Könnten die Monde eines Gasriesen alle bewohnbar sein, wenn dieser Planet in der bewohnbaren Zone wäre?

Ich frage dies als Grundlage für ein Weltengebäude (in diesem Fall Monde), das ich mache. Ich bin auf ein paar verschiedene Probleme und einige mögliche Lösungen für diese Probleme gestoßen:

  • All diese Fragen gehen davon aus, dass die Monde von einer weit überlegenen Rasse künstlich geschaffen oder modifiziert und künstlich in die Umlaufbahn gebracht wurden. Abgesehen davon können sie die Physik biegen, nicht brechen. Also stelle ich diese Fragen basierend auf dieser Idee.

  • Wenn die Monde auf der Ekliptik kreisten, würde es langwierige Perioden geben, in denen die Monde von der Primärseite verfinstert wären. Es sei denn... sie kreisten zirkumpolar. Würde es dabei Probleme geben? Wenn die Zirkumpolarität zu weit hergeholt wäre oder versteckte physikalische Probleme hätte, könnte die Rotationsachse des Planeten im Jupiter-Stil selbst nahe an der der Ekliptik liegen, sodass seine Monde ähnlich wie die Zirkumpolare umkreisen würden?

  • Könnten mehrere erdgroße Monde mit einer erdähnlichen Atmosphäre in einer Umlaufbahn um einen jupitergroßen Gasriesen existieren? Oder würde der Gezeitenzug die Atmosphäre zerstören?

  • Angenommen, die Monde hätten eine aktive Tektonik wie die Erde, wäre die Magnetosphäre dieser Monde stark genug, um die darauf Lebenden zu schützen?

  • Können Sie andere Probleme identifizieren, die bewohnbare Monde haben würden, die um einen Gasriesen kreisen?

TIA.

Aktive Tektonik ist keine Voraussetzung für eine Magnetosphäre ... ein rotierender Eisenkern ist dort der Schlüssel. Ich kann wirklich nicht viel über Wechselwirkungen zwischen einem Mond und den Magnetfeldern der Planeten finden und wie sie interagieren.
Die Finsternisse wären kein großes Problem, da sie während eines "Monats" - der Umlaufzeit des jeweiligen Mondes - nur wenige Stunden dauern würden. Denken Sie daran, wie kurz selbst eine Mondfinsternis auf der Erde ist. Die anderen Fragen hängen meiner Meinung nach alle davon ab, wie lange es her ist, dass die Monde in die Umlaufbahn gebracht wurden. Der Verlust der Atmosphäre, die Gezeitensperre und so weiter sollten mindestens Hunderte von Millionen Jahren dauern. Eine vernünftige fortgeschrittene Rasse würde auch orbitale Trümmer entfernen, also würde es beträchtliche Zeit dauern, um mehr anzusammeln.
All das sind hervorragende Punkte. Ich habe die Zeit nachgeschlagen, die ein Mond braucht, um Tidally zu sperren, und diese Grenze steigt schnell, je höher die Masse des Mondes ist. Ich denke also, man kann mit Sicherheit sagen, dass kürzlich platzierte Monde eine ganze Weile in der Umlaufbahn bleiben würden, nur um ein paar Minuten pro Jahrhundert langsamer zu werden (wenn meine Mathematik richtig ist). Was die Atmosphäre angeht ... kann jeder raten - ich habe die Gleichungen dafür noch nicht gefunden.
Eine andere Frage ist, könnte ein Gasriese in Jupitergröße so nahe an der Sonne existieren? Die erhöhte Temperatur wird das Entweichen von H und leichten Gasen sogar von einem großen Planeten unterstützen und die Größe verringern.
Ich habe die Blogs rund um den Kepler-Satelliten gelesen. Ich war mir sicher, dass ich gelesen hatte, dass ein Gasriese gefunden wurde, der größer als Jupiter war und um einen nahe gelegenen Stern kreiste ... aber meine Google-Kenntnisse sind mangelhaft, anscheinend, weil ich den Artikel anscheinend nicht wiederfinden kann.
@Oldcat: Ja, es wurden mehrere heiße Jupiter entdeckt - jeder ein Gasriese in Jupitergröße, der viel näher an seinem Stern ist als die Erde an seinem Stern.
Würde die Tatsache, dass besagter Mond einen großen Teil seiner Zeit im Schatten des Gasriesen verbringt, nicht zu einer Reihe von Problemen führen?

