Ist ein vollständig aus Wasser bestehender Mond möglich?

Ich habe im Wesentlichen zwei Erdklone, die durch *16550 Meilen (26350 Kilometer) getrennt sind. Sie sind natürlich gezeitenabhängig und umkreisen sich alle 24 Stunden einmal. Diese Planeten umkreisen eine Sonne, die mit unserer identisch ist, zur gleichen Zeit wie die Erde, außer dass ihre Umlaufbahn um die Sonne perfekt kreisförmig ist. Jetzt möchte ich das System noch ein wenig erweitern. Ein Mond mit der halben Masse von uns.

Aber es gibt einen Haken. Dieser Mond besteht zu etwa 90 % aus Eis. Weil ich nichts gegen einige Materialien darin habe, die kein Wasser sind, aber sie müssen über den Mond verteilt werden und nicht als Kern des Mondes gesammelt werden.

Der Mond befindet sich in der im Diagramm unten gezeigten Position und hat eine Umlaufzeit von 72 Stunden. Angenommen, die Ellipsen sind tatsächlich Kreise.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

*16550 Meilen = a

"Hinweis: Ich nehme diese Grafik zur Kenntnis ." -HDE226868

Fragst du, ob die Komposition möglich ist oder der Ort?
@ Jim2B Beides. Denn während es um Pluto herum möglich sein kann oder nicht, wird ein erdähnlicher Planet näher an der Sonne wärmer sein und die Gezeitenkräfte können den Mond in Stücke reißen.
@ HDE226868 Ich wusste, dass ich etwas vergessen hatte. Ich habe die Frage bearbeitet.
@LorenPechtel Nun, das ist deutlich kleiner und es geht auch darum, andere Objekte viel näher zu umkreisen. Obwohl sie definitiv verwandt sind, glaube ich nicht, dass es sich um ein Duplikat handelt.
@XandarTheZenon Die Antworten, die zeigen, warum ein Reinwasserplanet unmöglich ist, gelten auch für Monde. Die Tatsache, dass Monde im Allgemeinen ihre eigenen Probleme beim Zurückhalten des Wassers hinzufügen, ändert nichts an der grundlegenden Antwort.
Muss der Mond alt sein (mindestens ein paar Milliarden Jahre) oder könnte er vor relativ kurzer Zeit von Planeteningenieuren erschaffen worden sein (oder möglicherweise kürzlich eingefangen worden sein, nachdem er zuvor auf einer sehr exzentrischen Umlaufbahn war, die dazu führte, dass er den größten Teil seiner Vergangenheit verbrachte? Geschichte in viel größerer Entfernung von der Sonne als Eiskörper), sagen wir innerhalb der letzten paar Millionen Jahre? Selbst wenn es verdunstet, wie jknappen sagte, könnte dies mindestens ein paar Millionen Jahre dauern.
@Hypnosifl Die Formation ist für die Frage nicht einmal relevant, aber ja, sie könnte kürzlich von einer technologisch fortgeschrittenen Rasse geschaffen worden sein.
Solche Planetenbildungen treten im Allgemeinen in den äußeren Bändern auf, dann „wandert“ der Körper zu den inneren Planeten. Wir haben jetzt ein paar Wasserplaneten entdeckt, kein Grund, warum sich dieser Mond nicht auf natürliche Weise bilden kann. Benötigen Sie eine dauerhaft stabile Einrichtung? Oder kann dies eine vorübergehende (immer noch mehrere Millionen Jahre alte) Einrichtung sein, die schließlich zusammenbrechen wird?
Beachten Sie, dass die gezeigte Orbitalanordnung wahrscheinlich instabil ist, zirkumbinäre Anordnungen haben einen "kritischen Radius", unterhalb dessen ein dritter, leichterer Körper, der den Massenmittelpunkt der größeren Körper umkreist, wahrscheinlich weggeschleudert oder hineingezogen wird. was wäre wenn. xkcd.com/150 erwähnt dies in Bezug auf einen Planeten mit zwei Sternen. Mit einem Mond um einen Doppelplaneten ist es wahrscheinlich noch schlimmer, da die Sonne eine weitere Kraft hinzufügt, um die gesamte Anordnung noch weniger stabil zu machen

Antworten (3)

Europa hat eine Wasser-/Ozeanschicht, die auf etwa 100 km Tiefe geschätzt wird. und es hat eine mindestens 10 km dicke Eiskruste.

