Möglichkeit eines terrestrischen Mondes, der einen jovianischen Planeten umkreist, für die Einstellung einer Fantasiewelt

Ich erschaffe gerade eine Welt für eine Reihe von Fantasy-Kurzgeschichten (und hoffentlich eines Tages Filme), und ich brauche etwas Hilfe bei der Wissenschaft. Idealerweise würde ich mir wünschen, dass die Geschichte auf einem Mond spielt, der etwas kleiner als die Erde ist, eine ähnliche Atmosphäre und Temperatur hat und einen Gasriesen umkreist, der wiederum einen sonnenähnlichen Stern umkreist. Der Mond muss in der Lage sein, menschliches Leben zu unterstützen. Ich habe einige Fragen, die ich alleine nicht beantworten konnte:

  1. Welche Größen und Massen von Stern, Planet und Mond würden dies ermöglichen?
  2. Wie würden die Umlaufbahnen des Planeten und des Mondes aussehen (Form, Entfernung und Geschwindigkeit) und wie würde ich mit diesen Informationen die Länge eines Tages, Monats, Jahres und die Jahreszeiten auf dem Mond berechnen?
  3. Wie würde der Gasriese die Gezeiten der Ozeane auf dem Mond sowie die Jahreszeiten beeinflussen und wie stark würde er den Mond nachts erhellen?

Da dies für eine Fantasy-Welt ist, muss es nicht 100% realistisch sein, aber ich möchte so wissenschaftlich genau wie möglich sein.

Vielen Dank

Ich würde damit beginnen, Europa als Analogon zu betrachten: en.wikipedia.org/wiki/Europa_(moon) Obwohl es nicht genau die Eigenschaften hat, nach denen Sie suchen, ist es ein guter Ausgangspunkt.
Diese Frage ist ähnlich; siehe auch Links darin.

Antworten (4)

Es ist ziemlich machbar.

Als Modell verwende ich Callisto. Er ist der zweitgrößte der Jupitermonde und der am weitesten vom Planeten entfernte große Mond. Er braucht 16 Tage, um Jupiter zu umrunden, und leidet daher unter einer geringeren Gezeitenerwärmung als die anderen Monde. Es ist auch weiter von Jupiters Strahlungsbändern entfernt. (Letzteres ist ein wichtiger Punkt. Die Strahlung um Jupiter herum ist stark.) Wir wollen keine Erwärmung des Planeten durch Gezeiten, da wir die Sonne haben, um unsere Atmosphäre zu erwärmen. Gezeitenerwärmung wird nur mehr Vulkane schaffen.

Bei der Wahl des Sterns sind Sie recht flexibel. Etwas Sonnenähnliches ist sicher. Dimmersterne sind ebenfalls möglich (obwohl der Planet näher am Stern sein muss, daher sind Fackeln eher ein Problem). Sehr helle Sterne halten wahrscheinlich nicht lange genug. Die Länge des Jahres wäre kürzer, wenn die Sonne dunkler wäre, länger, wenn die Sonne heller ist, von einigen Erdmonaten bis zu einigen Erdjahren.

Der Planet kann alles von Saturngröße bis größer als Jupiter sein. Die Masse wird die Umlaufzeit des Mondes beeinflussen (bei gleicher Umlaufbahn, mehr Masse = schnellere Umlaufbahn), aber der Radius des Planeten wird ungefähr gleich sein.

Der Mond wird durch die Gezeiten mit dem Planeten verbunden sein, sodass der Planet nur von einer Seite des Mondes sichtbar ist. Dies kann eine große Sache für die Bewohner sein (wissen diejenigen, die auf der "fernen" Seite geboren sind, überhaupt, dass der Planet existiert?) Gezeitensperre bedeutet auch, dass die Tageslänge = die Umlaufbahnlänge ist. Ungefähr 16 Erdtage für Callisto. Die Nächte werden lang und kalt. Wem das zu lang ist, der kann die Masse des Planeten erhöhen, um den Tag etwas zu verkürzen.

