Agua líquida a ambos lados de un planeta bloqueado por mareas. ¿Factible?

Estoy pensando en un planeta rocoso con una masa similar a la de la Tierra, orbitando una estrella enana roja. Está bloqueado por mareas sin satélites naturales, sin embargo, estoy decidido a tener agua líquida en los lados del planeta que miran hacia el sol y "durante la noche".

  1. Para que eso sea posible, exploré la posibilidad de una atmósfera más densa, tal vez un mayor contenido de CO₂, océano y vientos que disminuyen las diferencias de temperatura entre los lados nocturno y diurno, el calentamiento de las mareas, la actividad volcánica y la fuerte convección del manto.

  2. Dado que orbita alrededor de una estrella enana roja, debe existir un fuerte campo magnético para evitar que los vientos solares destruyan la atmósfera del planeta. Aunque no sería una estrella fulgurante, como enana roja, creo que sería menos estable en términos de luminosidad que nuestro sol. A pesar de tener una rotación lenta, ¿podría justificarse el poderoso campo magnético del planeta por la fuerte convección del manto y la tectónica de placas?

  3. Tiene un año de aproximadamente 15 a 30 días, y aunque no tiene satélites naturales, estoy considerando otro planeta rocoso con una órbita lo suficientemente cercana como para ejercer una atracción gravitatoria que podría causar fuertes mareas (con suerte, hacer un océano líquido). en ambos lados del planeta más factible).

  4. También estoy considerando una inclinación axial que permitiría a los habitantes medir el tiempo a través de las estaciones en el día de un año.

Estoy intentando construir un mundo para un proyecto de secundaria, y estoy empezando con el planeta. Una revisión de la realidad de esta comunidad parecía necesaria tan pronto como te encontré.

Todavía soy un aficionado en esto. Agradecería cualquier información.

Las etiquetas basadas en la ciencia y de verificación de la realidad son alternativas. Si realmente quiere una base científica, entonces no necesita una verificación de la realidad.
Soy nuevo en el sitio. ¡Es bueno saberlo, gracias!
La pregunta en el título está bien, pero parece que en el cuerpo realmente haces muchas preguntas. Por favor, una pregunta por pregunta, y asegúrese de que sea claramente visible lo que está preguntando y lo que ya decidió y proporcione solo como referencia.
Simplemente está combinando propiedades arbitrarias, voluntariamente, y ahora quiere que se "expliquen". Así no es como funciona la naturaleza.
@Karl: Este sitio tiene preguntas sobre la evolución de la vida en el vacío y cómo crear un dragón biológicamente preciso. Combinar propiedades arbitrarias y luego tratar de explicarlas es parte de la forma en que funciona este sitio.
La verificación de la realidad está bien, ya que eso es lo que significa "es factible". @Brythan reality-check no es una alternativa; significa que Respuestas puede cuestionar las premisas de la Q en lugar de asumirlas necesariamente.
Véase también la primera mitad de mi respuesta a Sobre la habitabilidad del lado nocturno de un planeta bloqueado por mareas .

Respuestas (6)

En pocas palabras: sí, puedes mantener tu agua con una atmósfera espesa, pero te has planteado un escenario difícil con muchos aros por los que saltar para sobrevivir.

Hay mucho en su pregunta, voy a tomar algunas partes por separado para discutirlas:

Planeta rocoso con masa similar a la de la Tierra, orbitando una estrella enana roja. Está bloqueado por mareas sin satélites naturales.

Dado el bloqueo de las mareas, la masa terrestre similar y la órbita de una enana roja, las cosas ya parecen arriesgadas , necesita un campo magnético fuerte que a su vez requiere rotación para una dínamo magnética. Cuanto más rápida sea la rotación, más fuerte será tu campo. Estamos rotando bastante lentamente en nuestros varios días de órbita.

Sin embargo, si aumentara el tamaño del núcleo de hierro líquido (y probablemente un poco el tamaño del planeta), entonces podríamos obtener un campo magnético más grande debido al flujo convectivo de material dentro del planeta.

Pero ahora que llegamos a la enana roja, tienes muy pocas posibilidades de que tu atmósfera sobreviva a las eyecciones de masa coronal . Sin embargo, la enana roja se calma más adelante en su vida, por lo que tal vez, si asumimos que su atmósfera sobrevivió, podemos discutir otros métodos.