Während Wasserstoff und Sauerstoff das 1. und 3. häufigste Element im Universum sind, was einen Wassermond theoretisch möglich macht (weil es viele Elemente gibt, um viel Wasser zu machen). Ich vermute, dass es eines seltsamen Ereignisses bedürfen würde, um einen Wassermond ohne zumindest einen kleinen Eisenkern zu haben.

Der Kern wäre die Hauptquelle der „Schwerkraft“, um das Wasser „anzuziehen“, wie eine Schneeflocke, die sich um ein Staubpartikel bildet. Es könnte in der Lage sein, immer mehr „Wasser“ zu sammeln, obwohl es wahrscheinlich auf dem Weg andere Materialien sammeln würde, die zum Zentrum hin gravitieren und den Kern bilden/vergrößern würden. Jeder Asteroideneinschlag hätte Material, das irgendwo hin muss. Allein durch den Vorgang des Formens sollte es also eine Art Nicht-Wasser-Kern haben. Außerhalb der Herstellung natürlich.

Das Sonnensystem müsste einen ungewöhnlich hohen Prozentsatz an Wasser im Vergleich zu anderen Mineralien haben, damit es hauptsächlich aus Wasser besteht, und in diesem Fall würden beide Planeten wahrscheinlich auch aus sehr großen Mengen Wasser bestehen, die wahrscheinlich keine haben Land, das aus den Ozeanen herausragt.

Der Mond hätte wahrscheinlich auch eine ziemlich dicke Eiskruste, die die Geschwindigkeit, mit der er durch den Sonnenwind in den Weltraum verdunstet, erheblich verringert.

Ihr Mond wird nicht stabil sein und (aufgrund atmosphärischer Flucht ) in den Weltraum verdunsten.

Die Orbitalmechanik sollte in Ordnung sein (zumindest für einige Zeit; das Drei-Körper-Problem ist berüchtigt für seine chaotische Natur und die Nichtexistenz analytischer Lösungen).

