Dies ist eine Weiterentwicklung meiner ersten Frage hier (wenn diese meiner ursprünglichen Frage zu ähnlich ist, lassen Sie mich bitte wissen, wie ich dies besser angehen kann, da ich auf diese erste Frage nicht die Antworten bekomme, die ich brauche, um in der Lage zu sein Beantworten Sie diese Frage, und sie scheinen mir getrennt genug zu sein.)
Wie bei meiner ersten Frage habe ich auf dieser Website viele Fragen und Antworten gefunden, die verwandte Informationen enthalten, aber meine spezifische Frage nicht direkt beantworten. Und ich scheine unvollständige, falsche oder widersprüchliche Informationen zu finden. Insbesondere wurde dies durch einen Kommentar veranlasst, dass Io ein wichtiger Faktor in Jupiters Strahlungsgürtel ist, und ich versuchte, in diese Richtung zu recherchieren, fand aber nicht die Informationen, die ich brauchte, daher diese neue Frage. Siehe diese:
Bedingungen für menschliches Leben in einem jupiterähnlichen System
Eingefangene erdähnliche Monde um Gasriesen herum
Natürlich einen Gasriesenmond bewohnbar machen
Berechnung der Strahlungszonen von Gasriesen und die Auswirkungen auf ihre Monde?
Einige meiner Forschungen scheinen darauf hinzudeuten, dass die Strahlung von Gasriesen fast ausschließlich vom Planeten selbst stammt. Andere weisen darauf hin, dass es hauptsächlich eine Funktion des Materials ist, das von umkreisenden Körpern wie Io beigetragen wird. Und nirgendwo habe ich einen Versuch gefunden, es so auszugleichen, wie ich es möchte. Hier also die eigentliche Frage:
Gibt es eine Entfernung zwischen dem Planeten und dem Mond, in der der Mond weit genug vom Planeten entfernt ist, dass die Strahlung des Planeten nicht in einer für das menschliche Leben schädlichen Menge auf die Mondoberfläche gelangen kann, während gleichzeitig der Mond nahe genug am Planeten ist, so dass die Magnetosphäre des Planeten immer noch den gleichen Strahlenschutz vor der Strahlung des Sterns bietet wie die Magnetosphäre der Erde der Erde?
Mit anderen Worten, gibt es eine Lücke zwischen der tödlichen Strahlung des Sterns und der tödlichen Strahlung des Planeten, und könnte ein Mond den Planeten in dieser Lücke umkreisen?
Wenn eine solche Lücke möglich ist, welche Art von Gasriese wird benötigt, um sie zu schaffen?
Einschränkungen:
Nehmen Sie an, das Leben auf dem Mond sei Leben auf der Erde, ignorieren Sie, wie es dort hingekommen ist
Angenommen, der Mond hat alle notwendigen lebenserhaltenden Funktionen, einschließlich des gleichen Strahlungsschutzes wie die Erdatmosphäre, mit der einzigen Ausnahme, dass er keine eigene Magnetosphäre hat.
Angenommen, keine anderen Monde oder Ringe, die den Gasriesen umkreisen, tragen irgendetwas bei, was die Strahlungsniveaus im System erheblich beeinflussen könnte. Die einzigen Überlegungen zur Strahlung sind der Stern und der Gasriese selbst.
Ignorieren Sie den Grund für die fehlende Magnetosphäre auf der Erde, die im Wesentlichen einen Gasriesen umkreist, in allen anderen lebenserhaltenden Aspekten. obwohl der Mond nicht die gleiche Größe, Masse, Dichte usw. wie die Erde haben muss, wenn solche Anpassungen erforderlich sind, um eine Änderung der Umlaufbahnentfernung vom Gasriesen zu ermöglichen, um ihn in die Lücke in der Strahlung zu bringen, und Solche Änderungen können „von Hand bewegt“ werden, um keine Auswirkungen auf die anderen lebenserhaltenden Funktionen des Planeten zu haben.
