Maximale Anzahl bewohnbarer Monde um diesen Jupiterplaneten möglich?

Der Gasriese hat eine Masse von etwa 2,13 Jupitermassen in der bewohnbaren Zone eines sonnenähnlichen Sterns 0,981 Sonnenmassen, alle Monde benötigen mindestens >0,12 Prozent der Erdmasse und eine marsähnliche Dichte, um eine Atmosphäre für Milliarden von Jahren zu erhalten . Ich gehe davon aus, dass die größten Monde etwa 0,3 Erdmassen haben werden, da größere Monde größere Hügelkugeln haben und wahrscheinlich orbitale Instabilitäten erzeugen werden.

Ich bin mir nicht sicher, was Sie hier fragen oder wie es beantwortet werden könnte. Die Anzahl der Monde würde durch die Anfangsbedingungen bestimmt, unter denen sich der Planet gebildet hat, und dann wäre die Größenverteilung der Monde wahrscheinlich in einer Potenzgesetzverteilung
Vielleicht ist es einfacher zu bestimmen, wenn ich dem Gasriesen eine tatsächliche Masse gebe? Ich denke, 2-5 jovianische Masse ist ein großer Unterschied.
Zu den Anfangsbedingungen gehören Dinge wie die Reise des Planeten, das Entfernen von Eis, Staub, Gas und kleinen Objekten aus der lokalen Region, die tatsächliche Dicke der protoplanetaren Scheibe und so weiter. Eine Jupiter-Welt, die durch dichte Materiewolken hindurchgeht, wird möglicherweise mehr Material aufnehmen, aber ihre Schwerkraft könnte die Masse auch aus dem Sonnensystem "schleudern".

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Ich bekomme 8 Monde für ein ähnliches Setup. Obwohl Sie vielleicht in der Lage sein könnten, einige Tricks zu spielen, um dies zu erhöhen ...

Die Anzahl der Monde, die der Riesenplanet haben könnte, hängt einfach davon ab, wie dicht sie gepackt werden können, während die Umlaufbahnstabilität beibehalten wird. Unter der Annahme prograder Umlaufbahnen sind Monde bis etwa 1/2 des Hügelradius RH eines Planeten stabil, definiert als RH = a (Mp/3Mst) ^ (1/3), wobei a die Umlaufbahnentfernung des Planeten um den Stern ist. Mp und Mst sind die Planeten- und Sternmassen.

Jupiters Hügelradius beträgt auf seiner derzeitigen Umlaufbahn von 5,2 AE etwa 0,35 Astronomische Einheiten. Wenn er also den Platz der Erde einnehmen würde, würde sein Hügelradius einfach um den Faktor 5,2 auf etwa 0,07 AE schrumpfen. Die Umlaufbahn von Jupiters äußerstem großen Mond, Callisto, beträgt etwa 0,013 AE, sodass alle 4 großen Jupitermonde immer noch stabil wären, wenn Jupiter auf der Erdumlaufbahn wäre.

Nun, wie viele weitere Monde könnten wir einpacken, wenn Jupiter bei 1 AE wäre? Die Umlaufbahn von Io beträgt etwa 0,003 AE. Nehmen wir an, das ist die Nähe, die ein großer Mond bilden kann. Der weiteste ist 0,07 AE, denn darüber hinaus wären die Monde nicht stabil.

Nehmen wir der Einfachheit halber an, dass sich die Monde in einer Kette von Orbitalresonanzen befinden (wie die 4:2:1 Laplace-Resonanz zwischen Io, Europa und Ganymed). Die Gesamtgröße des Orbitalraums, mit der wir arbeiten müssen, liegt zwischen 0,003 und 0,07 AE. Das 3. Gesetz von Kepler sagt uns, dass die Umlaufzeit als Umlaufzeit hoch 1,5 skaliert. Im Umlaufzeitraum haben wir (0,07/0,003)^1,5 = einen Faktor von 112 in der Umlaufzeit. Damit die Zahlen besser funktionieren, verschieben wir unsere innere Kante ein wenig nach innen, um einen Faktor von 128 zu erhalten. Nehmen wir nun an, dass jedes Paar benachbarter Planeten in einer 2: 1-Orbitalresonanz gefangen ist, wobei die Umlaufbahn des äußeren Planeten doppelt so lang ist lange zu vervollständigen. Dies würde uns 8 Monde geben, die den Planeten umkreisen. Die Monde würden eine resonante Kette von (innen nach außen) 128:64:32:16:8:4:2:1 bilden. ICH' haben ähnliche Resonanzketten in Computersimulationen der Planetenentstehung erzeugt und sie sind oft stabil. Ich denke also, es ist vernünftig anzunehmen, dass diese Kette von 8 Monden in Resonanz ebenfalls stabil sein wird.

