Kann eine Atmosphäre einen Planetenring umschließen?

Wäre es möglich, dass die Atmosphäre eines Planeten über seinen Planetenring hinausreicht, sodass sich dort auf einigen Asteroiden eine erdähnliche Biologie entwickeln könnte?

Bei dieser Frage geht es hauptsächlich darum, ob es dort eine lebenserhaltende Atmosphäre geben könnte, nicht ob die Entwicklung von Leben dort möglich wäre (obwohl mich dies in größerem Maßstab offensichtlich interessiert).

Dir ist klar, dass es in einem Planetenring keine Asteroiden gibt? Die meisten Objekte, aus denen Ringe bestehen, sind ziemlich klein.
das wusste ich nicht nein. Ist das unmöglich, dass es irgendwelche großen Felsen geben würde?
Nun, es gibt Hirtenmonde (scrollen Sie nach unten) in einigen Planetenringen, aber die sind ziemlich klein.
Das würde übrigens bedeuten, dass jeder Körper keine permanente Atmosphäre hätte, die an ihn gravitativ gebunden wäre – er würde wirklich durch die Atmosphäre treiben.

Antworten (8)

Das Problem bei dieser Idee ist, dass der Luftwiderstand die Umlaufbahn der Asteroiden schnell verlangsamen und sie an die Oberfläche bringen würde. Es könnte funktionieren, wenn die Asteroiden in einer geosynchronen Umlaufbahn wären, aber dann würde die Atmosphäre einfach entweichen.

Es gibt jedoch zwei Möglichkeiten, einen ähnlichen Effekt wie das zu erzielen, was Sie suchen, die beide bereits in der Fiktion besprochen wurden:

Rocheworlds

Zwei gezeitengebundene Planeten direkt außerhalb der Roche-Grenze können sich gegenseitig umkreisen und eine gemeinsame Atmosphäre teilen. Sie könnten von einem zum anderen fliegen, ohne jemals die Atmosphäre zu verlassen, und an den Lagrange-Punkten platzierte Objekte könnten dort bleiben.

Dieses Konzept wurde in den Büchern Flight of the Dragonfly/Rocheworld von Robert Forward und Land and Overland von Bob Shaw untersucht.

Rochewelt( http://diasparys.deviantart.com/art/Prometheus-Over-Roche-World-369286493 )

Rauchringe

Der Rauchring ist die Atmosphäre eines Gasriesen, der in eine Wolke um einen Neutronenstern gezogen wird. Es gibt eine Reihe von Problemen mit der Stabilität und Wahrscheinlichkeit des Systems, aber das Konzept hält sich größtenteils als wissenschaftlich tragfähig. Diese Idee wird in einigen Büchern von Larry Niven untersucht, beginnend mit The Integral Trees .

