Wie würde ein bewohnbarer Mond höchstwahrscheinlich aussehen?

Wenn ein Mond "gezeitengesperrt" ist, bedeutet dies, dass er immer dieselbe Seite zu seinem Primärmond zeigt, in diesem Fall dem größeren Planeten, den er umkreist, nicht der Sonne. Dies bedeutet, dass seine Rotationsperiode gleich seiner Umlaufzeit wäre. Es hätte einen Tag/Nacht-Zyklus, der entweder etwas länger oder etwas kürzer ist als die Periode seiner Umlaufbahn um seinen Mutterplaneten, je nachdem, ob seine Umlaufbahn rückläufig oder prograd war.

Allerdings ist jeder Mond, der massiv genug ist, um eine Atmosphäre zu haben, wahrscheinlich groß genug, dass er nicht von den Gezeiten eingeschlossen ist, und sein Tag kann durchaus kürzer sein als seine Umlaufzeit.

In jeder Hinsicht ist ein solcher Mond so ziemlich wie jeder andere bewohnbare Planet, mit der zusätzlichen Komplikation, dass sein größerer/massereicherer Primärplanet sehr wahrscheinlich häufige Sonnenfinsternisse verursachen würde.

Da die Ebene der Umlaufbahn möglicherweise nicht in der Ebene der Umlaufbahn der Primärbahn liegt, treten diese Finsternisse möglicherweise nicht in jeder Umlaufbahn auf, sondern können für mehrere auftreten. Dann kann es zu einer Lücke von mehreren Umlaufbahnen kommen, bevor weitere Finsternisse auftreten.

Lassen Sie mich vorab sagen, dass es zwei gute Bücher für den Anfang gibt: Was wäre, wenn der Mond nicht existierte (insbesondere Kommentare zu Konstruktion und Geschichte) und The Grand Tour (das detaillierte Informationen über viele Monde im Sonnensystem gibt und viele Visualisierungen des Künstlers).

Ich glaube, dass jeder Mond, der das Leben unterstützen kann, ausgesprochen erdähnlich wäre. Damit der Mond eine stabile Atmosphäre (vermutlich in der Lage, eine Zivilisation zu entwickeln) unterstützen könnte, müsste er relativ groß sein - Mars ist der kleinste mir bekannte Körper mit einer solchen Atmosphäre.

Angesichts der Tatsache, dass der Erdmond im Verhältnis zum Planeten riesig ist, gibt es ein Problem mit der Größe des Planeten, den ein solcher Mond umkreisen würde - ich glaube, er müsste größer als Jupiter sein, damit die hypothetischen Akkretionsmethoden funktionieren. An diesem Punkt betrachten wir eher ein Doppelsternsystem als ein Stern->Planet->Mond-System.

Angenommen, wir machen uns keine Sorgen darüber, wie sich der Mond gebildet hat, und wir haben ähnliche Proportionsverhältnisse wie Erde und Mond (etwa 100: 1 Masse, 4: 1 Durchmesser), gäbe es ein paar Merkmale des Systems:

A. Der Planet hat ungefähr die Masse von Uranus und liegt im Durchmesser etwa in der Mitte zwischen der Größe der Erde und Neptuns (~25.000 km). Es könnte sich entweder um ein Gas oder einen Erdkörper handeln (in diesem Bereich ist mir keiner mit guten Daten bekannt). Wie in anderen Antworten angegeben, führt dies zu massiven Gezeitenkräften und macht eine Gezeitensperre wahrscheinlich (starke Gezeiten neigen dazu, die Rotation eines Körpers zu mildern).

B. Denken Sie daran, dass sich der Mond dreht, wenn auch wahrscheinlich langsam. Die Rotationsperiode des Mondes wird die gleiche sein wie die Umlaufzeit. Die Geschwindigkeit des Mondes ist begrenzt, denn wenn er zu schnell wäre, würde er an den Weltraum verloren gehen. Ich war überrascht, hier zu entdecken , dass die Rotationsperiode für einen Mond in dem von uns gewünschten Größenbereich (ca. 6000 km) weniger als eine Woche beträgt.

1. Wie würde sich die Vegetation auf diese Weise ausbreiten? Vorausgesetzt, die Gezeitenheizung und eine ausreichend dicke Atmosphäre (und hoffentlich eine Wolkendecke, um Wärmeverluste zu verhindern), könnten Sie nachts Wasser haben. Tatsächlich müssten Sie die Temperaturen etwas mäßigen oder eine Vegetation haben, die Tiefkühltruhe verträgt. Vergessen Sie nicht, dass die Vegetation reißen oder sogar explodieren kann, wenn es kalt genug wird. In jedem Fall hätten Sie wahrscheinlich zumindest in den Tropen ein Vegetationsband.

