Was ist eine brauchbare Formel, um die notwendige Stärke des Magnetfelds eines Planeten zu bestimmen, damit er bewohnbar ist?

Nach meinem Verständnis ist ein Teil des Grundes, warum Leben auf der Erde neben ihrer Ozonschicht existieren kann, auf ihr Magnetfeld zurückzuführen, das den Planeten und sein Leben vor Sonnenwinden schützt und verhindert, dass die Atmosphäre abgetragen wird. Nun ist mir bewusst, dass das Magnetfeld der Erde an einigen Stellen auch etwas in der Stärke variiert (von 25 bis 65 Mikrotesla oder 0,25 bis 0,65 Gauss), aber das gilt nur gegen die Winde von Sol, die je nach zwischen etwa 400 und 750 km / s variieren wo der Planet die Fackel empfängt.

Da für so etwas viele Faktoren berücksichtigt werden müssen, bin ich sicher, dass es keine Formel gibt, die Genauigkeit garantiert, obwohl es wahrscheinlich eine gibt, die eine Schätzung liefert. Stern- und Planetengröße, Entfernung voneinander, möglicherweise die axiale Neigung beider Himmelskörper und die Häufigkeit von Eruptionen sind alles Faktoren, die meiner Meinung nach im Auge behalten werden sollten. Was ich im Wesentlichen verlange, ist eine Möglichkeit, die notwendige Stärke des Magnetfelds eines Planeten zu bestimmen, um das Leben mit einer bestimmten Formel zu unterstützen, wobei ein erdähnlicher Planet etwa 1,65 AE von einem Stern vom Spektraltyp F8 entfernt als Teil eines Beispiels verwendet wird.


HINWEIS: Wenn weitere Informationen benötigt werden, fragen Sie bitte nach. Ich habe nur das aufgenommen, was ich für relevant hielt, daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ich etwas Wichtiges übersehen habe.

Wir können uns nichts einfallen lassen, das auch nur annähernd so eindeutig ist wie eine Formel, während wir nur ein Beispiel eines lebenstragenden Planeten haben, von dem aus wir arbeiten können. Wir denken, dass Planeten wahrscheinlich Magnetfelder brauchen, um Leben aufzunehmen, aber wir werden keine klare Vorstellung davon haben, wie stark diese Magnetfelder sein müssen, bis wir viel mehr Beispiele haben.
Sternklasse und Flare-Aktivität, sowohl in Bezug auf Häufigkeit als auch Intensität, sind nicht unbedingt korreliert, es sei denn, die Klassifizierung bezieht sich auf einen „Flare-Stern“, was eine Beantwortung dieser Frage fast unmöglich macht.
@MikeScott Das hatte ich befürchtet, aber ich dachte, jemand könnte eine Schätzung haben, die mit anderen Faktoren korreliert. Auf jeden Fall einen Versuch wert.

Antworten (2)

Die notwendige Kraft ist null

Vielleicht nicht die Antwort, nach der Sie suchen, aber aus unserem Sonnensystem geht hervor, dass ein Planet ohne ein geologisches Magnetfeld eine Atmosphäre aufrechterhalten kann. Die Venus hat eine solche Atmosphäre und kein Magnetfeld (siehe Überlegungen). Titan hat ebenfalls eine Atmosphäre, obwohl es keine ausreichenden Beweise dafür gibt, dass er schon immer eine Atmosphäre hatte.

Zählen Sie ein induziertes Magnetfeld?

Es gibt Planeten, die Magnetfelder haben, die nicht durch die Wirkung ihres geschmolzenen Kerns verursacht werden, wie es bei der Erde der Fall ist. Die Atmosphäre der Venus ist so massiv, dass sie ihr eigenes induziertes Magnetfeld verursacht. Europas unterirdischer Ozean verursacht auch ein induziertes Magnetfeld. Sie könnten also einen Planeten ohne bloßes geologisches Magnetfeld haben, aber sobald er einen großen Ozean oder eine Atmosphäre erlangt, beginnt er sich selbst zu schützen.

Andere Möglichkeiten, eine Atmosphäre zu bewahren

Während ein Magnetfeld eine Atmosphäre auf geologischer Ebene schützen kann, kann dies auch die Schwerkraft tun. Wenn wir die Erde massiver, aber weniger dicht machen würden, dann wäre die Fluchtgeschwindigkeit größer, aber die Oberflächengravitation könnte gleich sein. Auf die Spitze getrieben hat Saturn eine geringere Oberflächengravitation als die Erde, aber eine fast viermal so hohe Fluchtgeschwindigkeit. Wenn Sie also an der Masse und Zusammensetzung von Planeten herumbasteln, können Sie eine Atmosphäre ohne Magnetfeld erhalten.