Der Rauchring

Ein Diagramm des Systems

Korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege, aber ein Asteroid im Lagrange-Punkt zwischen zwei Rocheworlds scheint extrem instabil zu sein.
Ja du hast Recht. Der L1-Punkt ist von Natur aus instabil, und die anderen Lagrange-Punkte befinden sich immer noch außerhalb der Atmosphäre. Alles, was dort platziert wird, kann eine Weile dauern, würde aber auf lange Sicht eine Art aktiven Prozess benötigen, um die Drift zu kompensieren.
Nur um anzumerken, dass an einem Punkt in Bob Shaws Land der Wert für Pi genau 3 betragen soll. Dies deutete für mich darauf hin, dass die Geschichte in einem anderen Universum mit anderen physikalischen Gesetzen stattfand.
@rojomoke Ich muss zugeben, es ist lange her, dass ich das gelesen habe, also kann ich das so oder so nicht kommentieren. Rocheworld ist jedoch definitiv in der harten Wissenschaft verwurzelt.
Haben Sie ein Zitat zur Machbarkeit von Rocheworlds? Ich habe nicht alle Berechnungen durchgeführt, aber die Intuition sagt mir, dass dies für eine vernünftige Zusammensetzung eines Planeten nicht machbar ist. Insbesondere die Atmosphäre ist sehr flüssig (angeblich wie Luft). Es sind kaum physikalische Werte vorstellbar, bei denen die Atmosphäre eines der Planeten nicht innerhalb der Roche-Grenze liegt und somit die Atmosphäre abgesaugt wird. Wenn wir von vollkommen starren Planeten ausgehen, dann wird einer von ihnen im Wesentlichen zu einem sehr hohen Berg, der durch die Atmosphäre ragt.
Anders ausgedrückt: Wenn sich die Planeten berühren, wird zumindest ein Teil der Atmosphäre eines der Planeten den L1-Lagrange-Punkt überqueren. Der Teil der Atmosphäre hinter dem L1-Punkt wird in den anderen Planeten gezogen, und unter der Annahme, dass der atmosphärische Druck ungefähr konstant ist, wird schließlich die gesamte Atmosphäre abgesaugt.
Ähm, nein - weil sie ein gemeinsames Gravitationsfeld haben. Wir hatten heute Nachmittag im Chat eine große Unterhaltung darüber: chat.stackexchange.com/transcript/message/18052695#18052695
@PhilFrost: Wenn nur einer der Planeten eine Atmosphäre hätte, die über den L1-Punkt reicht, dann hätten Sie größtenteils Recht: Die Atmosphäre dieses Planeten würde zum anderen Planeten fließen; jedoch würde nicht die gesamte Atmosphäre "ausgesaugt" werden; der Prozess würde aufhören, sobald entweder genug Luft übertragen wurde, dass die verbleibende Atmosphäre nicht mehr über den L1-Punkt reicht, oder die andere Atmosphäre anwächst, um auch über den L1-Punkt hinauszugehen; bei letzterem würde sich ein Gleichgewicht einstellen (weil Luft nun in beide Richtungen strömen kann). Um diesen Gleichgewichtszustand geht es in der Rocheworld.
@rojomoke: Welche physikalischen Konstanten/Gesetze könnten so geändert werden, dass Pi gleich 3 ist? Ich kann mir nicht vorstellen, wie das möglich sein könnte?
Was ist, wenn sich der Planet schnell genug dreht, dass der Ring niedriger sein kann? und die Materialien des Rings drehen sich mit nahezu geostationärer Geschwindigkeit, damit sie nicht zu Staub zerfallen; Kann dann ein Ring in der Atmosphäre aufrechterhalten werden?
Nein, es wird einfach nicht passieren. Wenn sich die Atmosphäre bis zur geostationären Umlaufbahn ausdehnt, kann die Atmosphäre sehr leicht entweichen und Sie würden alles verlieren, bis sie sich nicht mehr so ​​weit ausdehnt. Der Grund, warum Rocheworlds funktionieren, liegt darin, dass die Atmosphäre immer noch von ihrem kombinierten Gravitationsfeld festgehalten wird, selbst wenn es von einem zum anderen übergeht.
@rojomoke Ich würde gerne einen Kreis sehen, der so konstruiert ist, dass das Verhältnis seines Umfangs zu seinem Durchmesser drei beträgt.
Wenn pi = 3, wären Kreise Sechsecke.
π =1, wenn Sie base verwenden π Notation.
Ich denke, der Schlüssel ist, dass, obwohl wir viele verschiedene Konfigurationen konzipieren können, die einen Materialring umfassen, der von einer atembaren Atmosphäre umgeben ist, dies (die meisten) nicht stabilen Konfigurationen sind und eine Materialquelle erfordern, um die Atmosphäre ständig zu erneuern. In Integral Trees war das der Planet Gold.
@ Jim2B nein, das wäre π = 10 .
Puh, du hast natürlich Recht :)

Ja, obwohl es einen ziemlich extremen Fall erfordern würde und es nicht langfristig stabil sein wird:

Wie andere gesagt haben, müssen sich die Asteroiden in einer synchronen Umlaufbahn befinden, sonst würde der Luftwiderstand sie zu Fall bringen. Andere haben dies aufgrund von atmosphärischem Bluten oder atmosphärischem Druck abgelehnt, aber ich glaube nicht, dass diese Einwände unüberwindbar sind.

1) Druck. Unsere Welt dreht sich sehr schnell, der Äquator ist schon ziemlich nah an einer synchronen Umlaufbahn. Beachten Sie, dass diese Welt alles andere als rund ist und eine sehr geringe Oberflächengravitation hat. Da die Schwerkraft viel geringer ist, ist der Druckgradient ebenfalls viel flacher – Sie können viel mehr Atmosphäre haben, ohne die Oberfläche zu zerdrücken.

