ดวงจันทร์น้ำแข็งและยักษ์? ที่ใกล้ดวงอาทิตย์?
ในฐานะผู้สร้างโลกฉันชอบสร้างระบบสุริยะและบางครั้งเมื่อฉันเห็นความคิดที่น่าสนใจฉันก็อดสงสัยไม่ได้ว่ามันจะใช้งานได้จริงหรือ? สำหรับตัวอย่างที่น่าสนใจนี่คือคลิปจากภาพยนตร์เรื่อง Pandorumhttps://www.youtube.com/watch?v=0xZm-hqIkQA
ตอนนี้ถ้าคุณสังเกตว่าในตอนต้นยานสำรวจจะผ่านดวงจันทร์น้ำแข็งคล้ายกับยูโรปาเอนเซลาดัสหรือไทรทันพร้อมกับกีย์เซอร์เหล่านั้น อย่างไรก็ตามดวงจันทร์ที่เป็นน้ำแข็งนี้กำลังโคจรรอบดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้เหมือนโลกซึ่งในตอนท้ายของภาพยนตร์แสดงให้เห็นว่ามีชายหาดเขตร้อนด้วย แปลก แต่อาจเป็นเพียงช่องว่างอื่นที่จะเพิ่มกองสำหรับภาพยนตร์เรื่องนั้น ๆ
แต่แล้วมันก็เกิดขึ้นอีกครั้ง
ตอนนี้ถ้าคุณยังไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับการพักแรมด้วยโชคชะตาที่โหดร้ายไปลองดูสิมันน่าทึ่งมากกับตัวละครที่น่าตื่นตาตื่นใจในการสร้างโลกที่มีรายละเอียดและเรื่องราวที่ทำให้คุณต้องการมากขึ้น ตอนแรกขึ้นบน YouTube (https://www.youtube.com/watch?v=xlauJ06yqwc). แต่ความเกี่ยวข้องกับคำถามนี้เกี่ยวกับเค้าโครงของระบบสุริยะที่สำคัญกว่าระบบหนึ่งในจักรวาลนี้ซึ่งแสดงไว้ที่นี่
ดังนั้นคุณจึงอดไม่ได้ที่จะสังเกตเห็นดาวเคราะห์ชั้นในขนาดใหญ่ที่เรียกว่าฮาดิมุสซึ่งวิกิอธิบายว่าเป็นยักษ์น้ำแข็งที่ร้อนแรง ตอนนี้ยักษ์น้ำแข็งเช่นดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีลักษณะที่มีขนาดเล็กกว่าลูกพี่ลูกน้องของก๊าซเช่นดาวเสาร์และดาวพฤหัสบดีและมีการแต่งหน้าที่แตกต่างกัน ในขณะที่ก๊าซยักษ์มีไฮโดรเจนเป็นหลักตลอดทางดาวเนปจูนดาวมฤตยูมีไฮโดรเจนอยู่บ้าง แต่ยังมีเสื้อคลุมที่ทำจากน้ำเฉอะแฉะและแอมโมเนีย แต่จะรอดจากความร้อนหรือไม่?
ตอนนี้ก่อนที่ฉันจะมองข้ามความคิดเหล่านี้ว่าเป็นเรื่องเพ้อฝันเราควรยอมรับว่าจักรวาลสามารถและผลิตสิ่งที่แปลกประหลาดได้เช่นดาวเคราะห์ Gliese 436 ba ที่ปกคลุมไปด้วยน้ำแข็งที่ลุกเป็นไฟ (https://www.youtube.com/watch?v=b6g-bYB2Xmg). ดังนั้นบางครั้งเอกภพอาจดูเหมือนความจำเพาะที่ออกแบบมาเพื่ออนาคตกับหัวของเรา
จากทั้งหมดที่กล่าวมาสิ่งหนึ่งที่ฉันอยากรู้คือ: ดวงจันทร์และยักษ์ที่เย็นจัดจะเป็นไปได้ภายในระบบสุริยะชั้นในหรือไม่?
