Könnte Uranus aufgrund seiner inneren Zusammensetzung und des Mangels an innerer Hitze eine feste Oberfläche haben?

Uranus ist der siebte Planet von der Sonne. Es wird als Eisriese klassifiziert, der im Gegensatz zu einem Gasriesen wie Jupiter oder Saturn hauptsächlich aus Elementen besteht, die schwerer als Wasserstoff oder Helium sind.

Es wird angenommen, dass Uranus einen Mantel aus "Eisen" als überkritische Flüssigkeiten (Wasser, Ammoniak und Methan) unter einer Atmosphäre aus molekularem Wasserstoff, Helium und Methan hat.

Eine der auffallenden Besonderheiten von Uranus ist neben seiner axialen Neigung sein erheblicher Mangel an innerer Wärme, bis zu dem Punkt, dass er nicht mehr Wärme abgibt, als er von der Sonne erhält. Die in der Tropopause gemessene Temperatur beträgt 49 K, was Uranus zum kältesten Planeten im Sonnensystem macht.

Dies ließ mich fragen, was wäre, wenn (da wir nie eine Sonde in die Uranus-Atmosphäre geschickt haben) die Temperatur an dem Punkt, an dem die Atmosphäre in den eisigen Mantel übergeht, nur auf, sagen wir, 200-230 K ansteigt? (Oder haben wir tatsächlich Beweise, die diese Möglichkeit ausschließen?)

Bei diesen Temperaturen bleibt Wasser unabhängig vom Druck in einem festen Zustand. Also begann ich darüber nachzudenken, ob es möglich ist, dass Uranus eine feste Kruste aus Wassereis haben könnte, die auf einem Mantel aus überkritischen Flüssigkeiten schwimmt (im Fall von Wasser hat Eis eine geringere Dichte als überkritisches Wasser, wenn ich ' bin ich nicht falsch?). Diese Kruste könnte flüssiges Ammoniak enthalten, das wie Wasser auf der Erde einen eigenen Kreislauf hätte.

Ich möchte einen künstlerischen Eindruck schaffen und habe mich gefragt, ob diese Umgebung, an die ich gedacht habe, angesichts des Wissens, das wir über die Planetenwissenschaft haben, tatsächlich möglich ist, oder geht meine Vorstellungskraft einfach viel zu weit?

Willkommen beim Weltenbau. Was ist das Worldbuilding-Problem, das Sie hier zu lösen versuchen? Das klingt wie eine Frage für Astronomy.SE oder SpaceExploration.SE
Relevant, aber möglicherweise kein Duplikat: Ist es möglich, eine permanente Sonde auf Uranus zu platzieren? .
Ich habe mich gefragt, ob die Umgebung, an die ich dachte, angesichts des Wissens, das wir über die Planetenwissenschaft haben, tatsächlich möglich ist. Ich zögerte zwischen Worldbuilding und Astronomie, aber da Worldbuilding sich selbst als "eine Seite für Designer, Schriftsteller, Künstler, Spieler und Enthusiasten, um Hilfe beim Erstellen imaginärer Welten zu erhalten" beschreibt. Da ich einen Künstlereindruck erstellen möchte, hatte ich das Gefühl, dass diese Community die bessere ist, um meine Frage zu stellen.
Spektroskopie zum Identifizieren von Ionen, Newtons Gesetz zum Ermitteln der Masse, dann Anwendung des quadratischen Gleichungssystems für das Verhältnis der einzelnen Elemente, Ermitteln des Drehimpulses und der Stärke des Magnetfelds für ... eigentlich geht die Liste endlos weiter ... sind Sie sicher, dass es hier um Worldbuilding geht? ?
@ user6760 Als ich mir positiv bewertete, verwandte Fragen in Worldbuilding ansah, wie zum Beispiel: permanente Sonde auf Uranus; ein Neptun-Riese, der das Leben unterstützt; Eismonde in der Nähe der Sonne ... es brachte mich auf die Idee, dass Worldbuilding der beste Ort ist, um eine Frage wie die zu stellen, die ich gestellt habe.
wilder Gedanke: Probieren Sie Google "Uranus-Struktur" aus. Sie können Fakten statt Spekulationen haben.
Ich stimme zu: Ich denke, dies ist eine dieser "marginalen" Fragen der realen Welt, die gerade so in den Bereich von WB fällt. Wenn Sie eine Bearbeitung vornehmen könnten, die die in Ihrem ersten Kommentar angegebene Perspektive enthält und erklärt, welche Art von Welt Sie erstellen möchten, wäre dies meiner Meinung nach sehr hilfreich.
@elemtilas Ich habe am Ende den Kontext meiner Frage bearbeitet. Danke schön!

Antworten (2)

Tiefer Schnee.