2) Bluten. Dies ist ein viel größeres Problem, das es zu überwinden gilt, aber es ist nicht unüberwindbar. Wir brauchen einen viel massereicheren Planeten als die Erde, einen, bei dem der Unterschied zwischen einer synchronen Umlaufbahn und einer Fluchtbahn genauso hoch ist wie die 11 km/s zwischen unserer Atmosphäre und einer Fluchtbahn.

Ich kann mir nicht vorstellen, wie eine solche Welt ohne die Arbeit einiger extrem mächtiger Ingenieure entstehen könnte, aber daran ist nichts unmöglich.

Beachten Sie, dass die Stürme auf der Welt selbst unglaublich heftig sein werden. Wir haben einen großen Unterschied in der atmosphärischen Geschwindigkeit zwischen dem Äquator (bei nahezu synchroner Umlaufbahn) und den Polen (stationär).

Kurze Antwort: Nein.

Wenn sich Asteroiden in einer lebenserhaltenden Atmosphäre befänden, würden sie einen enormen Luftwiderstand erfahren. Es sei denn, sie wären hoch genug, um sich in einer geostationären Umlaufbahn zu befinden, aber dann würde die Atmosphäre sehr schnell entweichen.

Es scheint verlockend zu glauben, dass eine sehr dichte Atmosphäre für Auftrieb sorgen könnte, aber dies wirft zwei Probleme auf:

  • Eine solche Atmosphäre wird wahrscheinlich kein komplexes Leben beherbergen (wenn Sie danach suchen).
  • Da der Asteroid oder Zwergplanet so dicht wie das ihn umgebende Gas wäre, hätte er keine effektive Anziehungskraft.
Die andere Antwort wirft eine interessante Idee auf: Könnten die Asteroiden (teilweise) durch Auftrieb in einer dichten Atmosphäre schweben?

Nur als Ergänzung zu dem, was alle anderen gesagt haben: Nein, das ist aus mehreren Gründen nicht möglich.

Lassen Sie uns jedoch etwas rechnen, um zu erklären, warum.

Nehmen wir an, dieser Planet ist wie die Erde, aber mit einem Ringsystem umkreist das Ringmaterial auf der Höhe der Atmosphäre, die wir 70 km über dem Meeresspiegel nennen, was sich mit dem Erdradius zu einer Umlaufhöhe von 6470 km verbindet.

In einer stabilen Umlaufbahn,

v 2 = G M r

Das heißt Geschwindigkeit im Quadrat = Masse des Gravitationskörpers (Erde) multipliziert mit der Gravitationskonstante, dividiert durch die Höhe der Umlaufbahn. (Personen, die daran interessiert sind, dies abzuleiten, sollten die Hyperphysik-Orbitalmechanik googeln.)

Deswegen,

v 2 = ( 6.67 × 10 − 11 ) × ( 5,97 × 10 24 ) ( 6.47 × 10 6 ) = 6.15 × 10 7
So v = 7842 m / s . Das sind etwa 28000 km/h oder 16900 mph

Betrachten wir nun die Tatsache, dass der durchschnittliche Planetenring aus winzigen Eisbrocken besteht. Die durchschnittliche Abstiegsgeschwindigkeit des Space Shuttles beim Wiedereintritt beträgt etwa 17500 Meilen pro Stunde, und Sie sehen, wie heiß der Wiedereintritt wird. Das Eis würde sofort schmelzen. Selbst wenn es Gestein wäre (was es mit ziemlicher Sicherheit nicht sein würde), würde die atmosphärische Reibung Temperaturen erzeugen, die das Gestein sterilisieren würden.

Ich hoffe das hilft.

Ich werde einen völlig anderen Ansatz verfolgen als alle anderen sagen, weil jeder (okay, ohne ivy_lynx) anzunehmen scheint, dass es Asteroiden in Planetenringen gibt. Das ist nicht wahr . Die Objekte, aus denen die Ringe eines Planeten bestehen, können in verschiedenen Größen vorkommen, aber keines ist so groß wie ein Asteroid. Es gibt Schäfermonde in den Ringen einiger Gasriesen des Sonnensystems, aber es sind sehr kleine Monde.