คำตอบ
ระบบสุริยะของเราเองมีดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่มีน้ำแข็งปกคลุมอยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก (ดูเหมือนว่าเซเรสและเวสตาน่าจะเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่าอย่างน้อยหนึ่งดวง) และดาวอังคารแม้จะมีบรรยากาศที่สำคัญ แต่ก็เย็นพอที่น้ำแข็งจะเป็นหลัก สถานะของน้ำที่นั่น
ตอนนี้ให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รุนแรงและค่อนข้างเป็นไปได้สำหรับดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้หรือนอกวงโคจรของดาวอังคารที่จะมีดวงจันทร์ที่ส่วนใหญ่เป็นน้ำแข็งที่มีเปลือกหุ้มป้องกันเศษหินหรือโคลนที่แข็งตัวและยังคงรวบรวมและกักเก็บความร้อนจากแสงอาทิตย์ไว้เพียงพอที่จะเป็น อบอุ่นที่พื้นผิว - ด้วยเหตุนี้จึงอาจมีภูมิอากาศกึ่งเขตร้อนหรือเขตร้อนโดยมีหนึ่งในสี่ของโลกที่ไข้แดดได้รับ
สำหรับ "ดาวเนปจูนร้อน" คุณต้องมีดาวมฤตยูเท่านั้น แกนกลางของดาวยูเรนัสร้อนอยู่แล้ว แต่ดูเหมือนว่ามันจะมีโครงสร้างภายในเหมือนกับดาวเนปจูนนั่นคือบรรยากาศที่เต็มไปด้วยไฮโดรเจน แต่มีน้ำแอมโมเนียและสารอินทรีย์ที่เย็นค่อนข้างสูง "โคลน" ของน้ำ / น้ำแข็งที่มีแรงดันแอมโมเนีย และแกนหินขนาดเล็ก ยกเว้นว่าดาวยูเรนัสยังคงแผ่ความร้อนภายในออกไปจากผลกระทบที่ทำให้มันอยู่ด้านข้างอย่างแท้จริง หากระดับความร้อนภายในนั้นใช้เวลาหลายล้านหรือหลายพันล้านปีในการแผ่ออกไปดาวเคราะห์เย็นที่อพยพเข้าด้านในจะต้องใช้กรอบเวลาที่ใกล้เคียงกันในการร้อนขึ้นมากพอที่จะรบกวนโครงสร้างของเสื้อคลุมและแกนกลาง ชั้นบรรยากาศจะขยายตัวตามความร้อนซึ่งจะทำให้เป็นฉนวนที่ดียิ่งขึ้นทำให้สามารถจับและแผ่รังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามาใหม่ได้โดยที่ (ส่วนใหญ่) ไม่ได้ถูกนำเข้าไปในดาวเคราะห์ ตอนนี้ดวงจันทร์น้ำแข็งรอบ ๆ "ดาวเนปจูนร้อน" มีไม่มากนัก - ดวงจันทร์ไม่สามารถดึงกลอุบายนี้ได้ แต่ดวงจันทร์ในมหาสมุทรที่มีชั้นบรรยากาศไม่ได้อยู่ในคำถามเลยขึ้นอยู่กับว่าดาวเคราะห์นั้นร้อนแค่ไหน หากร้อนเกินไปที่จะกักเก็บน้ำไว้บนดวงจันทร์แน่นอนว่าพวกมันจะกลายเป็นหินเป็นส่วนใหญ่และมีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนด้วยน้ำแข็งและเปลือกโลกที่มีน้ำแข็งลึก (และน้ำ)
โลกสโนว์บอลเป็นดาวเคราะห์น้ำแข็งภายในระบบสุริยะ มันไม่ได้อยู่อย่างนั้น และเมื่อตัดสินจากตำแหน่งที่คล้ายดาวอังคารมากที่สุดของโลกดาวอังคารก็อาจเคยเป็นดาวเคราะห์น้ำแข็งเช่นกัน
ปัญหาคือทั้งโลกและดาวอังคารไม่เคยเป็นดวงจันทร์แบบยูโรปาและถ้าโลกมีขนาดใหญ่พอที่จะพิจารณาว่าเป็นดาวเนปจูนขนาดเล็ก (ไม่ใช่) มันก็ร้อนเกินกว่าที่จะยึดมวลส่วนเกินนั้นไว้ได้
ตัวอย่างที่สำคัญคือโลกและน้ำแข็งของโลกคงอยู่ในขณะที่ดวงจันทร์ของโลกไม่ได้เกิดจากชั้นบรรยากาศของโลก หากไม่มีชั้นบรรยากาศน้ำทั้งหมดจะหนีไปในอวกาศเมื่อใดก็ตามที่ไม่เป็นน้ำแข็งและในที่สุดก็จะสูญหายไป (ดูเพิ่มเติมที่: ดาวอังคาร) ในขณะที่ไททันแสดงให้เห็นว่าดวงจันทร์น้ำแข็งสามารถมีชั้นบรรยากาศหนาทึบได้ แต่ความเข้าใจของฉันก็คือสิ่งนี้ใช้ได้ผลเพียงเพราะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากแค่ไหนและรายละเอียดวงโคจรรอบดาวเสาร์ที่แม่นยำ ดูเหมือนว่าไม่น่าเป็นไปได้อย่างมากที่จะสามารถปกคลุมดวงจันทร์ของโลกในน้ำแข็งและชั้นของไนโตรเจนได้โดยที่ทั้งสองไม่ได้ถูกเผาไหม้อย่างรวดเร็ว (น้ำแข็งบางส่วนจะอยู่ในหลุมอุกกาบาตลึกเหมือนในปัจจุบัน แต่ส่วนใหญ่จะไม่)
