Wäre Europa ein Ozeanplanet, wenn er in der bewohnbaren Zone wäre?

Wenn ein Europa-ähnlicher Körper in der bewohnbaren Zone der Sonne wäre, sagen wir in einer Umlaufbahn zwischen Erde und Mars, würde der Körper ein Wasserozeanplanet werden und bleiben? In der bewohnbaren Zone würde die Sonne die eisige Oberfläche Europas erwärmen und schmelzen, die sich zunächst in Wasserdampf verwandeln wird, weil Europa keine Atmosphäre hat, aber der Wasserdampf könnte eine Atmosphäre um Europa bilden (die auch Sauerstoff enthalten würde) und schließlich Europa könnte eine flüssige Wasseroberfläche bekommen. Wird das möglich sein? Und würde die Atmosphäre bleiben oder könnte sie aufgrund der geringen Schwerkraft Europas nicht bleiben? Aber was wäre, wenn der europaähnliche Körper eine marsähnliche Schwerkraft und/oder eine erdähnliche Magnetosphäre hätte?

Ohne Magnetfeld wird der Sonnenwind bald die Atmosphäre abblasen und das Wasser wird teilweise gefrieren und teilweise verdunsten.
@YellowSky Und wenn es eine erdähnliche Magnetosphäre hätte?
Dann wäre es etwas zwischen Mars und Mond, da Europa kleiner als der Mond ist und sogar der Kern des viel größeren Mars vor Milliarden von Jahren gefroren ist. Wenn Europa die Größe der Erde mit einer Magnetosphäre wie der Erde hätte, wäre es wie Erden mit einem viel tieferen Ozean.

Antworten (1)

Nach Arnscheidt et al. (2019) „ Atmospheric Evolution on Low-Gravity Waterworlds “ findet der Übergang zwischen „planetenähnlicher“ und „kometenähnlicher“ (entweichender) Atmosphäre bei einer Oberflächengravitation von etwa 1,48 m/s 2 statt . Als Einschränkung gilt, dass die in der Abhandlung betrachteten Wasserwelten Objekte sind, die Wasserreservoirs von 40 % der Gesamtmasse haben, was ein viel größerer Anteil ist als Mars oder Europa, solche Welten wären eher wie skalierte Versionen von Ganymed.

Die Oberflächengravitation auf Europa beträgt 1,315 m/s 2 und liegt damit auf der kometenähnlichen Seite des Übergangs. Demnach scheint es unwahrscheinlich, dass Europa angesichts des atmosphärischen Entweichens langfristig bewohnbare Bedingungen aufrechterhalten könnte.

Die Schwerkraft des Mars beträgt 3,71 m/s 2 , was ihn auf die planetenähnliche Seite des Übergangs bringt, sodass ein „Super-Ganymed“ mit marsähnlicher Schwerkraft wahrscheinlich in der Lage wäre, langlebige bewohnbare Bedingungen aufrechtzuerhalten.

Sie stellen auch fest, dass die hohe Albedo des Eises bedeutet, dass schmelzende Eiswelten dazu neigen, den langlebigen bewohnbaren Zustand vollständig zu überspringen und direkt vom gefrorenen Zustand in ein außer Kontrolle geratenes Gewächshaus/atmosphärisches Entkommen übergehen:

Das Eis-Albedo-Feedback kann Übergänge von Schneeballzuständen zu gemäßigten Zuständen behindern: Dies wurde bereits für Welten mit terrestrischer Masse gezeigt ( Yang et al. 2017 ). Wir können das Eis-Albedo-Feedback in unser Modell integrieren, indem wir die einfache Albedo-Schrittfunktion verwenden

