¿Es plausible esta luna?
esta luna es un poco más pequeña que nuestra luna
tiene una atmósfera espesa. tanto es así que las algas flotantes prosperan en el viento.
la luna no está demasiado cerca de su planeta ni demasiado lejos. entonces la luna no está bloqueada por mareas
su terreno es muy montañoso y tectónicamente activo. para que el mar en este planeta parezca un mega lago conectado.
orbita su planeta en 4 décadas. así que la luna tiene temporadas largas de un año. La vida lunar se ha adaptado a esto.
gira alrededor de un gigante gaseoso más grande que Júpiter.
las plantas del planeta tienen hojas azules.
1 no es compatible con 2, última parte de 5 y 7.
Sabemos que nuestra luna no tiene atmósfera, por lo que es probable que una luna aún más pequeña no tenga la capacidad de retener una atmósfera durante el tiempo necesario para que se forme la vida.
3, 5 y 6 también son contradictorios: es muy probable que orbitar un gigante gaseoso en 4 décadas conduzca a un bloqueo de marea. Nuevamente, nuestra luna orbita un planeta rocoso en algo menos de 3 décadas, y está bloqueada.
Si por década te refieres a 10 años, sería difícil que un planeta tuviera una esfera Hill que se extendiera. Si lo tuviera, la distancia desde la estrella central sería tan grande que no habría suficiente calor disponible para sustentar vida o líquidos.
de lo anterior se deduce que también 4 es improbable: sin atmósfera es muy difícil que los líquidos sean persistentes.
¿Es plausible esta luna?
esta luna es un poco más pequeña que nuestra luna
tiene una atmósfera espesa. tanto es así que las algas flotantes prosperan en el viento.
la luna no está demasiado cerca de su planeta ni demasiado lejos. entonces la luna no está bloqueada por mareas
su terreno es muy montañoso y tectónicamente activo. para que el mar en este planeta parezca un mega lago conectado.
orbita su planeta en 4 décadas. así que la luna tiene temporadas largas de un año. La vida lunar se ha adaptado a esto.
gira alrededor de un gigante gaseoso más grande que Júpiter.
las plantas del planeta tienen hojas azules.
Respuesta corta:
No, por varias razones.
Respuesta larga:
Depende de muchos factores complicados. Partes de lo que solicita serán mucho más plausibles que otras, y algunas partes pueden ser totalmente inconsistentes con otras partes.
Primera parte: tamaño de la luna
esta luna es un poco más pequeña que nuestra luna
No pudo definir "más pequeño". Supongo que te refieres a las dimensiones, el radio, el diámetro y el volumen de la luna. Y ciertamente es físicamente posible que una exoluna de un exoplaneta en otro sistema estelar sea un poco más pequeña que la Luna de la Tierra.
Pero la Luna de la Tierra no tiene una atmósfera o agua significativa.
Entonces, debe decidir si su luna tiene una atmósfera natural, producida naturalmente y retenida por la gravedad de la luna, o artificialmente, creada por una civilización avanzada que también construyó un techo en toda la superficie de la luna para mantener la atmósfera adentro, como una gigantesca base lunar en toda la superficie de la luna.
Obviamente, cuanto más pequeño es un mundo, menos grande sería un proyecto para darle un techo para conservar una atmósfera artificial.
La cualidad importante que determina cuánto tiempo un planeta puede mantener su atmósfera de forma natural es su velocidad de escape, que está determinada por su masa y su radio.
Hay una discusión sobre la forma en que la velocidad de escape determina cuánto tiempo un mundo puede retener su atmósfera en Stephen H. Dole, Habitable Planets for Man , 1964, páginas 33-39.
https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf
Tenga en cuenta que la tabla 5 en la página 35 muestra que si las velocidades del gas atmosférico permanecen iguales, aumentar la velocidad de escape 3 veces, del doble de la velocidad del gas a 6 veces la velocidad del gas, es suficiente para cambiar el tiempo de retención atmosférica de cero a infinito. .
Hay otros factores que pueden aumentar la velocidad a la que un mundo pierde su atmósfera, pero nada puede reducir la pérdida atmosférica por debajo de la velocidad dictada por su velocidad de escape y las temperaturas de la exosfera. Solo una reposición constante de gases en la atmósfera puede mantener la misma densidad atmosférica si el mundo está perdiendo atmósfera rápidamente. Y, por supuesto, todas las fuentes de la atmósfera son finitas y limitadas.
Una nueva teoría sugiere que algunos tipos de mundos podrían ser habitables con masas mucho más bajas de lo que se creía anteriormente. Estos mundos podrían retener atmósferas durante largos períodos de tiempo, permitiendo así que el agua sea líquida en sus superficies, incluso con masas de hasta 0,027 de la de la Tierra.
https://earthsky.org/space/small-rocky-exoplanets-can-still-be-habitable/
Sin embargo, ese estudio sólo concertó mundos acuáticos de baja masa, mundos totalmente cubiertos de agua y con atmósferas de vapor de agua. Obviamente, tales mundos tendrían mucha agua líquida para reemplazar el vapor de agua perdido en el espacio.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ab2bf2
Dado que su luna tiene mucha superficie terrestre, no puede ser un mundo acuático y, por lo tanto, este límite de masa inferior no se aplica.