Antworten (2)

Wenn der Mond groß genug war, um eine Atmosphäre zu halten, gibt es im Prinzip keinen Grund, warum er nicht terraformiert werden könnte. Es würde jedoch einige interessante Komplikationen geben.

Zunächst einmal würde ein Mond, der einen Gasriesen umkreist, wahrscheinlich mit einer Seite in Richtung der Primärseite gezeitengesperrt sein. Die Tage wären sehr kurz, aber die dem Primärstern zugewandte Hemisphäre würde während eines Teils der Umlaufbahn von dem Primärstern selbst sowie von dem Primärstern und der Sonne beleuchtet und für einen sehr kurzen Zeitraum in Dunkelheit geraten. Die der Primärseite zugewandte Seite hätte den "heißen Pol", wo sich die Primärseite im Zenit befindet, während die gegenüberliegende Seite den "kalten Pol" hätte, so dass die atmosphärische und hydrosphärische Zirkulation und die Wärmeströme davon dominiert würden.

Die vordere Hemisphäre des Mondes würde von der energiereichen Strahlung umspült, die in der Magnetosphäre der Primärzelle eingeschlossen ist, während die hintere Hemisphäre relativ abgeschirmt wäre. Die Wechselwirkung zwischen der Energie, die vom heißen Pol und dem „führenden Pol“ abgegeben wird, könnte als eine Reihe konzentrischer Bänder im 90-Grad-Winkel voneinander definiert werden, wodurch der Mond in einer Art Schachbrettmuster von Ökosystemen bedeckt bleibt, die auf Energieeinträgen basieren.

Abhängig von der Anzahl anderer Monde könnte der Kern dieses Mondes während seiner Umlaufbahn durch mehrere und überlappende Gravitationszüge "geknetet" werden, was den Mond tektonisch ziemlich aktiv macht. Viele Vulkane und aktive Platten würden die Oberfläche ziemlich aktiv machen und viel Wasser und Karbonatgestein subduzieren. Die Hydrothermal- und Kohlendioxidzyklen auf diesem Mond wären viel schneller als auf der Erde.

Da wir uns mitten in einem sehr tiefen Gravitationsfeld befinden, sollten Sie damit rechnen, dass der Mond auch vielen Kollisionen mit Asteroiden und Kometen ausgesetzt ist. Dies würde dem Mond viel Wasser hinzufügen, aber auch getroffene ökologische „Quadrate“ zurücksetzen, was bedeutet, dass die Evolution in Anfällen und Anfängen verlaufen würde, wenn der Mond bereits eine Art „einheimisches“ Leben hätte oder damit ausgesät würde.

WENN die Primäre wie Uranus umgekippt wäre und die Monde die ganze Zeit in der Umlaufbahn der Sonne zugewandt wären, dann wären die Positionen der "heißen" und "führenden" Pole unterschiedlich. Es gäbe tatsächlich einen dritten Pol, an dem sich die Primäre jederzeit über dem Kopf befindet, wobei die Sonne in einem hohen Winkel herunterkommt, aber auch permanent von der Primäre beleuchtet wird. Es gäbe keinen Tagesgang im Sinne unseres Verständnisses, aber der Sonnen- und der heiße Pol wären immer beleuchtet, während der dunkle Pol (gegenüber dem Sonnenpol) im Dunkeln wäre und der kalte Pol nur Sonnenbeleuchtung hätte, aber konstanter als der kalte Pol des ersten Beispiels. Der Versuch, die Energieflüsse in diesen Monden zu verfolgen, wäre in der Tat sehr interessant.