A ( T S ) = { a ICH T S < 273 K a L T S ≥ 273 K
Wo a ICH ist die Albedo des eisigen (Schneeball-)Zustands und a L ist die Albedo, wenn flüssiges Oberflächenwasser vorhanden ist. Hysteresediagramme für verschiedene Auswahlmöglichkeiten von a ICH sind in Abbildung 5 dargestellt. Wir beobachten, dass ein Schneeballzustand, der eine stellare flussgetriebene Deglaziation erfährt, im Allgemeinen den langlebigen Zustand vollständig umgeht, mit Ausnahme von sehr niedrigen a ICH Werte. Obwohl der Mechanismus, der den inneren Rand der bewohnbaren Zone festlegt, unterschiedlich ist, ist die Schlussfolgerung, dass der bewohnbare Zustand wahrscheinlich umgangen wird, wenn die Sternfluss-getriebene Deglaziation stattfindet, die gleiche wie die von Yang et al. (2017).

(Hervorhebung von mir)

Wenn sich eine Zivilisation auf einem bewohnbaren Planeten mit einer Oberflächengravitation von 1,48 m/s^2 und einer erdähnlichen Dichte entwickelt, könnten sie sicherlich als Bonus billig zur Raumfahrt zurückkehren. Eine geringe Fluchtgeschwindigkeit würde Raumkanonen im Verne-Stil und eine einstufige Umlaufbahn leicht zu implementieren machen.
@ksousa ja, obwohl das niedrige Δv, um in ihre eigene Umlaufbahn zu gelangen, ihnen immer noch nur begrenzt helfen würde, zu anderen Körpern zu gelangen - das würde sowieso große mehrstufige Raketen erfordern. Eher ein Gamechanger ist, dass sie vielleicht tatsächlich in der Lage sein könnten, einen Weltraumaufzug mit Schleuderverlängerung zu bauen, der dann sogar interplanetare Starts mit nur bescheidenem Energiebedarf ermöglichen würde.
@leftaroundabout: Die geringere Masse ihrer Heimatwelt (1,48 m / s ^ 2 Oberflächengravitation - etwa 15% der Erddichte - auf einem Körper mit der Dichte der Erde erfordert einen Körper, der viel weniger massiv ist als die Erde; da die Oberflächengravitation eines Körpers mit a Da die Dichte proportional zur Kubikwurzel der Körpermasse ist, würde dies zu einer Heimatwelt mit einer Masse von etwa einem Drittel eines Prozents der Erde führen ) würde sich auch in einer flacheren Gravitation niederschlagen, was es viel einfacher macht, der Heimatwelt zu entkommen Einflussbereich - und sobald sie sich im interplanetaren Raum befinden, könnten sie die Schwerkraftunterstützung nutzen (1/2)
(2/3) um im Wesentlichen kostenlos zu anderen Körpern in ihrem Sonnensystem zu gelangen (ggf. beginnend mit Schwerkraftunterstützung von der Heimatwelt selbst). Andererseits hätte ein Körper mit der gleichen Zusammensetzung wie die Erde, aber weniger Masse, eine erheblich geringere Dichte (aufgrund der dichteerhöhenden Wirkung der Gravitationskompression - der Grund, warum die Erde der dichteste gravitativ gerundete Körper in unserem Sonnensystem ist , dichter sogar als Merkur - viel schwächer), wodurch sein Radius vergrößert und seine Oberflächengravitation weiter geschwächt wird, und daher ein etwas massiverer Körper erforderlich ist, um (2/3)
(3/3) vermeiden, unter die kritische Oberflächengravitationsschwelle von 1,48 m/s^2 zu fallen; dies würde den Einflussbereich des Körpers etwas vertiefen und einen Teil des Nutzens aus dem erstgenannten Effekt teilweise zunichte machen.
„Schwerkraft unterstützt von der Heimatwelt selbst“ funktioniert nicht sehr gut. Ich weiß, das ist möglich, aber dazu muss man einige Male um die Sonne kreisen. Für eine zeitsparende Reise müssen Sie ziemlich genau mit genügend Δv beginnen, um zumindest zu Ihrem Nachbarplaneten zu gelangen.
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