ดังนั้นการจะมีดวงจันทร์น้ำแข็งในระบบสุริยะภายในมันอาจจะต้องมีขนาดใหญ่กว่าดวงจันทร์น้ำแข็งที่เราคุ้นเคย หากความส่องสว่างของดาวต่ำกว่าเล็กน้อยนั่นก็ไม่เจ็บ และถึงอย่างนั้นก็เป็นไปได้ว่าดวงจันทร์จะผ่านน้ำแข็งและขั้นตอนของมหาสมุทรเนื่องจากธรณีวิทยา / สถานการณ์การโคจร / กิจกรรมแสงอาทิตย์ / ฯลฯ
สำหรับยักษ์น้ำแข็งเราพบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลใกล้เคียงกันและมีองค์ประกอบใกล้เคียงกันในบริเวณที่อาศัยอยู่ของดาว คำว่า "ยักษ์น้ำแข็ง" ค่อนข้างสับสนเนื่องจากยังไม่ทราบแน่ชัดว่าไอซ์ในดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีสถานะเป็นของแข็งเพียงใด "น้ำแข็ง" เป็นคำแปลก ๆ เมื่อคุณหลีกหนีจาก "ผลึก H2O ที่เป็นของแข็ง" และดังที่ได้กล่าวไปแล้วหากดาวยูเรนัสยังคงกักเก็บความร้อนไว้จากผลกระทบที่ทำให้ระบบกระแทกด้านข้างแสดงว่ามีฉนวนกันความร้อนจำนวนหนึ่งจากชั้นนอกของมัน จริงๆแล้วคำว่า "ยักษ์น้ำแข็ง" นั้นค่อนข้างใหม่และคลุมเครือจนดูเหมือนว่าการเรียก Hadimus ว่า "ยักษ์น้ำแข็งร้อน" นั้นไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับว่าแอมโมเนียเหลวสามารถมีอยู่ในเสื้อคลุมของมันได้หรือไม่ แต่ดาวมฤตยูชี้ให้เห็นว่าไม่ใช่เรื่องที่เป็นไปไม่ได้
ดังนั้นเพื่อสรุป: ดวงจันทร์จะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะยึดเกาะกับชั้นบรรยากาศได้และยักษ์ก็น่าจะสบายดี แต่มีลักษณะที่สะดวกอย่างน่าสงสัยเช่นประวัติการเอียงและผลกระทบ (หรือขาดไป) จะช่วยได้ ดวงจันทร์อาจเป็นดาวอังคารขนาดเล็กที่ถูกจับได้ซึ่งได้รับประโยชน์จากสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์เพื่อช่วยรักษาชั้นบรรยากาศดังนั้นจึงเป็นน้ำแข็ง
แน่นอนว่ามันสามารถเกิดขึ้นได้ ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ถ้าเราดูระบบสุริยะของเราดาวพุธมีด้านน้ำแข็งและอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด และไม่น่าเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้กับดาวแม่มากจะมีการหมุนแบบใดแบบหนึ่งหรือไม่ถูกล็อคอย่างเป็นระเบียบ ความหมายดาวเคราะห์ชั้นใน "ส่วนใหญ่" จะเป็นน้ำแข็งครึ่งซีก
สิ่งต่างๆจะแตกต่างออกไปเมื่อดาวเคราะห์ดึงดาวศุกร์และหมุนไปเรื่อย ๆ ในกรณีนี้ใช่นั่นเป็นเรื่องใหญ่ ลมสุริยะจะลบล้างบรรยากาศทุกรูปแบบซึ่งจะช่วยลดความดันซึ่งจะทำให้จุดหลอมเหลวของน้ำแข็งลดลงซึ่งหมายความว่าน้ำแข็งและน้ำทั้งหมดของคุณจะหายไปค่อนข้างเร็ว
จะไม่มียูโรปาชั้นในดวงจันทร์ที่ปกคลุมด้วยน้ำแข็งเพราะมันร้อนเกินไปสำหรับน้ำแข็ง
และถ้าโลกของคุณมีชั้นบรรยากาศหนามากเช่นดาวศุกร์คุณจะไม่ได้รับน้ำแข็งเลยเพราะมันจะร้อนเกินไป
แม้ว่าจะมีข้อยกเว้นแปลก ๆ บางอย่างที่แรงโน้มถ่วงความดันการหมุนและอื่น ๆ จะเกิดขึ้นเพื่อให้ตรงกับวิธีที่สมบูรณ์แบบในการสร้างดาวเคราะห์ "น้ำแข็ง" แม้ว่ามันจะยังคงร้อนแรงราวกับนรกก็ตาม นอกจากนี้ดาวเคราะห์ดวงนี้ต้องมีขนาดใหญ่เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่จำเป็น