Wenn Saturn oder Jupiter in der Erdumlaufbahn wären, wäre einer ihrer Monde für Menschen bewohnbar?

Die meisten bisher gefundenen Exoplaneten sind in ihrer Größe mit Jupiter oder Saturn vergleichbar. Die, wie wir wissen, problematisch für die menschliche Besiedlung sind. Aber ihre Monde haben viel Potenzial.

Einige dieser großen Exoplaneten befinden sich in der Goldilocks-Zone . Angesichts dessen, was wir über die Monde von Jupiter und Saturn wissen, wären die Monde bewohnbar, wenn wir Duplikate von ihnen finden sollten, die in der Goldilocks-Zone eines anderen Sterns kreisen?

Mit bewohnbar meine ich, dass es wahrscheinlicher unabhängiges Leben der Ureinwohner unterstützt als der Mars oder deutlich weniger unterstützende Technologie benötigt als der Mars.

Wenn der Mars näher an der Sonne wäre, wäre er vermutlich wärmer, hätte aber auch weniger Atmosphäre. Wenn Sie den Mars in Ihrer Antwort vergleichsweise verwenden möchten, ist es akzeptabel, ihn hineinzubewegen und die Atmosphäre anzupassen.
Jupiter würde dann 27-mal mehr Sonnenstrahlung abbekommen (denken Sie an „Wärme“), und Saturn würde 91-mal mehr abbekommen. Jupiter wäre nicht mehr „Jupiter“ und Saturn nicht mehr „Saturn“. Ich weiß nicht, wie sie sein würden, vielleicht nur etwas leichter?

Antworten (3)

Für Jupiter- und Saturnmonde ist die einfachste Antwort nein, zumindest nicht viel bewohnbarer als unser eigener Mond, da keiner dieser Monde ein eigenes Magnetfeld oder eine ausreichende Masse hat und ihre Atmosphäre schließlich durch den ionosphärischen Wasserstoffverlust bedingt wäre zum Sonnenwind. Eine etwas schwierigere Antwort ist, wie viele dieser Monde gut innerhalb des eigenen Magnetfelds des Mutterplaneten liegen und dennoch ausreichend vor Sonnenwinden und kosmischer Strahlung geschützt sind, um eine atembare Atmosphäre, flüssiges Wasser und Leben, wie wir es kennen , aufrechtzuerhalten .

Innerhalb der Goldilocks-Zone zu sein bedeutet auch, dass diese Himmelskörper weit innerhalb der Schneegrenze des Sterns kreisen würden , sodass sich ihre Oberflächen völlig anders formen würden, als sie es tatsächlich im äußeren Sonnensystem hinter der Schneegrenze haben. Sie würden nicht so viel Wassereis bilden wie sie, und das flüssige Wasser wäre stärker dem austretenden Wasserstoff ausgesetzt (Wasserstoffatome sind nicht wirklich stark an Sauerstoffatome in Wassermolekülen gebunden, und die UV-Strahlung in der oberen Erdatmosphäre reicht aus um extrem leichte Wasserstoffionen zu erzeugen, die sich in die Ionosphäre bewegen).

Es ist also schwer zu sagen, wie solche Monde überhaupt aussehen würden. Würden sie unfruchtbare Felsen sein? Oder konnten sie genug Wasser halten und eine atembare Atmosphäre aufrechterhalten? Würden sie sich überhaupt aus der protoplanetaren Scheibe bilden, oder würden wir hauptsächlich gefangene Planetesimale sehen, die den Goldlöckchen-Jupiter umkreisen? Ich bin mir nicht sicher, ob irgendjemand diese Fragen überhaupt beantworten kann, es gibt genug Diskussionen, sogar über die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems, aber ich bin ziemlich zuversichtlich, dass es nicht viel Sinn macht, darüber zu diskutieren, ob Titan, Enceladus, Europa und ähnliche Monde von Jupiter und Saturn könnte eigene, auf Wasser basierende Lebensformen unterstützen oder für die menschliche Besiedlung geeignet sein, es sei denn, wir können mit ziemlicher Sicherheit feststellen, dass sie überhaupt existieren könnten. Soweit wir wissen, Es ist ihnen möglicherweise nicht möglich, so viel Wasser zu halten wie einige der Jupiter- und Saturnmonde. Es ist also durchaus möglich, dass wir viel kleinere, felsige Monde und Kleinstmonde mit noch geringerer Masse und Oberflächengravitation sehen, als wir es derzeit tun.

