Wie würden die Klimamuster auf einem üppigen, lebensspendenden Mond aussehen, der einen Gasriesen in der Goldilocks-Zone umkreist?

Werden die Sonnenfinsternisse des Riesen einen Einfluss auf das Klima haben?

Sehr wenig im Vergleich zu allem anderen.

Ihr Mond wird mit ziemlicher Sicherheit gezeitenabhängig sein , was bedeutet, dass eine Hemisphäre immer auf ihren übergeordneten Gasriesen gerichtet ist und eine Hälfte immer abgewandt ist. Es wird wahrscheinlich keinen Mond haben, der so groß ist wie der der Erde (aufgrund der gravitativen Interferenz des Gasriesen), und das bedeutet, dass der enorme Drehimpuls, den der Mond in unser System bringt, nicht vorhanden sein wird und daher unweigerlich eine Gezeitensperre auftreten wird.

In ähnlicher Weise könnte der Geodynamo , der das Erdmagnetfeld antreibt, bis zu dem Punkt abgekühlt sein, an dem das Magnetfeld Ihres Mondes im Vergleich zur Erde reduziert oder nicht vorhanden ist, denn ohne die Erddrehung oder die vom Mond induzierten Gezeitenkräfte wird die Abkühlung viel schneller erfolgen als bisher auf der Erde selbst. Ein Grund dafür, dass der Mars seine Atmosphäre verlor, war das Fehlen eines Magnetfelds, aber wir wissen, dass Titan seine Atmosphäre zumindest teilweise aufgrund des Schutzes vor der Magnetosphäre des Saturn behalten hat.

Nehmen wir an, Ihr Gasriese ist wie Uranus. Die Magnetopause von Uranus ist etwa 460000 km von seinem Zentrum entfernt. Wenn wir Ihre Welt auf ~400000 km setzen, könnte sie eine 7,6 Erdtage lange Umlaufzeit haben, die Sie entweder als ihren Tag oder ihren Monat bezeichnen könnten. Das bedeutet, dass die Tageslichtperioden lang und heiß und die Nachtperioden lang und kalt sein werden. Eine dichte Atmosphäre mit Superrotation (wie sie auf Venus und Titan zu finden ist) trägt dazu bei, die Wärme im Inneren zu halten und sie gleichmäßig über die Erdoberfläche zu verteilen. Es könnte ziemlich windig sein!

Unter diesen Umständen könnte es schwierig sein, einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt zu verhindern. Ich bin mir nicht sicher, wie es gemacht werden könnte. Sie könnten am Ende eine heiße, nasse, schnellkochtopfähnliche Wasserwelt haben.

Der Gasriese wird einen Winkeldurchmesser von ~14°41' haben... das ist ziemlich groß, fast 30 Mal breiter als der von der Erde aus gesehene Vollmond. Er wird eine scheinbare Helligkeit von -19 haben, mehr als 300-mal heller als der Vollmond. Die dem Gasriesen zugewandte Hemisphäre eurer Welt wird jede Nacht helle Nächte haben (abgesehen von der Wolkendecke), und die Tierwelt wird sich entsprechend anpassen.

Was ist mit der Gezeitenkraft?

Dies ist normalerweise eine schrecklich schwierige Frage, die gut zu beantworten ist, aber da ich davon ausgehe, dass Ihre Welt bereits von den Gezeiten gesperrt sein wird, vereinfacht dies einige Dinge.

Reale Monde wie Io interagieren mit anderen Monden in ihrem lokalen System (wie Ganymed und Europa ), was ihre Umlaufbahn so verändert, dass sie nicht kreisförmig ist, was zu Gezeitenerwärmung führt. Ihr Mond ist im Vergleich absolut riesig, was ihn a) schwer zu optimieren macht und b) noch weniger wahrscheinlich in der Nähe anderer Monde ist. Ohne diese Störungen werden die Gezeiteneffekte die Umlaufbahn Ihres Mondes in relativ kurzer Zeit kreisförmig machen , astronomisch gesehen.