Nahe der Oberfläche steht die Wasserstoffatmosphäre von Uranus unter hohem Druck, und so kann die dichte Atmosphäre, obwohl es sehr kalt ist, eine beträchtliche Menge an gasförmigem Wasser, Ammoniak, Alkanen und Schwefelwasserstoff enthalten.

Die Menge, die die Atmosphäre aufnehmen kann, variiert je nach Jahreszeit und Temperatur. Wenn der Winter kommt, hat die kühlende Atmosphäre weniger Kapazität, "gelöste" Substanzen zu halten, und diese fallen als Feststoff aus: Schnee.

Der Wintereinbruch bedeutet schweren Schnee auf Uranus, und die starken Winde erzeugen spektakuläre Verschiebungsdriften. Im Sommer bilden sich die Verwehungen zurück und sublimieren wieder in die wärmende Atmosphäre.

Diese Partikeleisverwehungen sind selbst farblos, aber auf der Oberfläche von Uranus ist es nicht schwarz und weiß. Die Drifts glühen vor elektrischer Ladung. Die Einwirkung des Windes auf den Schnee erzeugt enorme elektrische Ladungen in der knochentrockenen Atmosphäre, aber die schlechte Leitfähigkeit der verschiedenen reinen Eise bedeutet, dass es nahezu unmöglich ist, einen Weg zum Boden für diese Ladungen zu finden. Stattdessen gleicht sich die Ladung wieder mit der Atmosphäre aus. Die spitzen Spitzen der Schneeformationen erzeugen St Elmo's Fire, das in der Wasserstoffatmosphäre Lavendel-, Pink- und Magenta-Töne erzeugt.

Möglicherweise wäre es eine gute Idee, statt einer festen Oberfläche über dem gesamten Planeten nur wenige kleine feste schwimmende Inseln in der Atmosphäre von Uranus zu haben, auf denen eine Raumsonde versuchen könnte, eine zu landen.

In EE Smiths Triplanetary , Amazing Stories , Jan.-April 1934, und First Lensman (1950) werden vier Kriege mit JOvianern erwähnt. Die Erwähnung der Adepten des Nordpolarjupiters ließ mich fragen, ob es in der Lensman- Serie eine riesige schwimmende Insel in der Jupiter-Atmosphäre über dem Nordpol geben sollte.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]

Ich glaube, dass der große rote Fleck auf Jupiter einst als riesige feste Insel galt, die in der Atmosphäre schwebte. Und möglicherweise wäre es plausibler, dass Uranus ein atmosphärisches Merkmal hat, das kleiner ist als jedes der untersuchten und als Stürme erwiesenen, also eine Art feste schwimmende Insel, als dass es vollständig von einer festen Kruste bedeckt ist. Es wird angenommen, dass der Uranus Dark Spot ein Zyklon von etwa 1.300 Kilometern mal 2.700 Kilometern ist. Jedes Merkmal auf Uranus, das sich nicht als Sturm erwiesen hat, wäre wahrscheinlich viel kleiner als der Uranus Dark Spot, aber möglicherweise groß genug, um interessante Dinge darauf zu haben.

Zweiter Teil: Einige Science-Fiction-Geschichten mit festen Oberflächen auf den Riesenplaneten.

Es gab einige frühe Science-Fiction-Geschichten, in denen die Riesenplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun feste Oberflächen hatten.

Zum Beispiel „The Planet of Doubt“ von Stanley G. Weinbaum, Astounding Stories , Oktober 1935. Der auf Uranus spielt.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]

Eine andere Geschichte ist "We also Walk Dogs" von Robert Heinlein, Astounding Science Fiction , Juli 1941, in der intelligente Jovianer erwähnt werden, die anscheinend auf einer festen Oberfläche leben.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]

In Isaac Asimovs „Not Final!“, Astounding Science Fiction , Oktober 1941, und „Victory Unintentional“, Super Science Stories , August 1942,

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]

Auf einer festen Oberfläche lebende Jupiter wurden dargestellt.

In James Blishs „Bridge“ Astounding Science Fiction vom Februar 1952 wurde auf der festen Oberfläche des Jupiters eine Brücke ins Nirgendwo gebaut. Seltsamerweise prägte Blish 1952 den Ausdruck „Gasriese“ und hätte sich daher des Fehlens einer festen Oberfläche auf Jupiter bewusst sein müssen.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]

In Poul Andersons „Call Me Joe“, Astounding Science Fiction , April 1957, wird eine feste Oberfläche auf Jupiter dargestellt.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]

Und ich kann nicht umhin zu denken, dass dies zu den letzten guten Science-Fiction-Geschichten gehörte, die feste Oberflächen auf den riesigen Planeten darstellen. Sicherlich begannen im Laufe des 20. Jahrhunderts immer mehr populäre Astronomiebücher die Riesenplaneten als ohne feste Oberflächen zu beschreiben, was es für Science-Fiction-Fans immer schwieriger machte, solche festen Oberflächen in Geschichten zu akzeptieren.