Dies ist ein analoger Prozess, um herauszufinden, wie viele Planeten in die bewohnbare Zone eines Sterns gepackt werden können. Weitere Einzelheiten dazu finden Sie hier: https://planetplanet.net/2014/05/21/building-the-ultimate-solar-system-part-3-choosing-the-planets-orbits/

Und Sie können möglicherweise zusätzliche Monde in Trojaner-Umlaufbahnen einschleusen. Siehe hier: https://planetplanet.net/2014/05/22/building-the-ultimate-solar-system-part-4-two-ninja-moves-moons-and-co-orbital-planets/

Wie viele dieser Monde werden im Magnetfeld des Gasriesen umkreisen?
Interessant ist auch, wie sich Pflanzen und Tiere an einen sehr langen Tag-Nacht-Zyklus anpassen würden, wenn ein Mond eine Umlaufzeit von 31 Tagen hat, dann ist er an den Elternteil gebunden und hat 15 Tage Nacht und Tag
Ist dies ein gutes Beispiel für 1: 4: 8: 12-Resonanz? Mond eins umkreist alle 2,17 Tage, Mond zwei umkreist alle 8,69 Tage, Mond drei umkreist alle 17,36 Tage, Mond vier umkreist alle 34,72 Tage und Mond fünf umkreist alle 69,44 Tage.

Basierst du das auf aktueller Technologie? Weil wir wahrscheinlich mit bestehender Technologie nachhaltige Kolonien auf bestehenden Planeten schaffen könnten, aber die Kosten sind sehr hoch. Ihr theoretischer Planet könnte eine große Anzahl umlaufender Körper beherbergen. Die Anzahl derjenigen, die „natürlich“ bewohnbar sind, wird je nach „wir können hier leben, aber es ist scheiße, so kalt zu sein“ bis „wir können hier leben, aber es ist scheiße, so heiß zu sein“ variieren. Werfen Sie Technologie ein und die Zahl steigt. Ich gehe davon aus, dass Sie Technologie in diese Antwort einbeziehen. Der Grund ist, dass ich „bewohnbar“ für Menschen nehme, und es würde Technologie erfordern, um auf mehrere Monde zu gelangen. Wenn Sie allgemein „Leben, wie wir es kennen“ meinen, dann gibt es viele Argumente dafür, welche Temperaturbereiche Lebensformen tolerieren würden.

Es wird schwierig sein, sowohl die Atmosphären als auch die Kerntemperatur dieser kleinen Planeten aufrechtzuerhalten. Selbst wenn sie bei ihrer Entstehung Leben unterstützen könnten, wäre es nur eine Frage der Zeit, bis sie kein Leben mehr unterstützen könnten, und dies könnte nicht der Fall sein genug Zeit für das Leben, um sich zu entwickeln

Null

Jupiter strahlt das 1,5- bis 2-fache der Energiemenge ab, die er von der Sonne erhält. Wenn sie in die „bewohnbare Zone“ der Sonne platziert würden, würden erdähnliche Planeten, die sie umkreisen, ständig gebacken. Ein Mond von einem Drittel der Größe der Erde würde nur knapp an einer Atmosphäre festhalten, und es ist unklar, ob er zwischen Sonne und Jupiter diese Atmosphäre nicht sofort an Jupiter selbst abgeben würde. Sicherlich würde jedes Ökosystem von einem viel größeren Körper zerstört werden, der Gezeitenmuster sowohl in flüssigem Wasser als auch im Magmakern erzwingt (was notwendig ist, um ein EM-Feld zu haben, das eine Atmosphäre enthalten kann).

Mehr als Null

Angenommen, Sie finden die unwahrscheinlichen Bedingungen, um auch nur einen Planeten zu unterstützen, warum sollte es eine Obergrenze für die Anzahl der Planeten geben?

