Buz uyduları ve devler? Güneşe bu kadar yakın mı?
Bir dünya kurucu olarak güneş sistemleri yapmayı severim ve bazen ilginç bir fikir gördüğümde yardım edemem ama bunun gerçekten bu şekilde çalıştığını merak ediyorum. İlginç bir örnek için Pandorum filminden bir klip.https://www.youtube.com/watch?v=0xZm-hqIkQA
Şimdi, başlangıçta, sonda, görünüşte bu gayzerlerle Europa, Enceladus veya Triton'a benzer buzlu bir aydan geçtiğini fark ederseniz. Bununla birlikte, bu buzlu ay, filmin sonunda tropikal plajların da olduğunu gösterdiği, Dünya benzeri yaşanabilir bir gezegenin yörüngesinde dönüyor. Garip, ama muhtemelen o film için yığına eklenecek başka bir olay örgüsü deliği.
Ama sonra yine oldu.
Şimdi, kaderin acımasız bir dönüşüyle henüz Sojourn'u duymadıysanız, gidip kontrol edin, ayrıntılı dünya inşa eden muhteşem karakterler ve sizi daha fazlasını istemeye bırakan bir hikaye ile inanılmaz. YouTube'da ilk bölüm (https://www.youtube.com/watch?v=xlauJ06yqwc). Ancak bu sorunun önemi, burada gösterilen bu evrendeki en önemli güneş sistemlerinden birinin düzeniyle ilgilidir.
Bu yüzden yardım edemezsiniz, ancak en içteki büyük gezegeni fark edebilirsiniz, ki bu gezegenin wiki'sinde sıcak bir buz devi olarak tanımlanan Hadimus. Şimdi Uranüs ve Neptün gibi buz devleri, Satürn ve Jüpiter gibi gaz devi kuzenlerinden daha küçük olmaları ve farklı bir yapıya sahip olmaları ile karakterize ediliyor. Gaz devleri esasen tamamen hidrojene sahipken, Neptün Uranüsünde bir miktar hidrojen var ama aynı zamanda sıkıştırılmış sulu su ve amonyaktan yapılmış bir manto var. Ama sıcağa dayanabilecek mi?
Şimdi bu fikirleri biraz hayal ürünü olarak görmezden gelmeden önce, evrenin, kelimenin tam anlamıyla alevli buzla kaplı Gliese 436 ba gezegeni gibi daha tuhaf şeyler üretebileceğini ve ürettiğini kabul etmeliyiz. (https://www.youtube.com/watch?v=b6g-bYB2Xmg). Yani evren bazen kafamızla uğraşacak şekilde tasarlanmış özgül görünebilir.
Şimdi tüm söylenenlerle birlikte bilmek istediğim tek şey şudur: Buzlu uydular ve devler bir iç güneş sistemi içinde mümkün olabilir miydi?
Yanıtlar
Güneş Sistemimiz, ana asteroit kuşağında (Ceres ve Vesta, görünüşe göre, muhtemelen diğerlerinden en az biri daha büyük olan) buz çekirdekli küçük gezegenlere sahiptir ve Mars, önemli bir atmosfere sahip olsa bile, buzun birincil olduğu kadar soğuktur. orada su durumu.
Şimdi, güçlü bir sera etkisi yaratın ve Mars'ın yörüngesine yakın ya da hemen dışındaki bir gezegenin, koruyucu moloz ya da donmuş çamur kılıfları olan ve yine de yeterli güneş ısısını toplayıp muhafaza eden aylara sahip olması oldukça mantıklıdır. yüzeyde sıcak - bu nedenle potansiyel olarak Dünya'nın güneş ışığının dörtte biri veya daha azına sahip subtropikal veya hatta tropikal bir iklime sahip.
"Sıcak Neptün" için sadece bir Uranüs'e ihtiyacınız var. Uranüs'ün çekirdeği halihazırda sıcaktır, ancak görünüşe göre Neptün ile neredeyse aynı iç yapıya sahiptir - hidrojen açısından zengin atmosfer, ancak nispeten yüksek oranda su, amonyak ve soğuk organik maddeler, "sulu çamur" su / amonyak basınçlı buz örtüsü ile ve küçük kayalık çekirdek. Uranüs'ün, iç ısıyı, onu kelimenin tam anlamıyla kendi tarafına eğen darbeden uzaklaştırması dışında. İçerideki bu ısı düzeyinin yayılması milyonlarca veya milyarlarca yıl sürdüyse, içe doğru göç eden soğuk bir gezegenin manto ve çekirdek yapısını bozacak kadar ısınması için benzer bir zaman çerçevesi gerekir. Atmosfer ısıyla genişler ve bu da onu daha iyi bir yalıtkan yapar ve gelen güneş radyasyonunun (çoğu) gezegenin daha derinlerine taşınmadan yakalanmasına ve yeniden yayılmasına izin verir. Şimdi, "sıcak Neptün" ün etrafındaki buz uyduları o kadar da değil - uydular bu numarayı kaldıramaz - ama atmosferli okyanus uyduları, gezegenin gerçekte ne kadar sıcak olduğuna bağlı olarak, hiç de söz konusu değildir. Aylarda suyu tutamayacak kadar sıcaksa, elbette çoğunlukla kayalık olacaklar ve derin buz (ve su) mantoları ve kabuklarıyla Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün'ün büyük uydularından çok daha küçük olacaklar.