Da der Mond gezeitenabhängig ist, wird es nicht viel Gezeiten geben. Die Höhe der Meere wird sich aufgrund von Sonnengezeiten und vielleicht kleinen Auswirkungen anderer Monde nicht ein wenig ändern, aber nichts wie die Gezeiten der Erde. Es würde auch keine Monate geben.

Der Mond wird in der Äquatorialebene des Planeten umkreisen (im Gegensatz zu unserem Mond, der in der Ebene der Ekliptik umkreist). Periodisch tritt der Mond in den Schatten des Planeten ein und verursacht eine Sonnenfinsternis. Diejenigen auf der anderen Seite werden es wahrscheinlich nicht einmal bemerken, aber es wird ein großes Ereignis für diejenigen auf der Planetenseite sein. Der Planet wird hell sein, vielleicht zu hell, um zuzulassen, dass Sterne von denen auf der Planetenseite gesehen werden, außer während einer Sonnenfinsternis. Finsternisse werden zweimal im Jahr während der Planeten-Tagundnachtgleiche auftreten,

Es ist wahrscheinlich, dass andere Monde existieren und möglicherweise ziemlich bedeutende Himmelsmerkmale sind, die Beobachtern deutlich eine Scheibe zeigen.

Also zusammenfassend

  1. Sie können eine sonnenähnliche Sonne und einen jupiterähnlichen Planeten und einen erdähnlichen Mond haben.
  2. Das Jahr des Planeten könnte ungefähr 360 Tage lang sein, der Tag und der Monat des Mondes sind bei ungefähr 16 Tagen gleich.
  3. Der Planet wäre ein Hauptmerkmal am Himmel des halben Mondes.
James - das einzige Problem mit dieser Antwort ist Ihr dritter Absatz. Für Umlaufbahnen, bei denen die Primärwelle viel größer ist (z. B. die Sonne), hängt die Umlaufgeschwindigkeit nicht von der Masse der kleineren Objekte ab. Vo = sqrt (G. Sonnenmasse/Radius)
Ich meine die Umlaufbahn des Mondes um die Masse des zentralen Gasriesenplaneten. Der Mond wird schneller umkreisen, wenn die Masse des Planeten schneller ist
äh - okay. Das macht Sinn - in Ihrer Antwort ist es unklar.
Der Jupiter-Strahlungsgürtel entsteht durch die Wechselwirkung von Io mit der Jupiter-Magnetosphäre, daher reduziert das Fehlen eines Io-Äquivalents die Strahlungsgefahr erheblich.

Wenn Sie sich die aktuellen Jupiter-Satelliten ansehen, geben Ihnen Europa und Io eine Vorstellung davon, was Sie beachten müssen. Beginnend mit dem Modell des Sonnensystems:

  • Europa ist (wie Aaron kommentierte) der wahrscheinlichste Kandidat, aber wahrscheinlich zu klein (etwas kleiner als unser Mond) und zu kalt – aber es hat wahrscheinlich eine Wassereiskruste, was bedeutet, dass es nicht weit von der erforderlichen Temperatur entfernt ist.

  • Io behält eine etwas höhere Temperatur bei, ist aber das vulkanischste Objekt im Sonnensystem (diese 2 Tatsachen hängen mit der Nähe zu Jupiter zusammen - Io ist der nächste der galiläischen Satelliten)

  • In einem exakten Analogon zu unserem Sonnensystem müsste dieser Mond also wahrscheinlich ähnlich nahe an Jupiter sein, um eine Gezeitenerwärmung zu ermöglichen, Vulkanismus wäre wahrscheinlich (und könnte möglicherweise zur Erwärmung beitragen, wenn genügend Treibhausgase ein Teil davon wären), aber Ihr echter Mond Die Herausforderung in einer exakten jovianischen Kopie besteht darin, dass Sie so weit von der Sonne entfernt sind, dass die Solarheizung winzig sein wird, die Photosynthese keine Pflanzen, wie wir sie kennen, liefern wird, und daher muss Sauerstoff von irgendwoher bezogen werden.