Aber ich werde nicht sagen, dass es unmöglich ist. Jupiter hat ein unglaublich starkes Magnetfeld, das wahrscheinlich durch den metallischen Wasserstoff aufrechterhalten wirdin seinem Kern und ist groß genug, um sich fast bis zu anderen Nachbarplaneten zu erstrecken. Aber wie sich all dieser Wasserstoff tatsächlich in protoplanetaren Scheiben bewegt, während sich ihre Sterne entwickeln, ihre Temperatur erhöhen und die Schneegrenze verschieben und leichtere Partikel wegblasen, während sie gleichzeitig viel Wasserstoff verbrauchen, um ihre Kernfusion aufrechtzuerhalten, ist noch ein bisschen eines Mysteriums, ebenso wie die Quelle des gesamten Wassers der Erde. Vielleicht haben wir das meiste davon durch spätes schweres Bombardement von eisigen Asteroiden gewonnen, als die Erdoberfläche begann, sich zu verfestigen? Was ich also sagen will, ist, dass, wenn sich solche Jupiter näher an ihrem Mutterstern und innerhalb der Goldilocks-Zone bilden, wir nicht wirklich wissen, ob sie überhaupt in der Lage wären, ein ausreichend starkes Magnetfeld aufrechtzuerhalten. Die Zusammensetzung ihrer inneren Kerne könnte völlig anders sein als bei unserem Jupiter.

Wie auch immer, dies sind nur einige Gedanken zu diesem Thema und warum ich denke, dass es zu spekulativ ist und wir nicht genügend Verständnis für die Entstehung unseres eigenen Sonnensystems haben, um dieses Wissen auf Exoplaneten zu übertragen, über die wir noch weniger wissen. Ich denke, der Beweis für den Pudding muss im Essen liegen. Dh wir werden es wissen, wenn wir welche entdecken.