Kartopu Dünyası bir iç Güneş Sistemi buz gezegeniydi. Sadece öyle kalmadı. Ve Dünya'nın en Mars benzeri konumlarına bakılırsa, Mars bir zamanlar bir buz gezegeni de olabilirdi.
Sorun şu ki, ne Dünya ne de Mars hiçbir zaman Europa benzeri bir ay değildi ve Dünya küçük bir Neptün olarak kabul edilebilecek kadar büyük olsaydı (değildi), bu ekstra kütleyi tutamayacak kadar sıcaktı.
En önemli örnek Dünya'dır ve Dünya'nın buzu sürer, Dünya'nın Ayı ise Dünya'nın atmosferinden kaynaklanmamaktadır. Atmosfer olmasaydı, su donmadığı zamanlarda uzaya kaçar ve sonunda kaybolur (ayrıca bakınız: Mars). Titan, bir buz ayının kalın bir atmosfere sahip olabileceğini gösterirken, benim anladığım kadarıyla, bu sadece Güneş'ten ne kadar uzakta olduğu ve Satürn çevresindeki yörüngesinin kesin detayları nedeniyle işe yarıyor. İkisi çok hızlı bir şekilde yanmadan Dünya'nın Ayını buzla ve bir nitrojen tabakasıyla örtmek pek olası görünmüyor (buzun bir kısmı bugün olduğu gibi derin kraterlerde kalır, ancak çoğu böyle yapmaz).
Yani Güneş Sisteminde bir buz ayına sahip olmak için, muhtemelen aşina olduğumuz buz uydularından daha büyük olması gerekiyor. Yıldızın parlaklığı biraz daha düşükse, bu zarar vermez. Ve o zaman bile, jeolojisi / yörünge durumu / güneş aktivitesi / vb. Nedeniyle ayın buz ve okyanus evrelerinden geçmesi muhtemeldir.
Buz devine gelince, yıldızlarının yaşanabilir bölgelerinde benzer kütleli ve benzer bileşime sahip dış gezegenler bulduk. "Buz devi" terimi biraz kafa karıştırıcı, çünkü Uranüs ve Neptün'deki buzların ne kadarının tam anlamıyla donmuş katı olduğu net değil. "Buz", "katı H2O kristallerinden" uzaklaştığınızda garip bir terimdir. Ve daha önce de belirtildiği gibi, Uranüs, sistemi kendi tarafına vuran darbenin ısısını tutarsa, bu, dış katmanlarından belirli bir miktar ısı yalıtımı gösterir. Gerçekte, "buz devi" terimi yeterince yeni ve belirsizdir ki, Hadimus'u "sıcak buz devi" olarak adlandırmak, mantosunda sıvı amonyak bulunup bulunmayacağına bağlı olmayacaktır. Ancak Uranüs bunun imkansız olmadığını öne sürüyor.
Özetlemek gerekirse: Ay'ın bir atmosfere tutunacak kadar büyük olması gerekirdi ve dev muhtemelen iyi olurdu, ancak eğim ve çarpma geçmişi (veya yokluğu) gibi şüpheli bir şekilde uygun özellikler yardımcı olacaktır. Belki de ay, atmosferini ve dolayısıyla buzunu sürdürmeye yardımcı olmak için gezegeninin manyetik alanından yararlanan yakalanmış bir mini Mars'tır?
Elbette olabilir. Sadece bir çok faktöre bağlıdır. Güneş Sistemimize bakarsak, Merkür'ün bir buz tarafı vardır ve güneşe en yakın olanıdır. Ve ana yıldızına çok yakın olan bir gezegenin herhangi bir dönüşü olması veya gelgitler halinde kilitlenmemesi olası değildir. "Çoğu" iç gezegenin anlamı yarım buz olacaktır.
Gezegen bir Venüs'ü çekip yine de döndüğünde işler farklılaşıyor. Bu durumda, evet, bu büyük bir hayır. Güneş rüzgarları her türlü atmosferi siler, bu da basıncı düşürür, bu da buzun erime noktasını düşürür, yani tüm buzunuz ve suyunuz oldukça çabuk yok olur.
Bir İç Avrupa olmayacak, yani buzla kaplı bir ay, çünkü buz için çok sıcak.
Gezegeninizin Venüs gibi çok kalın bir atmosferi varsa, çok sıcak olacağından buz da alamazsınız.
Yine de, yerçekimi, basınç, rotasyon ve benzerlerinin bir "buz" gezegeni yaratmak için mükemmel bir yolla eşleştiği bazı garip istisnalar olacaktır. Yine de cehennem kadar sıcak olsa da. Ayrıca, ihtiyaç duyulan yerçekimi nedeniyle böyle bir gezegen büyük olmalıdır.