Die Lösung des Temperatur-/Energieproblems besteht darin, den Gasriesen viel näher am Stern zu haben oder einen größeren Stern zu haben. Sie stoßen auf eine Mindestumlaufentfernung für Gasriesen, aber wenn der Gasriese der einzige Planetenkörper im System wäre, könnte er sicherlich viel näher sein als Jupiter in unserem Sonnensystem.

Ein jupitergroßer Planet, der etwas außerhalb der Umlaufbahn des Mars umkreist, mit einem Mond, der ein gutes Stück größer als Europa ist, könnte Ihren Anforderungen entsprechen. Sie könnten also ein Jahr von etwa 3 Erdenjahren für den Gasriesen verwenden, müssen sich jedoch zusätzlich zur Rotation ansehen, wie sich das Umkreisen dieses Gasriesen auf die Dinge auswirkt (eine Umlaufzeit von etwa 3 Tagen ist für dieses Modell durchaus im Rahmen). Zeitraum. Aus Interesse könnten Sie sich die Umlaufbahn des Mondes in einer starken Neigung zum Gasriesen ansehen - dies könnte einige der Konzepte von Tagen und Jahren vereinfachen.

Die Rotationsperiode kann sehr lang sein – eine Gezeitensperre ist wahrscheinlich. Wenn der Mond nicht gesperrt ist, wird die Gezeitenwirkung nicht nur auf flüssiges Wasser, sondern auch auf den Mond selbst extrem sein.

Reflektiertes Licht sorgt für einen beeindruckend hellen Nachthimmel auf der Seite, die dem Gasriesen zugewandt ist (sehen Sie sich an, wie hell Jupiter von der Erde aus ist, um einen Hinweis zu erhalten). Gasriesen haben standardmäßig eine große Albedo. Wenn Sie also Gezeiten haben, sperren Sie hier die dem Gas zugewandte Seite Der Riese wird nur Dunkelheit sehen, wenn er vom Gasriesen verfinstert wird.

Wenn "Ihre wahre Herausforderung in einem exakten Jupiter" bedeutet "die wahre Herausforderung mit einem Planeten, der mit Jupiter identisch ist", habe ich nichts zu sagen. aber die Formulierung ist anfällig für Verwirrung. Wie Sie selbst sagen, sind Jupiterplaneten nicht auf kalte Teile eines Systems beschränkt. Sie können sicherlich innerhalb bewohnbarer Zonen existieren. Noch näher. Sie können also einen Jupitermond mit genügend Strahlung haben, um das Pflanzenleben zu erhalten.

Entweder Sie warten auf diese Typen, die sich mit Mathematik auskennen, oder Sie nehmen den lockeren Ansatz, den ich anbieten kann.

1

Die bewohnbare Welt sollte also mindestens so schwer wie der Mars sein (in Bezug auf die Masse), aber besser in der gleichen Gewichtsklasse wie die Erde liegen - weniger Masse würde ausgefallene Sprungkämpfe ermöglichen, aber Sie könnten Ihre Atmosphäre verlieren, mehr Masse würde es tun. .. viele Sachen tun. Um die Dinge aufzuschlüsseln: Zielen Sie auf eine Oberflächenbeschleunigung nahe unserer, um das erdähnlichste Aussehen zu erhalten. Etwas zwischen Erde und Mars in Bezug auf Masse und Größe könnte funktionieren. Fügen Sie im Zweifelsfall superschwere Elemente zum Kern hinzu ;)

Zu den anderen Protagonisten... hier sollten Sie etwas Ähnliches wie unser System anstreben. Größere Sonnen bieten möglicherweise hellere Tage, aber auch mehr Strahlung ... die zunichte gemacht werden kann, wenn sich Ihr Erde-Mond im Magnetfeld des Gasriesen befindet. Auf der anderen Seite würde das bedeuten, dass es so eng wird, dass die Rotation zu einer gebundenen wird (eine Seite ist die ganze Zeit dem Gasriesen zugewandt). Genauso macht es schließlich auch unser eigener Mond (Luna). Wenn Sie möchten, dass dieser Mond eine erdähnlichere Rotation hat, muss er sich in einer ziemlich großen Umlaufbahn befinden, aber ... Ich denke, es könnte eine Art Grenze geben. Hier können die Jungs mit den richtigen Formeln bessere Erklärungen liefern: Wie weit kann es gehen, ohne sich komplett vom Gasriesen zu verabschieden?