Der Gasriese kann jede Größe/Zusammensetzung/Konfiguration haben, die nach aktuellem wissenschaftlichem Verständnis plausibel existieren könnte und die jeder Laie relativ genau als „Gasriese“ bezeichnen könnte, unabhängig von akzeptierten wissenschaftlichen Definitionen und Terminologien (einschließlich Brauner Zwerg, Eisriese). , usw.), aber dass ein Laie nicht einmal versehentlich glauben würde, dass es sich um einen Stern oder einen felsigen Planeten handelt.
Gewünschte Informationen:
Gibt es einen Gasriesen, der ein so kleines/schwaches Strahlungsgürtelsystem haben könnte, dass eine erdähnliche Atmosphäre das Leben davor schützen könnte, und gleichzeitig eine Magnetosphäre, die groß/stark genug ist , dass die Strahlung des Sterns diese Atmosphäre im Inneren nicht entfernen würde? der Zeitrahmen der Evolution des Erdenlebens von der einzelnen Zelle zum Menschen, um eine solche Lücke zu erzeugen?
Ist die Lücke so geformt (Verzerrung durch Sternwind), dass ein Mond den Planeten vollständig umkreisen könnte, ohne die Lücke zu verlassen, oder ohne sie lange genug zu verlassen, um das Leben auf der Erde auf einer evolutionären Zeitskala zu beeinträchtigen?
Wenn die obige Antwort bejahend ist, wie ist der Gasriese beschaffen (Masse, Volumen, Dichte, Zusammensetzung)? Oder ist dies etwas, was die meisten Gasriesen haben könnten, und diejenigen ohne eine solche Lücke sind die Ausnahmen und nicht die Regel?
Zunächst ist es wichtig zu diskutieren, was Strahlungsgürtel sind und wie sie sich bilden. Strahlungsgürtel werden durch geladene Teilchen gebildet, die vom Magnetfeld eines Planeten eingefangen werden und aufgrund der Form dieses Feldes und ihrer eigenen Anfangsgeschwindigkeit dazu neigen, sich in bestimmten Regionen zu sammeln. Die Hauptquelle geladener Teilchen zB in den Van-Allen-Gürteln der Erde ist der Sonnenwind : Teilchen, die von der Sonne emittiert werden.
Im Fall von Jupiter ist das jedoch nur ein Teil der Gleichung. Das meiste Material in Jupiters Strahlungsgürteln, insbesondere der starke, nahe Plasmatorus, stammt nicht von der Sonne oder Jupiter selbst, sondern von seinem Mond Io – bis zu einer Tonne pro Sekunde , meist in Form von abgetragenem ionisiertem Gas von seiner Oberfläche. Saturn hat kleinere, weniger geladene Plasma-Tori, die von einigen seiner eigenen Monde erzeugt werden . Andererseits haben Neptun und Uranus keine analogen Monde, und daher fehlen ihren Magnetosphären starke innere Strahlungsgürtel.
Es scheint daher vernünftig zu erwarten, dass einem ansonsten jupiterähnlichen Gasriesen (oder jeder anderen Art von Gasriesen), dem ein Io-Analogon fehlt, auch der Plasmatorus fehlen wird, der Jupiter so unwirtlich macht. Es kann sogar sein, dass die Anwesenheit eines erdgroßen Mondes im System des Gasriesen eine Io-ähnliche Umlaufbahn instabil machen und ihm zusätzlichen Schutz gegen die Möglichkeit von Strahlungsgürteln geben würde.
Schließlich darf man die Magnetosphäre des Mondes nicht außer Acht lassen. Ganymed, ein weiterer Jupitermond, hat – einzigartig unter den Monden im Sonnensystem – seine eigene permanente Magnetosphäre , die ihn vor der Strahlungsumgebung schützt, in der er sich befindet, ähnlich wie die Erde ihn vor dem Sonnenwind schützt. Ein großer Körper von erdähnlicher Zusammensetzung (differenziert, mit einem geschmolzenen Eisenkern) hätte absolut seinen eigenen Schutz vor streunenden Sonnenpartikeln oder solchen, die von anderen Monden abgetragen werden.