Para que eso sea posible, exploré la posibilidad de una atmósfera más densa, tal vez un mayor contenido de CO2, océano y vientos que disminuyen las diferencias de temperatura entre los lados nocturno y diurno, el calentamiento de las mareas, la actividad volcánica y la fuerte convección del manto.

Sí, un efecto de calentamiento global más fuerte definitivamente ayudaría (aunque es necesario haber mantenido una atmósfera espesa para esto). Su fuerte actividad volcánica podría ayudar con la producción de CO 2 y otros gases.

Dado que orbita alrededor de una estrella enana roja, debe existir un fuerte campo magnético para evitar que los vientos solares destruyan la atmósfera del planeta. Aunque no sería una estrella fulgurante, como enana roja, creo que sería menos estable en términos de luminosidad que nuestro sol. A pesar de tener una rotación lenta, ¿podría justificarse el poderoso campo magnético del planeta por la fuerte convección del manto y la tectónica de placas?

Como mencioné anteriormente, podemos (potencialmente) aferrarnos a la atmósfera si tenemos un gran núcleo de hierro líquido y una fuerte convección. Debes aspirar a aferrarte a la atmósfera hasta que tu estrella se calme y luego usar la actividad volcánica para repoblar tu atmósfera.

Tiene un año de aproximadamente 15 a 30 días, y aunque no tiene ningún satélite natural, estoy considerando otro planeta rocoso con una órbita lo suficientemente cercana como para ejercer una atracción gravitatoria que podría causar fuertes mareas (con suerte, hacer un océano líquido). en ambos lados del planeta más factible).

Este no sería un sistema estable, los dos planetas eventualmente caerían uno hacia el otro. En este caso, también, su planeta sería de hecho un planeta enano ya que no ha despejado lo suficiente el área circundante .

También estoy considerando una inclinación axial que permitiría a los habitantes medir el tiempo a través de las estaciones en el día de un año.

Todavía obtendría estaciones ya que el eje de rotación del planeta es estacionario en relación con el eje orbital.

Todavía soy un aficionado en esto.

Ninguno de nosotros es "profesional", buscar en Internet información relevante es una habilidad, pero todos la tienen hasta cierto punto. Solo se necesita práctica.

Resumen

Necesitas:

  • Gran núcleo de hierro líquido para proporcionar la convección necesaria para soportar un campo magnético y calentar un poco su planeta.
  • Tu atmósfera para sobrevivir los primeros años hasta que la estrella se haya calmado un poco, también puedes usar tu fuerte actividad volcánica para repoblar la atmósfera.
  • Una atmósfera espesa proporciona el efecto de calentamiento global y los gases se mezclarán, proporcionando fuertes vientos que mantendrán la temperatura comparable en ambos lados.
  • Para estar un poco más lejos en la zona habitable, ya que su atmósfera lo mantendrá caliente, no querrá estar demasiado caliente y evaporarse de su agua o atmósfera (aunque una masa un poco más alta ayudará aquí).
Si el mundo comenzó como un gigante gaseoso, ¿podría haber perdido la mayor parte de su atmósfera a medida que la estrella envejecía, dejándote con un núcleo metálico y algo de atmósfera? Las enanas rojas envejecen lentamente, por lo que tienes mucho tiempo para que esto ocurra.

aunque no tiene satélites naturales, estoy considerando otro planeta rocoso con una órbita lo suficientemente cercana como para ejercer una atracción gravitatoria que podría causar fuertes mareas

si este planeta rocoso tiene suficiente influencia gravitatoria para generar mareas y órbitas cercanas, también puede influir en la órbita del planeta mismo, eventualmente terminando en una expulsión del sistema o en una relación satelital.

Para su referencia, Júpiter tiene influencia gravitatoria en el sistema solar interior, pero no genera mareas significativas en nuestros mares.