Ich dachte, dass nur die Monde, die der Roche-Grenze am nächsten sind, von den Gezeiten erfasst werden. Die anderen äußeren Monde sollten sich frei drehen können. Aber um ehrlich zu sein, bin ich mir dessen nicht sicher, da ich die Mathematik nicht ausgearbeitet habe.
Und ja, ich war mir bewusst, dass all diese Monde eine sehr aktive Tektonik haben würden. Ich bin mir nicht sicher, WIE aktiv, aber ziemlich verdammt aktiv, um sicher zu sein.
Schließlich hoffte ich, dass eine starke Magnetosphäre des Mondes das meiste, wenn nicht alles, der Magnetosphäre des Gasriesen lindern würde; wodurch die Energieniveaus auf einem einigermaßen vernünftigen Niveau gehalten werden. Ist das eine zu naive Schlussfolgerung?
Die zahlreichen Kollisionen waren ein Problem, an das ich ehrlich gesagt nicht gedacht hatte. Was ist mit einem nachlaufenden Gasriesen, der dabei hilft, Asteroiden aus dem Spielfeld zu entfernen, wie es Jupiter für uns tut?
Alle großen Jupitermonde sind gezeitenabhängig, also werden sie, selbst wenn sie mit der Rotation beginnen, im Laufe der Äonen gesperrt. Eine starke Magnetosphäre schwächt das Primärfeld bis zu einem gewissen Grad ab, jedoch nicht zu 100 %. Mehr Gasriesen könnten eine chaotische Situation im äußeren System schaffen, und viele Kometen und Asteroiden in unberechenbaren Umlaufbahnen wären ein größeres Problem. Trotzdem wären die Monde bewohnbar, nur gefährlich.
Was wäre, wenn die Monde in eine Spin-Orbit-Resonanz versetzt würden?
Eine Spin-Bahn-Resonanz würde die Berechnungen noch seltsamer machen. Die relativen Positionen der heißen, kalten, führenden und Trainingspunkte würden stark davon abhängen, wie genau die Rotations- und Umlaufzeiten sind. Es gäbe ein sehr komplexes Muster von klimatischen und ökologischen Zonen, und das Leben dort wäre ziemlich herausfordernd.
Ich habe nachgerechnet. Nun, die Mathematik, die sowieso auf Wikipedia steht. Die Zeit, die große Massenmonde benötigen würden, um von den Gezeiten blockiert zu werden, ist ziemlich lang. Und wenn sie ursprünglich mit einer Rotation in eine Umlaufbahn um den Planeten "platziert" würde, würde diese Rotation (wenn ich richtig gerechnet habe) ziemlich langsam abklingen. Kleinere Monde scheinen ziemlich schnell gesperrt zu werden. Die Erde hat eine Masse von 5,972E24 kg, während Ganymed 1,4819E24 kg wiegt, sodass die Annäherung der Erde an Ganymed ziemlich sicher ist (jedenfalls auf planetarer Ebene). Dies wirft jedoch eine größere Frage auf: Müssen die Monde in einer Laplace-Resonanz sein?
Ich verlasse mich auf Ihre Berechnungen. Und da dies Ihre Geschichte ist, können Sie die Startbedingungen ganz nach Belieben festlegen. Ich würde mich für die gezeitenabhängigen Monde entscheiden, einfach weil es (für mich jedenfalls) einfacher ist, die verschiedenen Zonen im Kopf zu behalten und den Ort mit einiger Genauigkeit und Detailgenauigkeit zu beschreiben. Der Versuch, dasselbe mit der Spin-Orbital-Resonanz zu tun, fügt Komplikationen hinzu, aber trägt es zu Ihrer Geschichte bei? Manchmal „ist das Beste der Feind des Guten“, und der Zeitaufwand für Berechnungen kann vom Geschichtenerzählen ablenken (worauf wir uns alle freuen).
Ich gebe zu, das ist Worldbuilding für eine Pen-and-Paper-RPG-Kampagne. Sie können mich jetzt nach Belieben kreuzigen. :-)
Keine Notwendigkeit, sich zu entschuldigen. Wenn Sie bereit sind, so viel Arbeit in den Aufbau der Welt für Ihre Spieler zu stecken, sollten sie dies sehr zu schätzen wissen. Vergessen Sie nicht, sich auch beim Geschichtenerzählen so viel Mühe zu geben....
Sie können keinen Punkt auf einem Mond haben, der „immer der Sonne zugewandt ist“, obwohl die Mitternachtssonne bei einer ausreichend hohen Neigung lange anhalten kann.