Der Link "Atmosphärische Flucht" erwähnt die einfachste Form der Flucht, die "Jeans-Flucht", bei der die Temperatur des Körpers bedeutet, dass einige Moleküle bei Kollisionen zufällig Fluchtgeschwindigkeit erreichen. Aber als ich nach Informationen dazu googelte, stieß ich auf diesen Artikel , der in Abb. 3 auf S. 4 erwähnt die Faustregel, dass die Flucht von Jeans nur dann "als wichtig erachtet wird", wenn die "thermische Geschwindigkeit ... an der Exobasis" etwa 1/6 der Fluchtgeschwindigkeit überschreitet, und zeigt die Linien der Temperatur gegenüber 1/6 der Fluchtgeschwindigkeit einige Gase.
(Fortsetzung) Und es gibt ein Diagramm auf dieser Seite, das die thermische Geschwindigkeit an der Exobasis für verschiedene Gase zeigt, aufgetragen als Funktion der Oberflächentemperatur. und 1/6 Fluchtgeschwindigkeit. Für einen Körper mit der Dichte von Wasser und der Masse von etwa der Hälfte des Mondes würde 1/6 der Fluchtgeschwindigkeit an der Oberfläche etwa 0,26 km / s betragen, was weit unter der Wasserlinie bei Erd- oder Mondtemperaturen zu liegen scheint (was bedeutet, dass die thermische Geschwindigkeit an der Exobase deutlich höher als 1/6 der Fluchtgeschwindigkeit ist), was bestätigt, was Sie über das schnelle Entweichen der Atmosphäre gesagt haben. Nur wenn die Temperatur um die 50 K oder weniger wäre, wäre es stabil.
Ähm, warum konnte der Mond keine Atmosphäre halten? Die Frage gab nie an, dass sie keine hatte.
@ HDE226868 - Die Frage hat es nicht angegeben, der Punkt ist, dass dem Fragesteller physikalische Fakten wahrscheinlich nicht bekannt waren (wie die Tatsache, dass eine Atmosphäre in einigen Millionen Jahren an den Weltraum verloren gehen wird, wenn die Durchschnittsgeschwindigkeit eines atmosphärischen Moleküls wenn die Temperatur der Atmosphäre zu nahe an der Fluchtgeschwindigkeit des Körpers liegt) implizieren , dass der Mond nicht in der Lage sein wird, sich an der Atmosphäre festzuhalten. Und wenn die Atmosphäre verloren geht, beginnt die äußere Oberfläche des flüssigen Wassers abzukochen, sobald der atmosphärische Druck zu niedrig wird.
@Hypnosifl Ich hätte sowieso nicht gedacht, dass es eine Atmosphäre anziehen kann, ich habe mich nur gefragt, ob der Mond verkochen, zu einem gefrorenen Mond oder ähnlichem werden würde.
@XanderTheZenon - Selbst wenn es nicht mit einer Atmosphäre begann, als Planeteningenieure es weit von der Sonne entfernt als Eisball schufen, würde es eine Atmosphäre aus Wasserdampf um sich herum erzeugen, sobald es sich in die Umlaufbahn um die Erde bewegte, da das Wasser auf seiner Oberfläche würde anfangen zu verdunsten. Obwohl der Mond als Ganzes nicht im Gleichgewicht sein wird, sollten Sie eine Art vorübergehendes Gleichgewicht zwischen der Flüssigkeitsoberfläche und der Atmosphäre erhalten, bei dem die Rate, mit der die Atmosphäre Wassermoleküle an den Weltraum verliert, der Rate entspricht, mit der sie durch die ständig verdunstende Flüssigkeitsoberfläche wieder aufgefüllt wird .
Wenn dies wahr wäre, wie kann Europa einen Ozean haben? Vielleicht laufen diese Prozesse so langsam ab, dass ein solcher Mond einige 100.000 Jahre lang halbstabil sein könnte? Das würde wohl für die Story reichen ?
@Falco Europa ist aufgrund seiner Entfernung zur Sonne viel kälter. Der sogenannte Ozean ist von einer dicken Eisschicht bedeckt, die seine Verdunstung behindert.

Ein Mond, der zu 100 % aus Wasser besteht, ist theoretisch möglich, aber er könnte in der Realität nur auftreten, wenn er ein künstliches Artefakt und kein natürlicher Mond wäre.

Damit sich ein planetarer Körper bilden kann, muss es eine Art Gravitationskern geben, von dem andere Teilchen angezogen werden können. Ihre Planeteningenieure könnten mit einem riesigen „Eiswürfel“ aus gereinigtem Wasser beginnen (alles, was zählt, ist die Masse des Objekts, mit dem Sie beginnen, nicht die Zusammensetzung), und es wird bald alles in der Nähe anziehen, wobei die Anziehungskraft exponentiell zunimmt die Masse nimmt zu.

Das bedeutet natürlich, dass alles, einschließlich Gestein, Staub, Kohlenstoff usw., ebenfalls in die Mischung gefegt wird, sodass Ihre Ingenieure den Eiswürfelkern in eine Wolke aus 100 % reinen Eiskristallen stecken müssen. Die Masse des herabfallenden Eises wird den Druck und die Temperatur des wachsenden Körpers erhöhen und schließlich den Kerneiswürfel schmelzen. An diesem Punkt beginnt jede in der Eiswolke eingeschlossene Materie in Richtung des Kerns zu fallen, sodass Sie einen kleinen Kern aus anderen Elementen erhalten, es sei denn, die Eiswolke wird auf einem sehr hohen Reinheitsgrad gehalten.