Die Objekte in den Ringen eines Gasriesen sind viel zu klein, um eine Atmosphäre zu halten. Glücklicherweise geht Ihre Frage nicht von dieser Annahme aus. Während diese kleinen Körper keine gravitativ gebundene Atmosphäre haben könnten, könnte der Planet, den sie umkreisen , und so können wir annehmen, dass sie durch diese Atmosphäre reisen.

Sie hätten also einen Haufen kleiner Objekte, die durch eine Gaswolke (und wahrscheinlich Staub von den Ringen) rauschen. Es wäre nicht zu förderlich für das Leben. Die Ringe sind ziemlich stabil, aber es besteht immer die Gefahr von Kollisionen. Es gibt einen großen Unterschied zwischen einem Mond in einer stabilen Umlaufbahn und einem Ringstück, das in einem Ring umkreist.

Ich kann mehr ins Detail gehen, wenn Sie wollen, aber ich habe es etwas eilig, also sage ich jetzt nur, dass die Gegend zu chaotisch wäre und die Leichen zu klein wären, um eine Chance zu haben ein sicherer Hafen fürs Leben. Aber weitere Informationen sind unterwegs!

Das Problem ist, dass, wenn die kleinen Objekte durch eine Gaswolke rasen, das Gas sie verlangsamen wird. Sobald sie verlangsamt werden, werden sie fallen ...

Ich glaube nicht, dass sich eine Atmosphäre so weit ausdehnen kann, denn wenn die Schwerkraft sie an einem Planeten hält und die Schwerkraft stark genug wird, würde sie stattdessen die Gase zu einer Flüssigkeit komprimieren.

Aber! Sie könnten möglicherweise einen supermassiven Gasriesen oder Braunen Zwerg haben und die Asteroiden in seiner Atmosphäre platzieren. Ich erinnere mich, gelesen zu haben, dass dies möglich ist, aber ich habe keinen Link zur Hand. Ihr Himmel wäre natürlich nicht blau und sie könnten, wenn überhaupt, einen ganz anderen Tag-Nacht-Zyklus erleben, aber er liegt innerhalb der extremen theoretischen Grenzen.

Alternativ könnten Sie dort auch einfach Zwergplaneten platzieren.

Ihr Hauptproblem ist, dass die Atmosphäre durch die Schwerkraft dort gehalten wird, wo sie ist. Die Stärke der Schwerkraft beeinflusst die Gase in der Atmosphäre. Zum Beispiel ist die Schwerkraft der Erde stark genug, um Sauerstoff und Stickstoff festzuhalten, aber nicht Helium und Wasserstoff. Damit sich ein Asteroid genügend in der Erdatmosphäre aufhält, um mit seinen Gasen zu reagieren, würde er auch unter der Wirkung der Erdanziehungskraft stehen, was zu, nun ja, schlimmen Dingen führen würde.

Man könnte sagen, dass der Asteroid so dicht ist, dass die Gravitationskraft, die er bereitstellt, ausreicht, um eine eigene Mikroatmosphäre zu haben, also nicht TECHNISCH unsere Atmosphäre teilt, aber in der Lage ist, eine eigene zu halten.

Dadurch könnte es Gase erhalten, die eurer Ringwelt entkommen sind und diese im Laufe der Zeit zu einer eigenen aufbauen.

Alles, was eine Erde umkreist, steht unter der Wirkung der Erdanziehungskraft; Beispielsweise beträgt die Erdanziehungskraft auf der Höhe der ISS immer noch 90 % der Erdanziehungskraft, ohne negative Auswirkungen auf die ISS. Wie Tim B. in seiner Antwort anmerkte, wäre es der Luftwiderstand, der solchen Asteroiden Probleme bereitet.

Bei einem Standard-Planetenring, der sich in der Umlaufbahn befindet, könnte dies aufgrund des Luftwiderstands nicht passieren. Aber es ist nicht unmöglich, eine Struktur zu bilden, die wie ein Ring aus Wesenheiten aussieht, die in der Atmosphäre schweben, nicht im Orbit. Zum Beispiel eine titanische Anzahl von Zeppelinen, die in verschiedenen Höhen in Massen über den Äquator fliegen und ihre Motoren einsetzen, um nicht zerstreut zu werden. Wenn die Gassäcke reflektierend wären, könnte es aus der Ferne beeindruckend aussehen.

Warum die Leute so etwas wollen, ist eine andere Frage.

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