Wie kalt kann ein Planet eigentlich werden?

Der kälteste Ort im Universum, den wir beobachtet haben, befindet sich im Bumerang-Nebel . Ähnlich wie bei einem Kühlschrank wird Wärme durch eine Flüssigkeit abgeführt, was dazu führt, dass der Raum kälter ist als die Umgebung. Im Fall des Bumerang-Nebels ist das Kühlmittel jedoch erhitztes Gas, das von den Überresten eines Sterns ausgestoßen wird und fast die gesamte Wärmeenergie mit sich bringt.

Dies scheint ein effizienter Weg zu sein, um Wärme abzuführen / ein großes Objekt zu kühlen - und vielleicht könnte es eher auf einen Planeten als auf einen Stern (oder einen Kühlschrank) angewendet werden. Beispielsweise kann ein Planet mit einem außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt seine Wärme relativ schnell nach außen leiten, ein Planet, der zu klein ist, um eine Atmosphäre zu halten, kann schnell Gas verlieren, oder ein Planet ohne schützendes Magnetfeld kann von Sonnenwinden zerstört werden.

Wie kalt kann ein Planet tatsächlich sein?

  • Jedes durchführbare, natürlich vorkommende Kühlverfahren ist akzeptabel; wenn es spekulativ ist, muss es begründet werden.
  • Die akzeptierte Antwort ist glaubwürdig und rechtfertigt eine angemessene Oberflächentemperatur, die kälter ist als die in anderen Antworten angegebenen.
  • Beachten Sie, dass dies harte Wissenschaft ist, also müssen Sie Berechnungen oder Zitate liefern , anstatt "es könnte etwa x Grad sein, weil dieser kalte Nebel auf die gleiche Weise funktioniert".
  • Der Rest liegt an dir. Ich habe keine Spezifikationen für diesen Planeten, außer dass es kälter sein muss als die Temperaturen, die der kosmische Mikrowellenhintergrund normalerweise zulässt; Sie können Größe, Dichte, Zusammensetzung, Ort, Objekte in der Nähe, Monde oder deren Fehlen usw. auswählen.
Meinst du den Kern?
@ user6760 Siehe den zweiten Aufzählungspunkt - ich meine die Oberflächentemperatur

Antworten (1)

2,7 Kelvin ist die niedrigste stabile Temperatur

Die niedrigste physikalisch mögliche Temperatur ist null Kelvin, gleich -273,15 Grad Celsius oder -459,67 Grad Fahrenheit. Die vom Urknall übrig gebliebene Mikrowellen-Hintergrundstrahlung liegt bei 2,7 Kelvin, also wird alles, was weit entfernt von einem Stern herumschwebt, mindestens auf diese Temperatur erwärmt. Jede weitere Kühlung, wie Gasausdehnung, Verdunstungskühlung usw., klingt so, als würde ihr auf planetarischer und geologischer Ebene ziemlich schnell "der Treibstoff ausgehen". Sie können jedoch die Chem SE-Frage Chemische Reaktionen mit einem Kühleffekt im Raummaßstab für endotherme Reaktionen berücksichtigen.

Die Oberfläche von Pluto kann bis zu 33 Kelvin kalt werden, also finden wir die wirklich niedrigen Temperaturen sogar in unserem kosmischen Hinterhof. 10-20 Kelvin sind mittlerweile eine typische Tiefsttemperatur für interstellares Gas und Staub in unserer Galaxie.

Warum sollten wir uns in Bezug auf die Geschichte in Hard Scifi um die genaue Temperatur kümmern? Nun, Supraleitung kann in der Handlung vorkommen, und es stellt sich heraus, dass alle Elemente, die von sich aus supraleitend werden können, dies unter 10 Kelvin werden . Quecksilber zum Beispiel wird bei etwa 4 Kelvin supraleitend. Viele Elemente wie Aluminium müssen sogar unter die kosmische Hintergrundtemperatur sinken. Heute kennen wir jedoch viele Verbindungen , die bis weit über die Temperaturen von Pluto supraleitend sind. (Pluto soll eine maximale Temperatur von 55 Kelvin haben)

Können Sie erklären, warum die Gasausdehnung für einen Planeten nicht funktionieren würde, wenn es bewiesenermaßen für den B.-Nebel funktioniert?
Im B.-Nebel findet "adiabatische Abkühlung" statt. Das heißt: Wenn Gas sich ausdehnt, kühlt es ab. Und es muss sich weiter ausdehnen, um kühl zu bleiben, oder die Mikrowellen-Hintergrundstrahlung wird es schließlich wieder aufheizen. Ein Planet mit expandierender Atmosphäre ist bald ein atmosphärenfreier Planet. Das Alter des B.-Nebels wird auf nur ca. 1500 Jahre geschätzt, sodass diese Abkühlung selbst in solchen Größenordnungen nicht dauerhaft oder "langfristig" ist.
Wie kalt kann ein Planet eigentlich werden?
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