Wir haben Eisriesen, bei denen die Ebene des Planeten fast im rechten Winkel zur Sonne steht, also kein Problem.

Ich glaube nicht, dass Gezeiten die Atmosphäre zerstören würden. Es ist die geringe Größe, die es anfällig macht, die Luft an den Weltraum zu verlieren.

Einer der Saturnmonde hat eine dichte Atmosphäre. Einer von Jupiters Monden hat ein Magnetfeld, aber es reicht nicht aus, um ihn vor Jupiters Strahlung abzuschirmen. Für Engineering im Planetenmaßstab suchen Sie nach dem Plan von Robert L. Forward (et al.), wie die Van-Allen-Gürtel der Erde entwässert werden können. Eine vergrößerte Version könnte die Strahlung um einen Riesen entfernen und Strom liefern.

Die Erde ist ungefähr so ​​​​klein wie möglich und hat Plattentechtonik. Dies ist jedoch nicht dasselbe wie ein Magnetfeld zu haben.

Vielleicht könnte (mit dem Vorwärts-Shunt) das Magnetfeld des Riesen alle Monde schützen , anstatt wie bei Jupiter eine Gefahr zu schaffen.

Kühl! Ich habe Forwards Work gelesen – Dragon's Egg. Ich fand es ziemlich gut. Mit dem Forward Shunt kenne ich mich leider nicht aus. Haben Sie eine Referenz?
Auch - das kleine und sehr lückenhafte Verständnis, das ich von Van-Allen-Gürteln habe, der Jupter-ähnliche Planet wäre nicht sehr förderlich für ein glückliches Leben auf den Monden. Wenn sich die Monde nicht innerhalb von Roches Grenzen befinden (und somit kein Mond mehr sind), werden sie von all diesen energetisierten Partikeln gezappt. Ich denke, sie würden ihren eigenen, sehr starken Van-Allen-Gürtel brauchen. Ich bezog mich auf Tektonik, weil aktive Tektonik einen geschmolzenen Kern bedeutet. Das bedeutet, dass Sie das stärkere Magnetfeld erhalten. Planeten wie der Mars haben ein Feld, aber es ist viel schwächer, IIRC.
@Hirahito, ich gebe zu, ich verstehe das nicht so gut, aber das Magnetfeld und die Strahlungsgürtel von Saturn sind nicht annähernd so intensiv wie die von Jupiter. Es ist möglich, dass andere Gasriesen Saturn und seiner Umgebung eher ähneln als Jupiter, in diesem Fall wird dies zu einer viel bewohnbareren Region.
s/es ist/es/es ist nicht "es ist" :)
WRT-Strahlungsgürtel &c, die Prämisse ist, dass die Monde von einer fortgeschrittenen Zivilisation in die Umlaufbahn gebracht (und terraformiert?) wurden. Diese Zivilisation hätte sicherlich das Magnetfeld des Gasriesen usw. auf alles eingestellt, was nötig war, um es den Planeten angenehm zu machen - für sie, wenn nicht unbedingt für Menschen :-)
Richtig: Das Leben auf Europa könnte von der Strahlung abhängen , die Reaktionen in der obersten Eisschicht verursacht, um benötigte Moleküle zu produzieren.