„weil keiner dieser Monde ein eigenes Magnetfeld oder eine ausreichende Masse hat“ Dies scheint spekulativ. Gibt es eine Massenobergrenze dafür, wie groß die Monde eines Gasriesen sein können? Ganymed und Titan sind fast so groß wie der Mars. Es scheint plausibel, dass es Gasriesen in anderen Sternensystemen mit erdgroßen Monden gibt. Venus ist weniger massiv als die Erde, hat ein viel schwächeres Magnetfeld. Da es näher an der Sonne liegt, sind die Sonnenwinde stärker. Die Venus hat jedoch eine dickere Atmosphäre als die Erde.
@HopDavid Ich habe klargestellt, dass ich Jupiter- und Saturnmonde (in unserem eigenen Sonnensystem) gemeint habe. Ich habe nicht gesagt, dass es in anderen Welten nicht möglich ist, was ich meinte, war, dass keiner der Monde der Gasriesen im Sonnensystem ein eigenes Magnetfeld hat, das in der Lage ist, den Verlust der Atmosphäre durch den Sonnenwind zu verhindern. Ich habe nichts über einige exoplanetare Monde (Exmonde) angenommen, von denen wir nichts wissen. Ich habe nur erklärt, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass sie so viel Wasser ansammeln, wie sie es tun würden, wenn sie sich jenseits der Schneegrenze bilden würden, und dass sie Probleme haben würden, es festzuhalten. Das ist alles.
Beim erneuten Lesen der Frage sehe ich, dass James Jenkins nach Duplikaten der Monde von Jupiter und Saturn fragt. Ja, Ihre Antwort ist für Jupiter- oder Saturnmonde genauer. Aber ich stimme noch nicht ganz zu. Wie ich bereits erwähnt habe, wenn die atmosphärische Dicke eine Funktion von Temperatur, Sonnenwind, Schwerkraft und Magnetfeld wäre, dann müsste die Venus eine dünnere Atmosphäre als die Erde haben. Jeder Körper hat eine andere Geschichte, die ihn zu dem macht, was er ist.
@HopDavid Venus befindet sich nicht wirklich innerhalb der Goldilocks-Zone, sie ist etwas zu nahe an der Sonne, und das Entweichen von Wasserstoff ist dort ein großer Faktor. Sogar die meisten der vorgeschlagenen Wege zur Terraformung der Venus beinhalten auf irgendeine Weise das Einbringen von Wasserstoff in ihre Atmosphäre. Wasserstoff ist nicht nur wasserrelevant, sondern reduziert über Sabatier- und/oder Bosch-Reaktionen auch atmosphärische Kohlenoxide. Aber es würde es immer noch verlieren, da kein Magnetfeld vorhanden ist (kurz vor einem schwachen in seiner Ionosphäre, da der ionosphärische "Schwanz" des Protonengradienten den Wasserstoffverlust etwas verlangsamt).
Ich werde meine Antwort wahrscheinlich aktualisieren, um einen weiteren Punkt aufzunehmen - Gezeitenausbeulung. Wenn der Mutterplanet weniger Wasserstoff in seinem Kern hätte, um ein massives Magnetfeld aufrechtzuerhalten, müssten die Monde ihn viel näher umkreisen, um noch innerhalb des Magnetfelds zu sein. Bei größeren Mengen flüssigen Wassers wird das dann zum Problem und die Gezeitenkräfte wären enorm. Wenn es das Innere des Enceladus flüssig halten kann, stellen Sie sich vor, was es tun würde, wenn seine Oberfläche ebenfalls flüssig wäre. Ich bin mir nicht sicher, ob es nicht einfach dazu führen würde, den ganzen Mond zu dehnen, nur um eine größere Oberfläche zu haben, die Sonnenwinden und Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist.
Stellen wir uns also eine Kugel mit Radius r vor, die zu einem langgestreckten Sphäroid gleichen Volumens gestreckt wird. 4 / 3 π r 3 = 4 / 3 π a b 2 Wo b = a 1 − e 2 r 3 = a 3 ( 1 − e 2 ) Lassen Sie uns unseren Mond wirklich dehnen und e = lassen 1 / 2 2 r 3 = a 3 a= 2 1 / 3 r und b = 2 − 1 / 6 r Wenn die Längsachse zur Sonne zeigt, zeigt der Mond einen Querschnitt von π b 2 das sind etwa 80 % des Querschnitts eines kugelförmigen Mondes, π r 2 . Wenn die lange Achse 90º von der Sonne weg zeigt, stellt sie einen Querschnitt von πab dar, der etwa 112 % von π beträgt r 2 .
Wenn meine Arithmetik stimmt, würde der Querschnitt dieses Mondes zwischen 80 % und 112 % des Querschnitts eines kugelförmigen Mondes gleichen Volumens betragen. Ich bin mir nicht sicher, ob die Gezeitendehnung den durchschnittlichen Querschnitt erhöhen würde, der der Sonne präsentiert wird.
Dass die Venus zu nahe ist, um in der Goldilocks-Zone zu sein, verstärkt mein Argument, dass Magnetfeld und Schwerkraft möglicherweise nicht die dominierenden Faktoren sind, die die Dicke der Atmosphäre bestimmen. Sie haben jedoch Recht, dass die Venus wasserstoffarm ist.