Also, haben Sie eine bescheidene Sonne, platzieren Sie diesen Gasriesen in seiner bewohnbaren Zone, fügen Sie einen Mond hinzu, der ein bisschen kleiner als die Erde, aber ein bisschen größer als der Mars ist, und los geht's. Sollte funktionieren und kann unter den richtigen Umständen ziemlich beeindruckende Polarlichter bieten.

Etwas mehr: Große Gasriesen werden Ihren Mond von selbst aufheizen. Nicht wie eine echte Sonne, aber ausreichend, um die Umlaufbahn etwas weiter von der Sonne weg zu verschieben. Wenn Sie stattdessen einen Braunen Zwerg installieren, stehen die Chancen gut, dass das Leben auch außerhalb der bewohnbaren Zone bis zu einigen Millionen Kilometern gedeiht. Aber es wäre die ganze Zeit ziemlich dunkel.

2

Ach... Mathe. Wie Aaron Lavers in seinem Kommentar sagte, könnten Sie nachschlagen, was mit den großen Monden in unserem System passiert. Der Gasriese könnte mehr oder weniger ein Jahr brauchen (weniger, wenn die Sonne kleiner als unsere ist, viel länger, wenn sie größer ist, wenn seine Umlaufbahn so eingestellt ist, dass sie innerhalb der bewohnbaren Zone bleibt). Dein Planet (der Mond) ... Ich schätze, er wird mehr als einen Monat für eine volle Runde brauchen, aber viel weniger als ein Jahr. Drei bis vier Monate (echte Erdmonate)?

Die Jahreszeiten wären übrigens ziemlich interessant, denn an manchen Tagen würde Ihr Mond im Kernschatten des Gasriesen stecken bleiben. Erinnert mich an den Film Pitch Black mit Vin Diesel.

Nun ... um bei der viermonatigen Umlaufbahn zu bleiben (es ist gut zur Erklärung), Sie hätten einen Monat für die nördliche Hemisphäre für den Winter, einen für den Frühling, einen für den Sommer und einen für den Herbst ... und stellen Sie sich vor, der Gasriese braucht zwölf Um den Zentralstern zu umkreisen und eine eigene orbitale Exzentrizität zu haben, könnten Sie drei "Winter" haben, die von "kalt wie Fu **" bis "ziemlich heiß" reichen, während Sie dreimal im Jahr für ein Paar unter völliger Dunkelheit leiden von Tagen ... Wenn das im "kalten Winter" passiert, wären Ihre Leute ... sehr arm dran, während es im "heißen Winter" anständiger sein könnte. Auf der anderen Seite genießen sie während eines "heißen Sommers" die Auszeit von sengenden Temperaturen.

Um dies abzuschließen: Ihr Mond wird dreimal im Jahr Sommer, Herbst, Winter und Frühling haben, einmal in einer heißen Variante, einmal in einer kalten Variante, einmal in einer mittleren Variante ... und ich denke, diese werden sich im Laufe der Jahre verschieben. Die korrekte Berechnung wird ein Albtraum, wenn Sie sich für superrealistische Umlaufzeiten entscheiden ... Vielleicht ist es eine gute Idee, bei der 4-Monats-Umlaufbahn für den Mond und der 12- (oder vielleicht 16-) Monatsumlaufbahn für den Gasriesen zu bleiben, So können Sie leichter feststellen, wie die Dinge auf diesem Mond aussehen.

