Temperatur und Klima "unter" dem Gasriesen in einem gezeitenfesten Mond

Ich habe mit dem mühsamen (aber lustigen!) Prozess begonnen, eine andere Welt zusammenzusetzen.

Bekannte Einschränkungen sind:

  • Bewohnbarer, (super-) erdgroßer, gezeitengebundener Mond an einen Gasriesen; der Riese ist, wo sichtbar, ziemlich groß am Himmel, um einen ziemlich spektakulären Anblick zu bieten;
  • Alles Land bildet einen einzigen Superkontinent, dessen genaue Größe noch zu bestimmen ist;
  • Die "Tageslänge" auf dem Mond (dh seine Umlaufzeit um den Gasriesen) beträgt etwa 40 Stunden; Jahresdauer derzeit undefiniert;
  • Wir können eine mäßige axiale Neigung für den Gasriesen annehmen (etwa 20 Grad), und der Mond kann um die Äquatorebene des Riesen oder eine ähnliche Ebene kreisen, die eine "etwas Neigung" in Bezug auf die Sonne erzeugen würde. Die eigene axiale Neigung des Mondes ist an diesem Punkt undefiniert, aber wahrscheinlich klein; auf jeden Fall ist der Punkt, dass ein gewisser Anschein von Jahreszeiten vorhanden sein sollte;
  • Das Mondklima und die genaue Geografie stehen noch in den Sternen, da ich zuerst die Astronomie aus dem Weg räumen möchte;
  • Geringe vulkanische Aktivität auf dem Mond. Schließlich muss es ein guter Ort zum Leben sein (und wir können auch jede Strahlung des Gasriesen ignorieren, abgesehen von spektakulären Polarlichtern);
  • Andere "feste", aber vermutlich weniger relevante Details: Der Stern ist ein "blauer Nachzügler", weil ich ihn blau haben wollte (NB: Das ist wahrscheinlich völlig unsinnig, ignorieren Sie es); Der Riese kann andere Monde haben, damit sie gelegentlich von den Bewohnern unseres Hauptmondes gesehen werden können.

Ich habe noch nicht herausgefunden, wie viel Licht der Mond von der Sonne bekommen wird, weil ich eine dringendere Frage habe: Wie hoch wäre die Temperatur "unter" der Seite des Gasriesen (der Ort, an dem der Riese bei 90 ° zu sehen wäre oben am Himmel) sein, wo die Flutwelle ist, das eigene Klima des Mondes ignorierend? Wird es eher heiß oder eher kalt? Man kann darüber widersprüchliche Informationen finden, da diese Antwort auf einen großen, eiskalten (oder gefrorenen) Ozean an dieser Stelle hindeutet; Diese Antwort , die Pole ignoriert, legt nahe, dass die Region "unter dem Riesen" stattdessen heiß sein könnte, da der Riese "heiß" sein könnte. Hängt es vom Riesen ab? Spielt es überhaupt eine Rolle, oder kann man machen, was man will?Ich würde sicherlich einige konkrete Informationen zu dieser speziellen Frage begrüßen, da ich keine solide, logische Argumentation finden konnte, der ich zu dieser Frage folgen könnte.

Ich persönlich bin eher dafür, dass die Seite "in Richtung" des Riesen (oder "unter", wenn Sie auf dem Mond sind) eher heiß als kalt ist, aber es würde mich stören, dies einfach anzunehmen, ohne klar zu verstehen, wie und warum das so wäre (und ob es überhaupt möglich oder wahrscheinlich ist).

„Wissenschaftsbasiert“ zu sein ist mir wichtig (Zauberer sind nicht erlaubt), aber ich würde immer die superharten Kleinigkeiten zugunsten einer „plausiblen“ Lösung weglegen, die zum vorliegenden Konzept passt. Mit anderen Worten, machen Sie sich keine Gedanken über Mathematik, Sonnengröße und -entfernung oder die Zeit, die der Mond benötigt, um sich im Vergleich zur Lebensdauer der Sonne zu bilden.

NB: Es ist auch sehr wahrscheinlich, dass einige der Annahmen, die ich früher in diesem Beitrag gemacht habe, falsch sind; schließlich lese ich mich erst seit gestern mit Gezeitensperren ein. Wenn dies der Fall ist, werden Korrekturen sehr geschätzt.

