าที่ไม่ดีของไอซ์บริสุทธิ์ต่างๆหมายความว่าการหาเส้นทางสู่พื้นดินสำหรับประจุเหล่านี้เป็นไปไม่ได้เลย แต่ประจุจะปรับสมดุลกับชั้นบรรยากาศแทน ยอดแหลมของหิมะก่อตัวก่อให้เกิดไฟของ St Elmo ซึ่งในบรรยากาศไฮโดรเจนจะทำให้เกิดเฉดสีลาเวนเดอร์ชมพูและม่วงแดง
อาจเป็นความคิดที่ดีที่จะมีเกาะลอยตัวเล็ก ๆ เพียงไม่กี่เกาะในชั้นบรรยากาศของดาวยูเรนัสที่ยานสำรวจอวกาศพยายามที่จะลงจอดที่หนึ่งแทนที่จะเป็นพื้นผิวที่มั่นคงทั่วทั้งโลก
ในTriplanetary , Amazing Storiesของ EE Smith , ม.ค. - เมษายน 1934 และFirst Lensman (1950) มีการกล่าวถึงสงครามสี่ครั้งกับ JOvians การกล่าวถึงการเคลื่อนที่ของ North Polar Jupiter ทำให้ฉันสงสัยว่าควรจะเป็นเกาะลอยน้ำขนาดยักษ์ในบรรยากาศ Jovian เหนือขั้วโลกเหนือในซีรี่ส์ Lensmanหรือไม่
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]
ฉันเชื่อว่าจุดสีแดงขนาดใหญ่บนดาวพฤหัสบดีครั้งหนึ่งเคยถูกตั้งทฤษฎีว่าเป็นเกาะแข็งขนาดยักษ์ที่ลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศ และอาจเป็นไปได้มากกว่าที่ดาวมฤตยูจะมีลักษณะบรรยากาศที่เล็กกว่าที่ได้รับการศึกษาและแสดงให้เห็นว่าเป็นพายุนั่นคือเกาะที่ลอยตัวแข็งมากกว่าที่จะถูกปกคลุมด้วยเปลือกแข็งทั้งหมด เชื่อกันว่าจุดมืดของดาวยูเรนัสเป็นพายุไซโคลนประมาณ 1,300 กิโลเมตรคูณ 2,700 กิโลเมตร ดังนั้นคุณสมบัติใด ๆ บนดาวยูเรนัสที่ยังไม่ได้รับการพิสูจน์ว่าเป็นพายุน่าจะมีขนาดเล็กกว่าจุดมืดของดาวยูเรนัสมาก แต่อาจมีขนาดใหญ่พอที่จะมีสิ่งที่น่าสนใจอยู่
ตอนที่สอง: เรื่องราวทางวิทยาศาสตร์บางเรื่องที่มีพื้นผิวแข็งบนดาวเคราะห์ยักษ์
มีเรื่องราวในนิยายวิทยาศาสตร์ยุคแรก ๆ ที่ดาวเคราะห์ยักษ์ดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีพื้นผิวทึบ
ตัวอย่างเช่น "The Planet of Doubt" โดย Stanley G. Weinbaum เรื่องที่น่าตกใจตุลาคม 2478 ซึ่งตั้งอยู่บนดาวมฤตยู
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]
อีกเรื่องหนึ่งคือ "We also Walk Dogs" โดย Robert Heinlein นิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจกรกฎาคม 1941 ซึ่งมีการกล่าวถึงนักแสดงตลกที่ฉลาดซึ่งดูเหมือนจะอาศัยอยู่บนพื้นผิวที่มั่นคง
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]
ใน "Not Final!" ของ Isaac Asimov, นิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจ , ตุลาคม 1941 และ "Victory Unintentional", Super Science Stories , สิงหาคม, 1942,
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]
ชาวยิวที่อาศัยอยู่บนพื้นผิวทึบเป็นภาพ
ในนิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจเรื่อง "Bridge" ของ James Blish , กุมภาพันธ์ 2495 ซึ่งเป็นสะพานที่ไม่ได้สร้างขึ้นบนพื้นผิวทึบของดาวพฤหัสบดี ด้วยความอยากรู้อยากเห็น Blish ได้บัญญัติคำว่า "ก๊าซยักษ์" ในปีพ. ศ. 2495 ดังนั้นจึงควรตระหนักถึงการขาดพื้นผิวที่มั่นคงบนดาวพฤหัสบดี
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]
ใน "Call Me Joe" ของ Poul Anderson นิยายวิทยาศาสตร์ที่น่าตกใจเมษายน 2500 มีภาพพื้นผิวทึบบนดาวพฤหัสบดี
http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]
และฉันอดคิดไม่ได้ว่าสิ่งเหล่านี้เป็นหนึ่งในนิยายวิทยาศาสตร์ที่ดีเรื่องสุดท้ายที่แสดงพื้นผิวทึบบนดาวเคราะห์ยักษ์ แน่นอนว่าหนังสือดาราศาสตร์ที่ได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อย ๆ เริ่มอธิบายถึงดาวเคราะห์ยักษ์โดยไม่มีพื้นผิวที่เป็นของแข็งเมื่อ cnetury ที่ 20 ดำเนินไปทำให้แฟนนิยายวิทยาศาสตร์ยอมรับพื้นผิวที่มั่นคงในเรื่องราวได้ยากขึ้นและยากขึ้น