Nun, schöne Berechnung Übrigens, und sie sehen für mich richtig aus, das Problem ist nicht die direkte Sonneneinstrahlungsfläche, aber was Sonnenwinde betrifft, erhöht eine nicht kugelförmige Form die Verlustrate der Atmosphäre durch die Ionosphäre (dh erhöhter Luftwiderstand und Heckwirbel). und Temperaturdelta. Aber selbst das ist irgendwie übertrieben, wenn es bedeutet, dass Sie überhaupt keine harte Oberfläche haben können, weil sie von kilometerhohen Flutwellen und extrem schnellen Winden getroffen würde. Die gesamte Atmosphäre wäre einfach in keiner Weise stabil, und als 75% Wasserwesen bezweifle ich, dass wir solche Gezeitenkräfte auch gut vertragen würden.
In Bezug auf die Atmosphärendicke geht es mir hier nicht um die Dicke irgendeiner atmosphärischen Zusammensetzung. Ich konzentriere mich ganz auf bewohnbare Bedingungen. Aber ja, sicher, man kann hunderte Kilometer dicke Atmosphären mit schwereren Gasen oder auf Körpern mit ausreichender Eigengravitation haben. Letzteres vergrößert aber auch seinen Radius und damit die Gezeitenwirkung. Es gibt immer noch Möglichkeiten, verstehen Sie mich nicht falsch, sogar für atembare Atmosphäre und bewohnbare Monde um Jupiter-ähnliche Exoplaneten. Wir sollten auch nicht vernachlässigen, dass sich das Leben anpassen kann und auch einen Teil davon hat, aber es ist möglicherweise nicht so, wie wir es kennen .
Die meisten Gasriesenmonde sind gezeitenabhängig, ebenso wie der Erdmond, ebenso wie Phobos und Deimos. Es ist vernünftig zu erwarten, dass diese Monde gezeitenabhängig sind. In diesem Fall würde es an einem bestimmten Ort nicht abwechselnd Ebbe und Flut geben. Die Flut würde ständig über dem Nah- und Fernpunkt liegen. Aus diesem Grund sehen wir keine gewaltigen Flutwellen, die sich über die flüssigen Körper auf Titans Oberfläche bewegen. Tatsächlich scheinen Titans "Seen" sehr ruhig und glatt zu sein.
Mir scheint, der Ionenfluss vom Sonnenwind wäre proportional zum Querschnitt, der der Sonne präsentiert wird. Sie haben nicht gezeigt, dass der durchschnittliche Querschnitt eines gestreckten Ellipsoids größer ist als der Querschnitt einer Kugel.
OK, ja, sie wären höchstwahrscheinlich gezeitengesperrt, aber der Ionosphärenbogenschock und die Plasmaschicht wären es nicht, sie wären in Bezug auf die Sonne ausgerichtet. Stellen Sie sich nun einen abgeflachten Ellipsoidmond vor, der sich im Verhältnis zur Sonne um seinen Mutterkörper dreht. Was Sie am Ende haben, ist ein häufiges Abschneiden des Schweifwirbels und der Magnetschweif, der die Verbindung verliert und sich in riesigen Stücken löst. Deshalb würde es schneller Atmosphäre verlieren und damit (in der Goldilocks-Zone) Wasser. Es könnte wahrscheinlich etwas Sauerstoff festhalten, wie es Europa tut, aber Wasserstoff würde noch schneller näher an die Sonne herankommen.
Ich bin mir auch nicht sicher, ob sich solche abgeflachten Sphäroide innerhalb der Goldilocks-Zone bilden. Ich halte Planetenringe für viel wahrscheinlicher als große Monde mit ausreichend Wasser, zumal sie sich aufgrund der Gezeitenbeschleunigung noch näher an ihrem Mutterkörper bilden müssten, als sie später umkreisen würden. Sie könnten jedoch gefangene Körper sein, die sich anderswo gebildet haben, also behaupte ich nicht, wie ich sagte, dass es unmöglich ist.
Sie verschmelzen separate Argumente. Ich habe die Gezeitensperre angeführt, um Ihren Glauben zu bestreiten, dass gewaltige Flutwellen über die Landschaft brechen würden. Bei gezeitengesperrten Körpern würden die Gezeitenausbuchtungen an der gleichen Stelle bleiben, über dem Nahpunkt und dem Fernpunkt. Um Verwirrung zu vermeiden, ist es möglicherweise besser, die Diskussion über den Sonnenwind vorerst zu verschieben.
@HopDavid Ich denke, wir sind längst darüber hinaus, was ich antworte und worum es in der Frage geht. Ich habe jetzt nicht wirklich die Zeit dafür, aber wenn Sie Lust haben, weiter darüber zu diskutieren, bin ich normalerweise in unserem Space Exploration Chat zu finden . Lassen Sie uns diesen Kommentarbereich auf Probleme mit den Posts selbst beschränken, da sie sowieso nicht wirklich dazu gedacht sind, eine dauerhafte Ergänzung zu ihnen zu sein (dh sie sind vorübergehend und werden schließlich gelöscht). Ich stimme dem zu, es gibt viel zu berichten, und wenn ich überall herum bin, entschuldige ich mich (ich konzentriere mich nicht ganz auf diese Diskussion und mache auch andere Dinge, tut mir leid).