"Gezeitensperre" "Die "Tageslänge" auf dem Mond beträgt etwa 40 Stunden" ein unmittelbares Problem mit der Terminologie hier, es gibt keinen Tag als solchen auf einem gezeitengesperrten Körper, ich verstehe, dass er einen Gasriesen umkreist, nicht den Stern, also nehme ich an Sie meinen die Zeit, in der es sich nicht im Schatten dieses Gasriesen befindet (wenn die Sonne nicht von dem Planeten verfinstert wird, den sie umkreist)? Ich habe selbst keine Ahnung, wie der richtige Begriff dafür lautet, aber Sie sollten diesen Punkt vielleicht detaillierter beschreiben, um Missverständnisse zu vermeiden.
Deshalb habe ich "Tag" in Anführungszeichen gesetzt. Ich bin mir bewusst, dass bei einem "gesperrten" Mond die Länge des "Tages" gleich seiner Umlaufzeit um den Gasriesen ist (wie beispielsweise in dieser Antwort erläutert ) . Ich hielt die Implikation für offensichtlich, aber ich werde die Frage zur Verdeutlichung ändern.
Pelinore irrt sich damit, dass der Mond keinen Tag hat. Ein Tag ist ein Zeitraum zwischen aufeinanderfolgenden Sternaufgängen oder zwischen aufeinanderfolgenden Sternuntergängen oder zwischen aufeinanderfolgenden Mitternachten usw. Wenn der Mond eine Umlaufzeit von 40 Stunden hat, wird jeder Punkt auf der Mondoberfläche Tageslicht haben, gefolgt von Nachtdunkelheit, die insgesamt anhält 40 Stunden. Natürlich werden verschiedene Orte auf dem Mond Tageslicht haben, während andere nachts sind.

Antworten (2)

Ich denke, dass die Antwort von AtmosphericPrisonEscape in mancher Hinsicht etwas irreführend sein kann, wie meine Kommentare sagen. Zum Beispiel gibt es in unserem Sonnensystem viele gezeitenabhängige Monde von Gasriesen, aber nur Io ist eine vulkanische Hölle.

Es gab viele andere Fragen zu möglichen erdgroßen bewohnbaren Monden von Gasriesenplaneten.

Ich habe eine Reihe dieser Fragen beantwortet.

Hier ist ein Link zu einer früheren Frage und meine Antwort auf diese Frage enthält einen Link zu einer Frage und Antwort, die Links zu früheren Fragen und Antworten enthält.

Wie groß sind die Tag- und Nachtschwankungen eines Mondes, der einen Planeten von der Größe des Jupiters umkreist? 1

Der Artikel "Exomoon Habitability Constrained by Illumination and Tidal Heating" von Rene Heller und Roy Barnes Astrobiology, Januar 2013, diskutiert Faktoren, die die Bewohnbarkeit von Exomonden beeinflussen.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/ 2

Danke für die Klarstellung bezüglich der Monde, das war mir nicht bewusst.
Danke. Eine Sache, die ich aus mehreren Quellen sehe, ist, dass der Mond wahrscheinlich um den Äquator des Riesen kreisen wird, ergo würde der Bereich auf dem Mond, der "unter" den Riesen fällt, auf dem Äquator des Mondes liegen, richtig? Wenn dies der Fall ist und angesichts der "relativ erdähnlichen" Achsenneigung, wäre es nicht logisch, wenn der Bereich "unter" dem Riesen eher zu Hitze als zu Kälte neigt?
@Lumos. Der Mond hat wahrscheinlich einen Durchmesser von einigen tausend Kilo oder Meilen und ist möglicherweise hundertmal so weit vom Planeten entfernt. Daher ist der Äquator des Mondes wahrscheinlich nicht heißer, da er nur geringfügig näher an der vom Planeten emittierten Infrarotstrahlung liegt. Die axiale Neigung des Mondes im Vergleich zum Stern entspricht der axialen Neigung des Planeten, die wiederum zwischen 0 Grad und 90 Grad liegen kann. Der Teil des Mondes, über dem der Stern steht, wird aus dem gleichen Grund heiß sein wie der subsolare Punkt auf der Erde, der Winkel der Strahlen des Sterns.
@MAGolding: Prost. Wenn ich das also richtig verstehe, kann das Gelände, das dem Gasriesen „am nächsten“ liegt, mit den regulären Mitteln bestimmt werden und wird in keiner Weise stark von der Anwesenheit des Gasriesen abhängen.
@Lumos Der Mond wird wahrscheinlich durch die Gezeiten leicht deformiert. Früher gab es eine Theorie, dass der Mond deformiert war und die hohe Seite der Erde zugewandt war und die andere Seite niedriger war und eine Atmosphäre haben könnte. Aber es ist jetzt bekannt, dass die etwas niedrigere Seite der Erde zugewandt ist. Es ist durchaus möglich, dass Ihr Mond in Richtung des Planeten und von ihm weg ein paar Meilen länger ist als auf der Seite, die im rechten Winkel zum Planeten steht, aber wenn der Mond groß genug ist, um bewohnbar zu sein, wird das sehr gering sein Verformung.