Um das Ganze zusammenzufassen:
Ja , es ist möglich, einen Gasriesen ohne einen starken inneren Strahlungsgürtel zu haben, der eine Gefahr für seine Monde darstellen würde, während er immer noch eine Magnetosphäre hat.
Ja , es sollte sich jederzeit innerhalb der Magnetosphäre des Gasriesen befinden, und es müsste auch eine eigene Magnetosphäre berücksichtigt werden, die zusätzlichen Schutz bieten könnte.
Potentiell jeder. Der Schlüsselfaktor scheint eher das Vorhandensein von Monden in der Nähe zu sein als irgendetwas, das dem Gasriesen innewohnt. Einige Arten von Gasriesen könnten mehr oder weniger wahrscheinlich solche Monde haben, und die Bildung oder das Einfangen eines erdgroßen Mondes wird wahrscheinlich einen gewissen Effekt haben, aber es kann einfach Glück sein.
Ein potenziell bewohnbarer Exomond eines riesigen Exoplaneten könnte also vor der Strahlungszone geschützt werden, indem er nicht mit der Strahlungszone umkreist, die der riesige Exoplanet möglicherweise nicht hat, abhängig von verschiedenen Faktoren, und wenn der riesige Exoplanet eine gefährliche Strahlungszone hat, diese Zone möglicherweise nicht die gesamte Region abdecken, in der ein bewohnbarer Exomond seinen Planeten umkreisen sollte, abhängig von verschiedenen Faktoren.
Ein bewohnbarer Exomond könnte auch durch die eigene Magnetosphäre des Exomonds vor der gefährlichen Strahlung geschützt werden, die der Strahlungsgürtel des Planeten ist. Der Exomond könnte also möglicherweise ohne negative Auswirkungen in der gefährlichen Strahlungszone umkreisen.
Ein Exomond mit der richtigen Masse und Zusammensetzung, der sich mit der richtigen Geschwindigkeit dreht, könnte eine sehr starke und mächtige Magnetosphäre haben. Diese Magnetosphäre würde durch die Rotation des Kerns des Exomonds erzeugt, was auch notwendig wäre, um die Plattentektonik anzutreiben, die auch notwendig sein könnte, damit der Exomond bewohnbar ist.
Es gibt einen Artikel:
"Exomoon Habitability Constrained by Illumination and Tidalheating" von Rene Heller und Roy Barnes, Astrobiology, Januar 2013.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3549631/[4]
In Abschnitt 2, Bewohnbarkeit von Exomonden, diskutieren sie im sechsten Absatz den Massenbereich, der notwendig ist, damit hypothetische Exomonde bewohnbar sind:
Eine Mindestmasse eines Exomonds ist erforderlich, um eine magnetische Abschirmung auf einer Milliarden-Jahres-Zeitskala anzutreiben (Ms≳0,1M⊕; Tachinami et al., 2011); um eine substanzielle, langlebige Atmosphäre aufrechtzuerhalten (Ms≳0,12M⊕; Williams et al., 1997; Kaltenegger, 2000); und um die tektonische Aktivität anzutreiben (Ms≳0,23M⊕; Williams et al., 1997), die notwendig ist, um die Plattentektonik aufrechtzuerhalten und den Kohlenstoff-Silikat-Kreislauf zu unterstützen. Schwache interne Dynamos wurden in Merkur und Ganymed entdeckt (Gurnett et al., 1996; Kivelson et al., 1996), was darauf hindeutet, dass Satellitenmassen > 0,25 M⊕ für Überlegungen zur Bewohnbarkeit des Exomonds angemessen sein werden. Diese untere Grenze ist jedoch keine feste Zahl. Weitere Energiequellen – wie radiogene und Gezeitenheizung sowie die Auswirkung der Zusammensetzung und Struktur eines Mondes – können die Grenze in beide Richtungen verändern. Eine obere Massengrenze ist durch die Tatsache gegeben, dass zunehmende Masse zu hohen Drücken im Inneren