Wenn der Wasserklumpen tiefer wird, wird sich der Kern schließlich wieder verfestigen, wenn das Wasser eine der vielen Eisformen annimmt. Dieses Druckeis hat andere Eigenschaften als das Eis, das wir normalerweise in unseren Getränken sehen oder auf dem Ozean schwimmen (für eine Einführung lesen Sie: https://en.wikipedia.org/wiki/Ice ), aber vieles davon hängt davon ab Unter genauen Bedingungen haben kleine Monde wie Europa oder der Mond möglicherweise nicht genug Druck im Kern, um einen "Eis" -Kern oder -Mantel zu entwickeln. Ein planetarischer Körper mit einer stehenden Wassersäule in 1000 km Tiefe wird mit ziemlicher Sicherheit einen Kern und einen Mantel haben, die aus verschiedenen Eisformen bestehen.

Da wir diesen Körper im tiefen Weltraum gebildet haben, wo eine Eiswolke erzeugt werden und gefroren bleiben könnte, gibt es keinen Grund anzunehmen, dass die Oberfläche (herausgegeben von "wird". Autokorrektur ist scheiße!) nicht schnell mit einer Wasserschicht überkrustet wird Eis (Eis 1), nachdem sich die anfängliche Bildungswärme aufgelöst hat. Dies hängt auch von der Größe des Mondes, externen Wärmequellen usw. ab. Da es keine internen Wärmequellen gibt, wird der Mond schließlich fest gefrieren, und Sie werden etwas sehen, das wie eine weiße Spielkugel aussieht, die ruhig im Weltraum schwebt.

Wollten Sie sagen "es gibt Grund zu der Annahme, dass die Oberfläche mit einer Schicht Wassereis verkrustet wird", oder sagen Sie, dass die Oberfläche selbst "nachdem die anfängliche Bildungswärme abgebaut ist" unverkrustet bleiben würde, und vorausgesetzt, sie bleibt bei der gleiche Entfernung von der Sonne? Wenn die Planeteningenieure es näher an die Sonne in die bewohnbare Zone bringen (wo ich annehme, dass sich die beiden fraglichen Erdklone befinden sollen), würden Sie jknappen zustimmen, dass eine Masse von 1/2 des Erdmondes wäre zu klein, und der Körper würde ziemlich schnell verdunsten (sagen wir höchstens ein paar Millionen Jahre)?
Ich glaube, Sie haben mich missverstanden, als ich nach der Möglichkeit fragte, dass ich mich nicht auf die Formation bezog, fragte ich mich, ob sie aufgrund ihrer Lage irgendwann wegkochen würde. Außerdem verstehe ich, wie lächerlich es wäre, 100 % Eis zu haben, selbst wenn es gebaut wäre. Also 90%. Denn destilliertes Wasser ist schwer zu bekommen.
Ja, ich meinte, es wird verkrusten, aber die Autokorrektur hat andere Ideen. Wird es verkochen, da wir uns nach Ihrer Beschreibung im "Schneegürtel" befinden, dann muss die Antwort "Ja" lauten. Wenn es außerhalb des Schneegürtels konstruiert und in seine aktuelle Umlaufbahn gebracht wurde, wird es auch verdampfen, wenn keine Schritte unternommen werden, dh ein Sonnenschutz.
Autokorrektur kennt sich mit Physik aus :-) Natürlich wird es verkochen, weil die sonnenbeschienenen Teile der Mondoberfläche heiß genug sind, damit das Eis verdunsten kann. Für alle Beobachter auf den Zwillingsplaneten wird es übrigens ein großes kosmisches Spektakel: Der Dampfschweif wird als gigantischer Kommentar den Nachthimmel erhellen.
Ist ein vollständig aus Wasser bestehender Mond möglich?
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