Was ist mit kleineren Gasriesen wie Saturn? Oder die in Neptungröße?
Tatsächlich würde Jupiter nicht so viel mehr Energie ausstrahlen, als er empfängt, wenn er nahe genug wäre, um viel zu empfangen. Außerdem wird diese Energie vom Jupiter in alle Richtungen abgestrahlt, sodass ein Mond nicht unbedingt die 1,5- bis 2-fache Energie erhalten würde, selbst wenn dies noch der Fall wäre.
@JarredAllen Aber es wäre viel näher an der Sonne, und ein Großteil der Strahlung ist auf die Oberflächenalbedo zurückzuführen: Sie wirkt als riesiger Spiegel, der Energie reflektiert, und ist außerdem eine Raumheizung. Die Erde befindet sich genau deshalb in einer „bewohnbaren Zone“, weil es in ihrem lokalen Volumen keine kleine Mini-Sonne gibt. Betrachten Sie den Mond , wo die Temperatur stark schwankt: Die einzige Zeit, in der er auf der „niedrigen“ Seite ist, ist, wenn das Gesicht sowohl von Jupiter als auch von der Sonne weg zeigt . Dies deutet nicht auf ein stabiles Wettersystem hin.
Nur würde Jupiter jetzt etwa 30-mal so viel Strahlung empfangen wie früher, sodass die 1,5-2-fache Zahl jetzt etwa 1,016-1,033-fach werden würde (vorausgesetzt, Ihre Zahl enthält zurückgestrahltes Sonnenlicht und die von Jupiter erzeugte Energie bleibt die gleich).
@JarredAllen Das ist immer noch 1x mehr als die Erde gerade erhält. Betrachten Sie die Größe des Mondes am Himmel. Ersetzen Sie es durch ein Objekt in der Größe von Jupiter, das Wärme ausstrahlt und reflektiert. Das ist eine Menge Energie: Ich bin mir nicht sicher, ob Sie behaupten können, dass jeder kleine (!!!) Mond sich noch als in einer bewohnbaren Zone qualifizieren würde.
@Stephanie Wenn ein Gasriese von Menschen bewohnbare Monde unterstützt, sind sie aufgrund der zusätzlichen Energieüberlegungen des umkreisten Planeten wahrscheinlich weiter draußen als das, was wir als die „bewohnbare Zone“ der Sonne betrachten. Aber beachten Sie, dass Monde, die das Leben unterstützen, bestenfalls zwielichtig sind. Wenn Sie eine gute Zahl erhalten möchten, müssen Sie die Einschränkungen einschränken.
EM-Feld enthält keine Atmosphäre, es schützt vor Wechselwirkungen mit hochenergetischen geladenen Teilchen. Jupiter hat ein 10-mal stärkeres Feld, Größe und Form 3-7 Millionen km, nahe Sterne werden weniger ausgedehnt sein, können aber immer noch Monde bedecken
@MolbOrg Die Magnetosphäre verhindert das Austreten der Atmosphäre . Jupiters Magnetosphäre würde absolut stören, aber die Frage ist, ob sie auch die Atmosphäre des Mondes schützen oder stehlen würde.
@NathanielFord Meine Englischkenntnisse sind nicht perfekt, also spreche ich vielleicht wirklich von imaginären Unterschieden. Magnetosphäre verhindert Leckage, enthält aber keine Atmosphäre, verhindert durch Abschirmung von Partikeln. Ich habe erst kürzlich eine Antwort über die Atmosphäre gesehen, wie tick sie sein kann und die Magnetosphäre wurde als entscheidender Faktor bezeichnet. Deshalb habe ich beschlossen, darauf hinzuweisen. Ob Jupiters Magnetosphäre abgeschirmt wird oder nicht, hängt von vielen Faktoren ab, aber sie kann es definitiv, wenn man die Umlaufbahnen der Jupitermonde berücksichtigt.
Jupiters Magnetosphäre erstreckt sich über 3 Millionen Kilometer, während sich seine Hügelsphäre über etwa 51 Millionen Kilometer erstreckt. Wenn Sie es näher an die Sonne bringen, gibt es keinen Grund zu erwarten, dass sich das Magnetfeld von Jupiter ändert, aber seine Hügelkugel würde auf 13.224.973 km abnehmen (wenn es 1 AE entfernt wäre, was wahrscheinlich weiter entfernt sein könnte). Je nachdem, wo sich der Mond befindet, muss er möglicherweise noch groß genug sein, um ein Magnetfeld aufrechtzuerhalten.
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