Nun, wenn Sie zuerst die Astronomie aus dem Weg räumen wollen, gibt es schwerwiegendere Probleme, als ob es auf Ihrem Mond heiß oder kalt ist oder welche Farbe der Gasriese hat:

Bewohnbarer, (super-) erdgroßer, gezeitengebundener Mond an einen Gasriesen; der Riese ist, wo sichtbar, ziemlich groß am Himmel, um einen ziemlich spektakulären Anblick zu bieten;

Das ist möglich.

Alles Land bildet einen einzigen Superkontinent, dessen genaue Größe noch zu bestimmen ist;

Euer Planet wird eine erhöhte vulkanische Aktivität haben, und wenn es flüssiges Wasser gibt, sollte Plattentektonik möglich sein.

Die "Tageslänge" auf dem Mond (dh seine Umlaufzeit um den Gasriesen) beträgt etwa 40 Stunden; Jahresdauer derzeit undefiniert;

Es gibt kein Jahr. Ein gezeitengebundener Planet muss seinen Orbital-Spin-Vektor parallel zu seinem Orbital-Spin-Vektor haben. Somit existieren auf eurem Planeten nur Tage. Natürlich würde die Sonneneinstrahlung, die es erhält, zusammen mit den Parametern des Gasriesen variieren.

Wir können eine mäßige axiale Neigung für den Gasriesen annehmen (etwa 20 Grad), und der Mond kann um die Äquatorebene des Riesen oder eine ähnliche Ebene kreisen, die eine "etwas Neigung" in Bezug auf die Sonne erzeugen würde. Die eigene axiale Neigung des Mondes ist an diesem Punkt undefiniert, aber wahrscheinlich klein; auf jeden Fall ist der Punkt, dass ein gewisser Anschein von Jahreszeiten vorhanden sein sollte;

Nun, die Gezeitenausbuchtung durch die Rotation des Gasriesen wird den Umlaufspin des Mondes dazu zwingen, parallel zum Spin des Gasriesen zu sein (oder anders gesagt, er wird seine Umlaufbahnneigung auf 0 bezüglich der Äquatorialebene des Gasriesen reduzieren). Am Ende müssen Sie also alle drei Vektoren parallel zueinander haben, Mondspin, Mondumlaufdrehimpuls und Gasriesenspin.

Geringe vulkanische Aktivität auf dem Mond. Schließlich muss es ein guter Ort zum Leben sein (und wir können auch jede Strahlung des Gasriesen ignorieren, abgesehen von spektakulären Polarlichtern);

Ich denke, das ist doch in Ordnung. Wenn Sie die Saturnmonde überprüfen , werden Sie feststellen, dass die Monde bis zu 20 Planetenradien leicht von den Gezeiten erfasst werden (unser Mond ist sogar 60 Planetenradien von seinem Wirt entfernt). Die Geschichte mit Io ist in der Tat, dass die Laplace-Resonanz mit den anderen galiläischen Monden Exzentrizität in seine Umlaufbahn pumpt , was seine interne Wärmeableitung auf einer starken Rate hält.

Andere "feste", aber vermutlich weniger relevante Details: Der Stern ist ein "blauer Nachzügler", weil ich ihn blau haben wollte; Der Riese kann andere Monde haben, damit sie gelegentlich von den Bewohnern unseres Hauptmondes gesehen werden können.

Blauer Nachzügler? Hast du das nachgeschaut? Der überzeugendste Mechanismus zur Entstehung von Blauen Nachzüglern ist derzeit der Roche-Lobe-Overflow in einem Doppelsternsystem mit enger Begegnung als Folge der hohen Sterndichte in Kugelsternhaufen. Keine gute Umgebung, um stabile Planetenumlaufbahnen zu halten. Ganz zu schweigen davon, dass die Lebensdauer des blauen Nachzüglers drastisch verkürzt wird, nachdem er blau geworden ist, sodass wahrscheinlich nicht genug Zeit bleibt, um komplexes Leben zu entwickeln.

Und ob es heiß oder kalt wird, ist ein Parameter, der von der Entfernung des Gasriesen zum Stern, der Leuchtkraft des Sterns, der Neigung der Mondbahn um den Gasriesen und der Mondatmosphäre abhängt. Aber Sie können wahrscheinlich eine einfache Gleichgewichtstemperatur für Ihren Gasriesen ausrechnen . Die Gleichgewichtstemperatur des Mondes ist dann die des Gasriesen plus minus einer gewissen täglichen Schwankung durch die Atmosphäre, wobei die Schwankung für eine sehr dichte Atmosphäre Null ist. So könnte man etwas halbwegs Glaubwürdiges konstruieren.

