Könnte es einen Planeten geben, der größer als die Erde ist, aber weniger Schwerkraft hat?

Größere Planeten haben nicht immer größere Massen. Denken Sie daran, Masse und Volumen hängen zusammen

Der blau schattierte Bereich ist die zulässige Teilmenge des Parameterraums mit zufriedenstellenden Planeten$R>R_{\oplus}$die eine Oberflächengravitation haben, die geringer ist als die der Erde - die Eigenschaften, die Sie wollen. Nur sehr wenige terrestrische Planeten besetzen dieses Gebiet, und nur wenige bestehen hauptsächlich aus Silikaten wie die Erde. Euer Planet wird wahrscheinlich beträchtliche Wassermengen haben und könnte eine Ozeanwelt sein.

mit schwächerer Schwerkraft und einem Magnetfeld, das stark genug ist, dass Menschen keinen zusätzlichen Schutz vor Sonneneinstrahlung benötigen?

Das ist kniffliger. Nach der Dynamotheorie unterliegt das Magnetfeld der Induktionsgleichung

Das Tückische ist, dass uns das Magnetfeld zwar vor dem Sonnenwind schützt, wir uns aber auch um die UV-Strahlung kümmern müssen. Deshalb ist die Ozonschicht sozusagen unsere Rettung und ihr Abbau durch Fluorchlorkohlenwasserstoffe eine so große Sache. Ich erwähne dies, weil ein Planet mit bestimmten Eigenschaften (dh viel größer und dennoch weniger massiv) eine schwächere Anziehungskraft auf seine Atmosphäre hat (wobei die Stärke von Radius und Masse abhängt).

Leichtere Gase entweichen leichter von einem bestimmten Planeten als schwere Gase. Aus diesem Grund verlor die Erde jegliche ursprüngliche Wasserstoff- und Heliumhülle, die sie möglicherweise hatte. Wenn Sie diesen Planeten zu groß machen, riskieren Sie, Ozon zu verlieren. Sicher, der Planet müsste ziemlich groß sein (bei gleicher Masse), aber es könnte passieren. Ein stärkeres Magnetfeld könnte dies lösen, aber seine Beiträge könnten nicht zu groß sein.

Ein starkes Magnetfeld kommt mit einem schweren Eisenkern, also einer deutlich geringeren Dichte als die Erde wahrscheinlich aus.

Glücklicherweise ist ein Magnetfeld nicht die einzige Möglichkeit, sich vor Strahlung zu schützen. Eine dickere Atmosphäre wird viel blockieren, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass es einfacher zu fliegen ist.

Sie haben auch die Möglichkeit, eine bestimmte Menge an Strahlung in Kauf zu nehmen, insbesondere wenn Sie den Aufenthalt im Freien einschränken. Wenn Sie unter der Erde schlafen, können Sie doppelt so viel Strahlung aushalten, wenn Sie herumfliegen.

Die geringe Schwerkraft und der Sonnenwind könnten es dem Planeten erschweren, an einer Atmosphäre festzuhalten, aber das würde über Millionen von Jahren passieren. Das einheimische Leben hat vielleicht keine Zeit, sich zu entwickeln, aber es wäre kein Problem für Menschen, die es besuchen, oder für Leben, das von anderswo eingeführt wird.

Wenn Sie einen terrestrischen Planeten wollen, empfehle ich Ihnen dringend, sich dieses Video The Trouble with Terrestrials anzusehen , das erklärt, was die Grenze des terrestrischen Planeten ist. Es basiert auf dieser Papierprüftabelle auf Seite 19, was Ihre Entscheidungen bezüglich der Größe und Zusammensetzung des Planeten betrifft .

Uranus hat an der Oberfläche eine Schwerkraft von 8,69 m/s ² im Vergleich zu 9,81 der Erde, und wenn ich mich richtig erinnere, ist er etwas größer als die Erde. (Ich habe gerade Ihre Frage gesehen und nachgeschlagen - Sie haben technisch nicht ausgeschlossen, dass der Planet ein Gasriese ist, obwohl Sie wahrscheinlich nicht daran gedacht haben.)

Ja, es kann möglich sein, und ich kann Ihnen ein solides Beispiel geben, das im wirklichen Leben existiert, und das auch in unserem Sonnensystem.

Meine Damen und Herren, ich möchte Ihnen Uranus vorstellen. (kein Wortspiel beabsichtigt)

Uranus ist etwa viermal breiter als die Erde und hat die 14-fache Masse. Dennoch hat Uranus die gleiche Schwerkraft wie die Venus, magere 8,87 m/s ² . Uranus hat etwa 10 % geringere Schwerkraft als die Erde.

Der Grund dafür ist die Dichte.

Schauen Sie sich zum Beispiel Saturn an. Er hat fast ein Drittel der Masse von Jupiter (95 Erden) und dennoch beträgt seine Schwerkraft etwa 10,44 m/s ² . Dies liegt daran, dass Saturn weniger dicht als Wasser und so voluminös ist, dass seine Oberflächengravitation sehr gering ist. Die Saturnoberfläche oder zumindest die Höhe über dem Saturnzentrum, wo der Druck in etwa der Erdatmosphäre entspricht, ist wirklich weit vom Zentrum entfernt.

Uranus hat in ähnlicher Weise, obwohl er die 14-fache Masse und 4-fache Breite als die Erde hat, nur$\frac{1}{4}$der Erddichte (1,27 g/cm ² gegenüber 5,51 g/cm ² ). Dies bedeutet, dass Uranus ziemlich voluminös ist und seine Oberfläche sehr weit von seinem Inneren entfernt ist. Trotzdem hat Uranus ein (schiefes) Magnetfeld. Uranus' Magnet Feld, das stärker ist als das der Erde.

Die Antwort lautet also: -

Es ist möglich, einen Planeten zu haben, der sowohl größer als die Erde als auch schwächer in Bezug auf die Schwerkraft ist.

Die Antwort ist nur ein bisschen verspätet, aber wenn wir davon ausgehen, dass der von Menschenhand angetriebene Flügelflug Ihr Hauptziel ist und nicht die Größe oder Schwerkraft des Planeten, dann könnte eine dichtere Atmosphäre der richtige Weg sein. Es wurde spekuliert, dass die Atmosphäre auf Titan einen von Menschenhand angetriebenen Flug problemlos aushalten könnte.