Sie können Ihre Atmosphäre auch kontinuierlich auffüllen

Es gibt einige Hinweise (aus Isotopenverhältnissen), dass der größte Teil der Atmosphäre Titans im Laufe der geologischen Zeit verloren gegangen ist. Daher muss es eine Möglichkeit geben, es wieder aufzufüllen, da es immer noch da ist. Dies ist nicht klar, aber das Ausgasen aus dem Inneren des Planeten ist eine Option, ebenso wie die Hinzufügung in Form von außerplanetarischen Trümmern. Während viele Kometeneinschläge möglicherweise nicht gut für das Geschäft auf Ihrem Planeten sind, könnte das Abwerfen eines Planetenrings, eines zerbrochenen Eismonds oder eines Asteroidengürtels auf die Oberfläche eines Planeten im Laufe der geologischen Zeit möglicherweise eine stabile Atmosphäre für Hunderte von Millionen Jahren schaffen.

Fazit

Obwohl der Geist Ihrer Frage nicht beantwortet wird, gibt es mehrere Möglichkeiten, eine Atmosphäre lange genug aufrechtzuerhalten, damit sich Leben entwickeln kann, ohne dass ein geologisches Magnetfeld erforderlich ist. Die direkte Antwort wäre also, dass die notwendige Magnetfeldstärke 0 Tesla beträgt.

Ich weiß diese Antwort sehr zu schätzen, aber mein Hauptanliegen bei Magnetfeldern war mehr der Schutz vor energiereichen UV-Strahlen. Ich meine, es gibt viele Möglichkeiten, das zu umgehen, da bin ich mir sicher, aber ich wollte ehrlich gesagt nur sehen, wie groß eine Aurora Borealis ist, wenn ich in ein Projekt hineinjamme, lol
@Plejaden Ein Magnetfeld lenkt keine UV-Strahlen ab, sondern lenkt geladene Teilchen (meistens Protonen) ab, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Sonne fliegen. Wenn diese Partikel auf die Atmosphäre treffen, setzen sie UV frei. Aber wenn die Atmosphäre dick genug ist, kann dieses UV-Licht möglicherweise nicht einmal an die Oberfläche gelangen. Außerdem gibt es bestimmte Dinge (Kohlendioxid und Wasser kommen mir in den Sinn), die UV- und andere hochenergetische Strahlung besser absorbieren als andere. Hohe Konzentrationen dieser Gase oder dicke Wolken davon könnten auch die UV-Strahlung blockieren.

Ich habe kürzlich selbst ein wenig zu diesem Thema recherchiert. Ich habe die wirklich schwierigen mathematischen Dinge übersprungen, indem ich einen erdähnlichen Planeten mit den richtigen Spezifikationen ausgewählt habe. Natürlich betrachtete ich hauptsächlich die Größe der Sonne, die Anzahl der Planeten im System, die Anzahl der Satelliten, die diesen Planeten umkreisen, wo sich die Position des Planeten innerhalb der bewohnbaren Region der Sonne befand, und andere Variablen, die ich für notwendig hielt Menschenleben zu unterstützen. Allerdings erfüllt von den Planeten in unserem Sonnensystem nur Juptiers Mond Ganymed ähnliche Anforderungen, da auch er ein eigenes Magnetfeld erzeugt. Da sein Geschwister IO ein heißer Planet sein soll, kann ich mir nicht vorstellen, dass Ganymed nicht kühler wäre, gemessen an seiner Nähe zu Jupiter, obwohl er selbst keine Sonne ist, sondern ein Gasriese. Ich berücksichtigte auch die Anzahl der Tage, die der Planet brauchte, um sich um die Sonne zu drehen, und wählte nur etwas innerhalb der Reichweite unseres eigenen Planeten, in der Annahme, dass mehrere hundert Tage mehr oder weniger eine der Voraussetzungen für die Erhaltung des menschlichen Lebens sind. Mein Planet hat tatsächlich ein etwas längeres Jahr als unser eigener, aber nicht viel mehr als 400 Tage. Ich habe mich auch dafür entschieden, einen 26-Stunden-Tag und eine Acht-Tage-Woche statt nur sieben zu haben, was logischerweise die Zeitspanne eines Monats verlängert. Hoffe das hilft. Ps. Ich habe auch berücksichtigt, dass die Sonne vom gleichen Typ sein müsste wie unsere eigene, in der Reichweite eines Planeten der G-Klasse, nur wenige Grad von Sol entfernt. Mein Planet hat tatsächlich ein etwas längeres Jahr als unser eigener, aber nicht viel mehr als 400 Tage. Ich habe mich auch dafür entschieden, einen 26-Stunden-Tag und eine Acht-Tage-Woche statt nur sieben zu haben, was logischerweise die Zeitspanne eines Monats verlängert. Hoffe das hilft. Ps. Ich habe auch berücksichtigt, dass die Sonne vom gleichen Typ sein müsste wie unsere eigene, in der Reichweite eines Planeten der G-Klasse, nur wenige Grad von Sol entfernt. Mein Planet hat tatsächlich ein etwas längeres Jahr als unser eigener, aber nicht viel mehr als 400 Tage. Ich habe mich auch dafür entschieden, einen 26-Stunden-Tag und eine Acht-Tage-Woche statt nur sieben zu haben, was logischerweise die Zeitspanne eines Monats verlängert. Hoffe das hilft. Ps. Ich habe auch berücksichtigt, dass die Sonne vom gleichen Typ sein müsste wie unsere eigene, in der Reichweite eines Planeten der G-Klasse, nur wenige Grad von Sol entfernt.https://en.wikipedia.org/wiki/So