Exploré la posibilidad de una atmósfera más densa, quizás un mayor contenido de CO2, océano y vientos que disminuyen las diferencias de temperatura entre la noche y el día, calentamiento por mareas, actividad volcánica y fuerte convección del manto.

para que se produzca el calentamiento por mareas, es necesario eliminar el bloqueo por mareas. El calentamiento por marea ocurre cuando el material es estresado por el maremoto. En una configuración bloqueada por mareas, el cuerpo menor simplemente asume una forma de "pera", deformada hacia el cuerpo mayor, y esta deformación es estática.

Puede confiar en un fuerte vulcanismo o desintegración radiactiva para mantener el lado oscuro caliente por encima de la temperatura de equilibrio con el espacio. Esto puede muy bien mantener el agua líquida, dependiendo de la presión atmosférica.

También estoy considerando una inclinación axial que permitiría a los habitantes medir el tiempo a través de las estaciones en el día de un año.

Creo que incluso si el eje está inclinado, seguirá el bloqueo de marea y cambiará la orientación a lo largo de la órbita, al igual que la luna (referencia aquí , como se publicó en una respuesta a esta otra pregunta ). Por lo tanto, no hay temporadas.

Usando a Venus como guía, un planeta puede ser mucho más cálido de lo que debería ser debido a una atmósfera pesada de gases de efecto invernadero . Para hacer que la situación de Venus funcione para tu planeta, simplemente reduce la salida del sol (ya dijiste que es una enana roja, genial) hasta que el planeta esté frío y congelado... como Marte aquí en nuestro sistema solar. Luego marque el efecto invernadero e incluya vientos de 100 m/s 'super-rotatorios' .

Deberias hacer eso. El efecto invernadero calienta el planeta desde su temperatura de cuerpo negro de 200 K a unos cálidos 300 K; y los fuertes vientos atmosféricos distribuyen las temperaturas de manera relativamente uniforme en todo el planeta.

Ahora, si su gente quiere vivir bajo una atmósfera aplastante de dióxido de carbono, el espesor del agua es otra cuestión.

También los planetas bloqueados por mareas tienen movimientos atmosféricos circulares, vea las nubes de Venus:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Tenga en cuenta que, aunque Venus gira, lo hace muy lentamente.

El movimiento circular tiene una causa diferente y más compleja como la fuerza de Coriolis en la Tierra.

Además, puede tener una atmósfera lo suficientemente espesa como para igualar la temperatura (como en Venus).

Este es un modelo razonable de un planeta bloqueado por mareas que podría tener agua líquida presente en su superficie. El OP ha identificado la mayoría de las características que necesita el planeta para satisfacer la situación.

Ya existe un planeta similar a la Tierra que ya tiene muchas de estas características, con la excepción de estar bloqueado por mareas. Es decir, el propio planeta Tierra. La atmósfera, los océanos y las nubes son excelentes mecanismos para redistribuir el calor en la Tierra. La rotación relativamente más rápida de la Tierra significa que las variaciones de temperatura no serán demasiado extremas.

La presencia de gases de efecto invernadero como vapor de agua, CO2 y metano en la atmósfera terrestre también ayuda a suavizar las variaciones de temperatura.

No es irrazonable suponer que mecanismos similares suavizarán las variaciones de temperatura para permitir la presencia de agua líquida en el propuesto planeta bloqueado por mareas. Sin embargo, el calentamiento más prolongado en el lado diurno del planeta, especialmente en comparación con el lado nocturno, significará que habrá un gradiente térmico más pronunciado. Se necesitarán sistemas de vientos fuertes para transportar el calor desde el lado cálido del día a lo que podría haber sido un lado nocturno muy frío. Esto evitará que el lado oscuro quede bloqueado en una noche congelada permanente. Este es un planeta donde el clima extremo será muy extremo, pero estos extremos, según nuestros estándares, serán su clima normal. Espere encontrar un planeta de tormentas.

Podría considerar la posibilidad de una resonancia orbital para permitir que el planeta esté menos bloqueado por las mareas. Esto permitirá que ambos lados del planeta queden expuestos a su estrella principal. Las condiciones serán menos extremas, pero los períodos de día y noche seguirán siendo bastante largos y el clima tormentoso. Esta es solo una sugerencia para que el OP considere si crea un mundo mejor para sus propósitos.