2. Wäre es wahrscheinlicher, dass ein gezeitenfester Mond Leben entwickelt, oder eher das Gegenteil? Stärkere Gezeiten würden riesige Meere schaffen, daher wäre es schwierig, Städte zu bauen, die auf dem Seeweg leicht erreichbar sind - denken Sie daran, dass es zweimal am Tag zu Gezeiten kommt, egal wie lang die Tage sind. Während das Leben überleben könnte, möchten Sie wahrscheinlich, dass es in einiger Entfernung von der Küste passiert. Oder starke Schwimmer sein.

3. Würde ein bewohnbarer Mond genauso Pole besitzen wie die Erde? Stangen? An der Achse? Ja. Diese würden (wahrscheinlich) auch in der Ebene des Sonnensystems liegen, also wären sie aufgrund des weniger direkten Lichts kälter, obwohl Uranus einige interessante Möglichkeiten bietet.

4. Wie wahrscheinlich ist es, dass ein Mond eine stabile Atmosphäre besitzt? Wenn Sie es als Einstellung für das Leben verwenden, glaube ich, dass es eine Voraussetzung ist. Die anderen Eigenschaften des Mondes müssen um die Atmosphäre herum aufgebaut werden.

5. Wie würde sich die Schwerkraft auf Klima und Leben auswirken? Strukturen (biologische oder andere) müssten entweder kurz oder geschmeidig sein, um den Gezeitenkräften und häufigen Erdbeben standzuhalten. Das Klima wird im Vergleich zu unserem wahrscheinlich ziemlich homogen sein, da Gezeitenbewegungen die Meerestemperaturen mäßigen würden, nehme ich an. Sie werden auch viel breitere Gezeitenzonen und / oder steilere Klippen mit intensiver Erosion aufgrund von Erdbeben haben (lesen Sie etwas auf Io, um Ideen für tektonische Aktivitäten zu erhalten). Vegetation in der Nähe von Ozeanen wird wahrscheinlich eine kurze Lebensdauer haben oder in der Lage sein, sich abzulösen und zu schwimmen.

6. Oder der Effekt der Drehung um die Primärseite? Im Allgemeinen wäre eine Seite sehr allein im Weltraum und die andere hätte immer einen Planeten über sich. Dies könnte eine interessante Anthropologie schaffen. Sie könnten auf den verschiedenen Seiten sehr unterschiedliche Religionen haben, da auf der einen Seite die Sonne weniger wichtig wäre als der Planet und auf der anderen Seite die Sonne das Hauptmerkmal des Himmels wäre.

7. Welche Bedingungen auf der Umlaufbahn und auf der Primärseite würden extreme Temperaturschwankungen verhindern? Extreme Temperaturschwankungen würden am besten durch eine Atmosphäre gemildert. Die Zusammensetzung und Beschaffenheit der Atmosphäre erzeugen einen Treibhauseffekt zum Schutz des Planeten.

8. Könnte ein bewohnbarer Mond Jahreszeiten haben? Würden diese Jahreszeiten höchstwahrscheinlich unterschiedlich lang sein? Würde ihr Auftreten einem vorhersehbaren Muster folgen? Ich dachte ursprünglich, dass es keine Jahreszeiten geben würde, da die Achse wahrscheinlich die gleiche wie die des Planeten wäre und wahrscheinlich vertikal wäre, aber es ist möglich, dass das gesamte System gekippt werden könnte. Dann gäbe es Jahreszeiten, wie wir sie auf der Erde (oder Uranus) haben.

Im Allgemeinen denke ich, dass der Mond eher erdähnlich enden wird, um das Leben zu unterstützen. Es ist schwer, sich eine wesentlich andere Welt vorzustellen, die ein natives Leben haben könnte (in einer nicht erweiterten Umgebung).

Ich habe in dieser Antwort von meinen groben Vorstellungen der Wahrscheinlichkeit aus gearbeitet, dass ein bestimmtes System existiert. Das System ist jedoch ziemlich unwahrscheinlich, es könnte nicht schwierig sein, ein anderes System zu entwickeln - wie ein binäres, doppelt gezeitengesperrtes System, das Leben unterstützen kann, wie Pluto und Charon, bei dem einer oder beide Körper ein Gesicht haben, das niemals empfängt direktes Licht. Aber das ist abschweifend.

Es gibt zwei Hauptunterschiede zwischen einem Mond und einem Planeten:

1) Der Abstand zur Sonne ändert sich schnell

Wenn wir die größten Monde in unserem Sonnensystem als Beispiel nehmen , hätte ein anständiger Mond einen Umlaufradius von 1-2 Millionen Kilometern. Auf einer Seite des Planeten zur anderen könnten wir in etwa 1-2 Wochen von einem Mond sprechen, der der Sonne 4 Millionen km näher ist als noch vor einer Woche. Die Differenz zwischen dem sonnennächsten und dem sonnenfernsten Punkt der Erde beträgt etwa 5 Millionen km.