des Planeten führt, was die Mantelviskosität erhöht und die Wärmeübertragung im gesamten Mantel sowie im Kern verringert. Oberhalb einer kritischen Masse wird der Dynamo stark unterdrückt und wird zu schwach, um ein Magnetfeld zu erzeugen oder Plattentektonik aufrechtzuerhalten. Diese maximale Masse kann bei etwa 2M⊕ liegen (Gaidos et al., 2010; Noack und Breuer, 2011; Stamenković et al., 2011). Zusammenfassend erwarten wir, dass etwa Monde von Erdmasse bewohnbar sind, und diese Objekte könnten mit dem neu gestarteten Hunt for Exomoons with Kepler (HEK)-Projekt (Kipping et al., 2012) nachweisbar sein. was die Mantelviskosität erhöht und die Wärmeübertragung im gesamten Mantel sowie im Kern verringert. Oberhalb einer kritischen Masse wird der Dynamo stark unterdrückt und wird zu schwach, um ein Magnetfeld zu erzeugen oder Plattentektonik aufrechtzuerhalten. Diese maximale Masse kann bei etwa 2M⊕ liegen (Gaidos et al., 2010; Noack und Breuer, 2011; Stamenković et al., 2011). Zusammenfassend erwarten wir, dass etwa Monde von Erdmasse bewohnbar sind, und diese Objekte könnten mit dem neu gestarteten Hunt for Exomoons with Kepler (HEK)-Projekt (Kipping et al., 2012) nachweisbar sein. was die Mantelviskosität erhöht und die Wärmeübertragung im gesamten Mantel sowie im Kern verringert. Oberhalb einer kritischen Masse wird der Dynamo stark unterdrückt und wird zu schwach, um ein Magnetfeld zu erzeugen oder Plattentektonik aufrechtzuerhalten. Diese maximale Masse kann bei etwa 2M⊕ liegen (Gaidos et al., 2010; Noack und Breuer, 2011; Stamenković et al., 2011). Zusammenfassend erwarten wir, dass etwa Monde von Erdmasse bewohnbar sind, und diese Objekte könnten mit dem neu gestarteten Hunt for Exomoons with Kepler (HEK)-Projekt (Kipping et al., 2012) nachweisbar sein.
Die Obergrenze von etwa 2 Erdmassen sollte sowohl für Exoplaneten als auch für Exomonde gelten.
Heller und Barnes geben die Quelle für die Bedeutung der Plattentektonik für die Bewohnbarkeit an als:
Williams DM Kasting JF Wade RA Bewohnbare Monde um extrasolare Riesenplaneten. Natur. 1997;385:234–236. [PubMed] [Google Scholar]
Heller und Barnes geben die Quellen für eine obere Massengrenze bei etwa 2 Erdmassen an als:
Gaidos E. Conrad CP Manga M. Hernlund J. Thermodynamik begrenzt Magnetodynamos in felsigen Exoplaneten. Astrophys J. 2010;718:596–609. [Google Scholar]
Noack L. Breuer D. Plattentektonik auf erdähnlichen Planeten [EPSC-DPS2011-890]. EPSC-DPS Joint Meeting 2011, European Planetary Science Congress und Division for Planetary Sciences der American Astronomical Society; 2011. [Google Scholar]
Stamenković V. Breuer D. Spohn T. Thermische und Transporteigenschaften von Mantelgestein bei hohem Druck: Anwendungen auf Supererden. Ikarus. 2011;216:572–596. [Google Scholar]
Es ist möglich, dass die Bedeutung der Plattentektonik für die Bewohnbarkeit und die obere Massengrenze von etwa der zweifachen Erdmasse für die Plattentektonik nicht von allen an Astrobiologie interessierten Wissenschaftlern akzeptiert werden, aber ich habe das nicht untersucht.
Auf jeden Fall scheint es möglich, dass Exomonde die richtige Masse, Zusammensetzung, Rotation und Umlaufbahn haben, um vor den Auswirkungen der Strahlungszonen ihres Planeten sicher zu sein, und auch andere notwendige Eigenschaften für die Bewohnbarkeit haben.
AlexP
Harthag
AlexP
Harthag