Beim ersten Lesen dachte ich, Sie fragen nach möglichen erdähnlichen Monden, die Gasriesen in bewohnbaren Zonen anderer Sternensysteme umkreisen. Das ist meiner Meinung nach ziemlich plausibel. Ich kann mir keinen Grund vorstellen, warum Monde von etwa der Masse der Erde nicht einige der Exoplaneten der Gasriesen umkreisen könnten

Aber beim erneuten Lesen scheint es, als würden Sie nach Duplikaten der Monde von Jupiter und Saturn fragen . Das ist etwas weniger plausibel. Die meisten dieser Monde haben nicht viel Luft oder Magnetfeld (wie TildaWave betont).

Titan hat eine dicke Stickstoffatmosphäre mit etwas flüssigem Ethan und Methan, das offensichtlich verdunstet und gelegentlich zurückregnet. Aber Titan bekommt etwa 1/100 des Sonnenlichts, das wir bekommen. Stellen Sie es an einen wärmeren Ort, und ich bin mir nicht sicher, ob Titan an diesen flüchtigen Stoffen festhalten würde.

Was nicht heißt, dass Monde in Titan- oder Ganymedgröße keine Atmosphäre in einer bewohnbaren Zone haben könnten. Jeder Mond hat eine andere Geschichte, die ihn zu dem gemacht hat, was er heute ist. Ich glaube, es ist möglich, dass es in bewohnbaren Zonen Monde in Titangröße gibt, deren Geschichte zu vielen flüchtigen Stoffen geführt hat. Aber Monde in Titan- oder Ganymed-Größe mit unterschiedlichen Geschichten wären keine "Duplikate".

Ich habe versucht, die Frage davon abzuhalten, übermäßig meinungsbasiert zu sein, und mich an das zu diesem Zeitpunkt verfügbare Wissen zu halten. Wir wissen, dass die Planeten in der Größe von Jupiter/Saturn die Goldilocks-Zone anderer Systeme besetzen, und wir wissen, welche Monde diese Planeten in unserem System umkreisen. Wenn die Frage für Spekulationen offen sein soll, dann werden die integralen Bäume zu optionalen Antworten und die Frage ist außerhalb des Geltungsbereichs. Obwohl es unwahrscheinlich ist, dass wir exakte Duplikate finden, ist es sehr wahrscheinlich, dass wir enge Ähnlichkeiten finden werden.
Ihre Prämisse ist selbst widersprüchlich. Sie stellen sich Duplikate vor, die sich aus völlig unterschiedlichen Bedingungen gebildet haben. Es ist, als würde man uns bitten, uns Duplikate der Hawaii-Inseln vorzustellen, aber ohne eine unterirdische Mantelwolke. Das würde mein WSOD schneller zum Platzen bringen als eine typische Niven-Geschichte. Bei einer 25- oder 100-mal höheren Sonneneinstrahlung würde der innere Jupiter oder Saturn langsamer abkühlen. Aber wie die Monde, die wir kennen, hätten Sie immer noch Gezeitenflexion. Nehmen wir trotzdem an, die Kerne aus rotierendem Flüssigmetall seien längst gefroren und die Monde hätten kein Magnetfeld mehr.

In der Zone „Goldilocks“ zu sein, reicht nicht aus. Flüchtige Stoffe (Stoffe mit niedrigem Siedepunkt), Stickstoff, Wasser, Kohlendioxid, Ammoniak, Schwefeldioxide; die Chemikalien, die für den biologischen Stoffwechsel und den Aufbau der DNA benötigt werden. Jupiters Magnetfeld ist ein riesiger Teilchenattraktor; Deshalb ist das Planetengebiet unbewohnt, es ist in Strahlung gebadet

Wenn Saturn oder Jupiter in der Erdumlaufbahn wären, wäre einer ihrer Monde für Menschen bewohnbar?
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