Die Sache ist, dass die Jahreszeiten nicht auf der Entfernung von der Sonne basieren, daher bin ich mir völlig unsicher, welchen Effekt dies haben würde. Ich stelle mir zumindest vor, dass das Wetter etwas chaotischer wäre als auf der Erde. Bei einer axialen Neigung könnten Sie am Ende so etwas wie Mini-Jahreszeiten haben, obwohl der Effekt sehr gering sein kann.

2) Viel stärkere Gravitationskräfte

Wenn wir wieder die größten Monde unseres Systems als Beispiel nehmen, hätten wir anstelle unseres eigenen Mondes einen bewohnbaren Mond, auf dem zumindest ein Gasriese wirkt. Das entspricht einer Masse von fast 26.000 Monden, was angesichts der Massen und Entfernungen von Jupiter und Callisto oder Titan und Saturn 17- bis 19-mal so groß ist wie die Gravitationskraft zwischen dem Mond und dem Gasriesen als unser Planet und der Mond übereinander haben.

Wenn wir also von einer wirklich bewohnbaren Welt sprechen, die ziemlich erdähnlich ist, würden die Gezeitenkräfte, die wir auf unserem Planeten haben, im Vergleich zu den Gezeitenkräften verblassen, die ein Kallisto- oder Titan-ähnlicher Mond im Schatten eines Jupiters spüren würde -ähnlicher Planet. Daraus ergäben sich Möglichkeiten wie

• Schwere und häufige Beben
• Große Unterschiede in „Flut“ und „Ebbe“ der Ozeane
• „Gezeitenerwärmung“ , die zu starker vulkanischer Aktivität führen kann
• Unglaublich starke Meeresströmungen

Ich weiß nicht, ob diese Änderungen auch zu stärkeren oder seltsameren Wettermustern führen würden, aber ich wäre nicht überrascht.

Ein gezeitenfester Mond wie der unsere könnte normale Tag/Nacht-Sequenzen haben, nur länger. Bitte beachten Sie, dass die nahe Seite des Mondes vollständig von der Sonne beleuchtet werden kann, es sei denn, es gibt eine sogenannte Mondfinsternis (wie es bei jedem Vollmond der Fall ist). Es gibt also keine Gründe für Unterschiede zwischen der nahen und der fernen Seite. Es ist nur so, dass eine Seite immer einen großen (oder nicht so großen) Planeten am Himmel hat und die andere Seite nicht.

Die Fähigkeit, Leben zu entwickeln, scheint nicht davon abzuhängen, ob er ein Satellit ist oder nicht, sondern nur von der Existenz von flüssigem Wasser, das davon abhängt, ob er genügend Schwerkraft hat und sich in der bewohnbaren Zone des Sterns befindet. Wenn Jupiter dort wäre, wo die Erde ist, und die Erde der gezeitengebundene Satellit dieses Jupiters wäre, könnte sie immer noch unsere Lebenssphäre sein. Der eigentliche Hauptunterschied wäre nur der Tag/Nacht-Zyklus, der nicht 24 Stunden beträgt (mit seinen Folgen für Klima, Vegetation und Tiersitten).

Sie haben viele einzelne Fragen gestellt, von denen ich glaube, dass ich sie alle auf einmal angesprochen habe. Wenn nicht, aktualisiere ich die Antwort gerne nach Ihren Wünschen über Kommentare.

Nur als zusätzliche Daten: Jupiters größter Satellit, Ganymed, ist etwas größer als unser Mond. Es kann also sein, dass Sie einen Superjupiter brauchen , um einen glaubwürdigen Satelliten in Erdgröße zu haben. Oder einfach nein, unser Mond ist tatsächlich ein Beispiel für einen Supersatelliten. Links: Mond und Ganymed. Rechts: Erde.

Entscheidend ist, woraus der Planetenkörper besteht (Größe, Schwerkraft, Atmosphäre, flüssiges Wasser), nicht, was er umkreist.

Ob der „Planet“ eine Sonne, einen Gasriesen, einen Planeten kleiner als ein Gasriese, so etwas wie ein Doppelsternsystem oder sogar ein Schwarzes Loch umkreist, spielt keine Rolle.

Entscheidend ist nur, welche Bedingungen sich dadurch an der Oberfläche ergeben. (Zum Beispiel ist es unwahrscheinlich, dass ein Schwarzes Loch zu einem lebenstragenden Planeten führt, da Sie eine andere Licht- und Wärmequelle benötigen würden, aber das Leben an sich nicht verhindern würde, wenn es einen anderen Körper im System gäbe, der die erforderlichen Ressourcen bereitstellt, oder der Planet ein Hoch hätte Quelle der inneren thermischen Energie).