Danke für die Antwort! Darf ich einige Punkte zur Klarstellung ansprechen? Die Kommentare sind viel zu kurz, daher muss dies leider in Abschnitte unterteilt werden. "> Du willst mit einem Gasriesen gezeitengebunden sein? Naja..." Interessant. Ich hatte den Eindruck, dass die Gezeitensperre eine gewisse vulkanische Aktivität hervorruft, nicht unbedingt so viel wie die von Io. Ich bin einer begrenzten vulkanischen Aktivität auf dem Mond nicht abgeneigt, aber letztendlich habe ich keine Angst, dies unter den Teppich zu kehren, wenn es sein muss. Trotzdem klingt es so, als wäre eine solide Lektüre über Vulkane angebracht.
"> Es gibt kein Jahr." Vielleicht habe ich den Begriff in Bezug auf einen Mond, der einen Planeten umkreist, falsch verwendet. Mit „Jahr“ meinte ich die Umlaufzeit des Mondes um die Sonne, also das, was „Jahr“ im Zusammenhang mit der Erde bedeutet. Wollen Sie sagen, dass mein Gebrauch des Wortes unpassend war, oder dass der Mond aus irgendeinem unerklärlichen Grund nicht von der Bewegung seines Elternteils um die Sonne beeinflusst wird? (Oder etwas anderes, das ich übersehen habe?) Im selben Absatz sagen Sie auch, dass der "Orbital-Spin-Vektor des Planeten parallel zu seinem Orbital-Spin-Vektor sein muss" , und es hört sich so an, als wäre ein anderer Vektor für einen davon bestimmt gewesen. :)
"> Blauer Nachzügler? Hast du das überhaupt nachgeschlagen?" Um fair zu sein, wäre die ehrliche Antwort hier NEIN! Definitiv nicht auf dem Niveau, das ich von einem "Roche-Lappen" oder seinem Überlauf hören würde. Ich wollte nur einen blauen Stern. Die oberflächliche Forschung, die ich durchgeführt habe, deutete darauf hin, dass bewohnbare Planeten um blaue Sterne zu lange Umlaufzeiten haben würden, und ich möchte, dass mein Mond ein "Jahr" (Umlaufzeit um die Sonne) relativ nahe an unserem hat. Blaue Nachzügler schienen eine gute Entschuldigung dafür zu sein. Dass der Stern blau ist, hat für mich eine besondere Bedeutung (auch wenn es ansonsten unwichtig ist).
@Lumos wie unterscheiden sich Ihrer Meinung nach "blaue Nachzügler" in Bezug auf die Leuchtkraft von normalen blauen Sternen?
Tatsächlich liegt AtomosphericPrisonEscape falsch, wenn es darum geht, dass ein gezeitengesperrter Mond eines Gasriesen eine vulkanische Hölle wie Io ist, weil es ungefähr 100 andere gezeitengesperrte Monde von Gasriesen gibt, die keine vulkanischen Höllen wie Io sind. Es hängt von der Masse des Gasriesenplaneten und der Entfernung der Mondumlaufbahn usw. ab.
Tatsächlich liegt AtomosphericPrisonEscape falsch, wenn es darum geht, dass ein von den Gezeiten eingeschlossener Mond eines Gasriesen kein Jahr hat. Das Jahr des Mondes wird das Jahr des Planeten sein, die Umlaufzeit des Palnets um den Stern. Und wenn er meint, dass der Mond keine Jahreszeiten haben wird, hängt das von der axialen Neigung des Gasriesenplaneten ab, da der Mond im Äquator des Riesenplaneten umkreisen wird und die gleiche axiale Neigung wie der Gasriesenplanet haben wird.
@MAGolding: Jahr: Das habe ich geschrieben. Tidal Locking damit hast du recht. Ich habe es überprüft, und es ist tatsächlich die Laplace-Resonanz, die Io exzentrisch und damit extrem gezeitenaktiv hält.
@Alexander: Aus irgendeinem unbekannten Grund ging ich davon aus, dass blaue Nachzügler nicht so leuchtend (oder groß) sein müssen wie "richtige" blaue Sterne, da ich dachte, dass Sie vernünftigerweise einen blauen Nachzügler mit den Eigenschaften eines haben können F-Klasse-Stern mit einer Leuchtkraft von zB 5 L☉. Allerdings scheine ich völlig missverstanden zu haben, was blaue Nachzügler sind ...
Temperatur und Klima "unter" dem Gasriesen in einem gezeitenfesten Mond
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