EDIT: Es stellt sich heraus, dass ich etwas vergessen habe: Um lange Umlaufzeiten für den Mond zu haben, kann dieser Gasriese nicht ziemlich groß sein (je größer, desto schneller muss man auf seiner Umlaufbahn laufen, um nicht abzustürzen). Also entferne dich entweder von dem Riesen (was die Ekpien weniger intensiv macht) oder schrumpfe den Riesen ... hm. Titania von Uranus hat eine ähnliche Umlaufbahn wie unser Mond, aber dennoch dauert es nur etwa eine Woche, um eine vollständige Umlaufbahn zu absolvieren. Das wird knifflig. Vielleicht ist eine 4-Monats-Umlaufbahn doch völlig ausgeschlossen... oder der Gasriese wäre so klein wie unser Mond am Nachthimmel und würde seinen Reiz verlieren ;)

3

Erwarten Sie riesige Fluten. Und helle Nächte. Letzteres tritt nur auf, wenn sich Ihr Mond zwischen dem Gasriesen und der Sonne befindet. Wenn es eine helle Kugel aus Helium und Wasserstoff wie Saturn ist, verursacht die Reflexion Nächte, die so hell wie Tage sind (mit ein paar Lumen aus), während etwas mehr ... Neptunish mehr dunkle Nächte verursacht.

Sobald sich Ihr Mond hinter seinem Gasplaneten (Aufstellung: Sonne-Gas-Mond) befindet, werden die Nächte plötzlich ziemlich dunkel und sogar die Tage können sehr dunkel werden, wenn der Mond auf eine volle Sonnenfinsternis zusteuert.

Nun ... genug für jetzt. Die Kollegen wundern sich schon, warum ich plötzlich so beschäftigt bin zu tippen. Meine Antwort ist vielleicht nicht die genaueste, aber ich hoffe, die meisten Effekte wurden abgedeckt, damit Sie anfangen können zu erwarten, wie die Sache aussehen würde. Warten Sie jetzt auf diese Typen mit den Formeln und kleinen Bildern von Umlaufbahnen. Oder lassen Sie das alles fallen, denn wenn es eine Fantasiewelt ohne moderne Technologie ist, werden solche Dinge nicht genug ausmachen, um Zeilen zu verschwenden, die genau beschreiben, wie das Sonnensystem aussieht.

In der Praxis ist es möglich, Science-Fiction- und Fantasy-Romane zu schreiben, die auf bewohnbaren, erdähnlichen Monden von Gasriesen spielen, und sie veröffentlichen zu lassen.

Zum Beispiel spielt Lin Carters Callisto-Reihe mit acht Romanen auf Callisto, einem echten Mond des echten Gasriesenplaneten Jupiter. Sie werden als Science-Fiction-Romane des Schwert- und Planeten-Subgenres beschrieben. Das Schwert- und Planeten-Subgenre ist definitiv nah an der eher vagen Grenze zwischen Science-Fiction und Fantasy.

Und was viele Leute denken könnten, drängt die Callisto-Serie über die Grenze in die Fantasie, dass Callisto als eine bewohnbare Welt beschrieben wird, die alles verletzt, was die Wissenschaft von 1972 bis 1978, als die Romane veröffentlicht wurden, und seitdem über Callisto entdeckt hat.

Einen Fantasy-Roman auf einem fiktiven bewohnbaren Mond eines fiktiven Gasriesenplaneten in einem anderen Sternensystem zu spielen, erscheint mir genauso vernünftig wie einen Fantasy-Roman auf der Erde in der Vergangenheit oder Zukunft oder auf einem bekannten oder unbekannten fremden Planeten oder auf einem Flat-Disc-Welt, oder in einer alternativen Dimension, oder in einer nicht spezifizierten Umgebung, oder unter Verwendung einer der üblichen Fantasy-Einstellungen.

Und es hat den Vorteil, dass ein großes Objekt, der Gasriesenplanet, am Himmel der Hälfte des Mondes sichtbar ist und einen sehr beeindruckenden Anblick bietet, selbst wenn Sie seinen Winkeldurchmesser nicht größer machen, als es wissenschaftlich möglich ist.