Es kann daher vernünftigerweise gesagt werden, dass es keine Gezeiteneffekte gibt, und tatsächlich würde Ihr Mond tatsächlich weniger Gezeiteneffekte erfahren als die Erde von ihrem eigenen Mond (weil sich die Erde dreht und Ihre Welt nicht). Das bedeutet, dass die Meere zum Beispiel nur Sonnengezeiten haben werden.

Wird es Auswirkungen haben, auf der anderen Seite des Riesen näher an der Sonne oder weiter von ihr entfernt zu sein?

Nicht annähernd so viel, wie Sie vielleicht denken! Wenn Ihr Gasriese die Größe von Uranus hätte und so weit von einem Stern wie der Sonne entfernt wäre wie die Erde jetzt, hätte Ihr Mond wahrscheinlich einen maximalen stabilen Umlaufradius von nicht mehr als 1,8 Millionen Kilometern. Wenn seine Umlaufebene in derselben Ebene wie die Umlaufbahn des Gasriesen um den Stern liegt, erhalten Sie einen Unterschied der Sonneneinstrahlung von ~ 5% zwischen dem nächstgelegenen und dem entferntesten Punkt. Die Erde selbst hat ihr Perihel etwa 5 Millionen km näher an der Sonne als ihr Aphel, und es macht weniger Unterschied als die axiale Neigung für unsere Erfahrung von Winter und Sommer.

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Fußnote: Hier ist meine Meinung zur Gezeitensperre.

Die Zeit, die ein Körper benötigt, um durch die Gezeiten blockiert zu werden , kann angenähert werden

$$T_{lock} \approx {\omega a^6 I Q \over 3Gm_p^2 k_2 r^5}$$ Wo$\omega$ist die Rotationsrate der Erde (~ 2π rad / Tag),$a$die orbitale große Halbachse,$I$ist das Trägheitsmoment (das ist 0,331 x Erdmasse x Erdradius im Quadrat),$Q$ist die Dissipationsfunktion,$G$ist die Gravitationskonstante,$m_p$ist die Masse von Uranus,$k_2$ist die Liebeszahl der Erde und$r$ist der Radius der Erde. Für die Erde scheint Q ungefähr 100 und zu sein$k_2$ scheint etwa 0,308 zu sein .

Ihr Mond wird nicht mehr als etwa die Hälfte des Hügelradius des Gasriesen umkreisen , was für Uranus bei 1 AE von der Sonne eine Grenze von ~1,8 Millionen km und für Neptun ~1,9 Millionen km ergibt.

Dies ergibt für beide Fälle eine Gezeitensperre von ~130 Millionen Jahren ... ausreichend schnell, dass Ihr Mond zu einem marsähnlichen Schicksal verdammt sein könnte, wenn sein Geodynamo abkühlt, das Magnetfeld schwächer wird und der Sonnenwind die Atmosphäre wegbläst. Vielleicht bleibt die Atmosphäre erhalten (wie auf der Venus, obwohl Sie dort vielleicht nicht leben möchten), aber ich glaube nicht, dass die Gezeitensperre in Ihrem Szenario vermieden werden kann.

Ein näherer Mond wird viel schneller einrasten, aber vor dem Sonnenwind geschützt sein. Auf der dem Planeten zugewandten Seite werden die Nächte auch viel heller, mit einer im Allgemeinen fantastischen Aussicht. Was ist nicht zu mögen?

Ich schlage vor, dass Sie die Funktion "Suche nach Weltenbau" oben in der Weltenbauleiste verwenden und nach etwas wie "Bewohnbare Monde" suchen.

Ich schlage auch vor, dass Sie nach Artikeln über die Möglichkeit bewohnbarer Exomonde von Rene Heller und anderen suchen.

https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf[1]

https://www.researchgate.net/publication/230779373_Exomoon_habitability_constrained_by_energy_flux_and_orbital_stability[2]