Abordemos esto en orden:

  1. No tenemos ningún ejemplo de un mundo bloqueado por mareas con una atmósfera desde la que trabajar, pero la teoría es que una atmósfera profunda y espesa igualará las entradas térmicas en todo el mundo, es deciralgo apoyado por Venus, que tiene un día más largo que su año, por lo que el punto subsolar, el lugar donde el sol del mediodía está directamente arriba, siempre se mueve pero muy lentamente. Se desconoce si ese patrón de convección atmosférica puede soportarse sin rotación alguna. De manera similar, un mundo con océanos profundos y salados que soportan una gran red de corrientes que redistribuyen el calor del ecuador a los polos y, en este caso, de la luz a la oscuridad probablemente funcionaría para mantener el agua a temperaturas líquidas en todo el mundo, pero el problema nuevamente es reciclar el agua fría de regreso el lado oscuro donde toda la energía sale del sistema sin que se congele en el viaje por el lado nocturno.

  2. Las enanas rojas pueden ser tan activas, o incluso más activas, que sus contrapartes amarillas como Sol, por lo que puede hacer que se encienda si lo desea, su variabilidad depende totalmente de usted. Todavía necesitará un campo magnético fuerte debido a la proximidad estelar solo para evitar que los vientos solares arranquen la atmósfera del planeta a una tasa de entrada térmica similar a la de la Tierra. Eso significa que hay una fuerte rotación en profundidad en el núcleo, se cree que el núcleo externo de metal líquido de la Tierra es nuestro principal impulsor de campo, que puede traducirse o no en un sistema de corteza activo, que depende del grosor relativo de la corteza, el manto y química de la corteza y una serie de otras cuestiones. La mayoría de las enanas rojas conocidas son muy antiguas y pobres en metales, pero si usa una enana roja de quinta generación con una química similar a la del Sol y un sistema planetario con una química similar, entonces puede justificar fácilmente un mundo completamente similar a la Tierra con sistemas geofísicos similares. Si usa una estrella de sexta o séptima generación como Sirius (en abundancia de metales, no en temperatura), un mundo en órbita debería ser más rico en metales pesados ​​como el hierro y también en transuránicos, lo que significa que el mundo será geológicamente más activo y tendrá un núcleo más pequeño y más caliente y un más grande. núcleo externo líquido que crearía un campo magnético masivamente fuerte.

  3. El fuerte movimiento de las mareas ciertamente ayudaría con la distribución térmica, pero solo sería realmente influyente si fuera suficiente para mover una cantidad razonable de agua alrededor del planeta a medida que avanza. Si se está moviendo en una órbita separada a una velocidad de movimiento muy diferente (que tendría que ser para generar ese tipo de marea si no es un satélite en órbita), no es probable que sea una disposición orbital estable a largo plazo, de hecho es probable que el mundo que induce la marea sea expulsado del sistema después de un par de pases. Podría tener un mundo razonablemente grande que provoque el derretimiento de las mareas del hielo superficial y pequeñas mareas de Roche en una conjunción superior sin que sea lo suficientemente grande o lo suficientemente cerca como para causar inestabilidad orbital o, de hecho, una mezcla de mareas a escala planetaria. Después de todo, la Tierra experimenta unos 5 metros de Roche Tide desde el tránsito de la luna. Tal paso va a causar un calentamiento interno de las mareas de esas fuerzas de Roche, lo que ayuda a la ecuación térmica general para el mundo, así como a la movilización de grandes depósitos de hielo superficiales debido al mismo efecto. También va a causar cualquier cantidad de agitación geológica.

  4. La inclinación axial no hace ninguna diferencia en un mundo completamente bloqueado por mareas porque el eje permanecerá en la misma orientación relativa junto con el hemisferio que mira hacia la estrella. Debe observar la excentricidad orbital para crear estaciones en un mundo bloqueado por mareas, lo que también puede ayudar con la distribución térmica, pero no creo que lo haga.

Mientras observa mundos extraños, también podría considerar usar una resonancia de órbita giratoria tres-dos análoga a Mercurio en lugar de un bloqueo de marea también. El planeta cumple tres días cada dos años. Esto elimina muchos de los problemas con un solo punto de entrada continuo en el ciclo térmico. También crea fenómenos extraños como el hecho de que el sol parece viajar hacia atrás por el cielo durante parte del año.