En "La habitabilidad de las exolunas restringida por la iluminación y el calentamiento de las mareas", Rene Heller y Roy Barnes discuten los factores que afectan la habitabilidad de las exolunas.
https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf
En la página 20 discuten el rango de masas para mundos habitables, tanto lunas como planetas:
Se requiere una masa mínima de exoluna para impulsar un escudo magnético en una escala de tiempo de mil millones de años (MsT0.1M4; Tachinami et al., 2011); para sostener una atmósfera sustancial y duradera (MsT0.12M4; Williams et al., 1997; Kaltenegger, 2000); y para impulsar la actividad tectónica (MsT0.23M4; Williams et al., 1997), que es necesaria para mantener la tectónica de placas y apoyar el ciclo del silicato de carbono. Se han detectado dínamos internos débiles en Mercurio y Ganímedes (Gurnett et al., 1996; Kivelson et al., 1996), lo que sugiere que las masas de los satélites > 0,25 M4 serán adecuadas para considerar la habitabilidad de la exoluna. Este límite inferior, sin embargo, no es un número fijo. Otras fuentes de energía, como el calentamiento radiogénico y de las mareas, y el efecto de la composición y estructura de una luna, pueden alterar el límite en cualquier dirección. Un límite de masa superior viene dado por el hecho de que el aumento de la masa conduce a altas presiones en el interior del planeta, lo que aumentará la viscosidad del manto y reducirá la transferencia de calor en todo el manto, así como en el núcleo. Por encima de una masa crítica, la dínamo se suprime fuertemente y se vuelve demasiado débil para generar un campo magnético o sostener la tectónica de placas. Esta masa máxima se puede situar en torno a 2M4 (Gaidos et al., 2010; Noack y Breuer, 2011; Stamenkovic´ et al., 2011). Resumiendo estas condiciones, esperamos que las lunas de aproximadamente la masa de la Tierra sean habitables, y estos objetos podrían ser detectables con el recién iniciado proyecto Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) (Kipping et al., 2012). lo que aumentará la viscosidad del manto y reducirá la transferencia de calor en todo el manto, así como en el núcleo. Por encima de una masa crítica, la dínamo se suprime fuertemente y se vuelve demasiado débil para generar un campo magnético o sostener la tectónica de placas. Esta masa máxima se puede situar en torno a 2M4 (Gaidos et al., 2010; Noack y Breuer, 2011; Stamenkovic´ et al., 2011). Resumiendo estas condiciones, esperamos que las lunas de aproximadamente la masa de la Tierra sean habitables, y estos objetos podrían ser detectables con el recién iniciado proyecto Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) (Kipping et al., 2012). lo que aumentará la viscosidad del manto y reducirá la transferencia de calor en todo el manto, así como en el núcleo. Por encima de una masa crítica, la dínamo se suprime fuertemente y se vuelve demasiado débil para generar un campo magnético o sostener la tectónica de placas. Esta masa máxima se puede situar en torno a 2M4 (Gaidos et al., 2010; Noack y Breuer, 2011; Stamenkovic´ et al., 2011). Resumiendo estas condiciones, esperamos que las lunas de aproximadamente la masa de la Tierra sean habitables, y estos objetos podrían ser detectables con el recién iniciado proyecto Hunt for Exomoons with Kepler (HEK) (Kipping et al., 2012).
Su fuente para que 0,1 masa terrestre sea la masa mínima para que un mundo tenga una magnetosfera es:
Tachinami, C., Senshu, H. e Ida, S. (2011) Evolución térmica y vida útil de los campos magnéticos intrínsecos de las supertierras en zonas habitables. Astrophis J 726, doi:10.1088/0004-637X/726/2/70.
Su fuente para que 0,12 masa terrestre sea la masa mínima para que un mundo tenga una atmósfera de larga vida son:
Williams, DM, Kasting, JF y Wade, RA (1997) Lunas habitables alrededor de planetas gigantes extrasolares. Naturaleza 385:234–236.
y:
Kaltenegger, L. (2000) ¿Qué se necesita para que una luna sustente vida? En Actas de la Cuarta Conferencia Internacional sobre Exploración y Utilización de la Luna: ICEUM 4, ESA SP-462, editado por BH Foing y M. Perry, Agencia Espacial Europea, ESTEC, Noordwijk, Países Bajos, págs. 199–201.
Su fuente para que 0,23 masa terrestre sea la masa mínima necesaria para la tectónica de placas y el ciclo del silicato de carbono es:
Williams, DM, Kasting, JF y Wade, RA (1997) Lunas habitables alrededor de planetas gigantes extrasolares. Naturaleza 385:234–236
Dado que desea que su luna tenga una atmósfera natural y placas tectónicas, 0,12 masa terrestre y 0,23 masa terrestre son los límites inferiores según esos estudios.
La Tierra tiene un radio medio de 6.371.0 kilómetros y una masa terrestre. Tiene una gravedad superficial de 1 g, una velocidad de escape de 11,186 kilómetros por segundo y una densidad total de 5,512 gramos por centímetro cúbico (g/cm3).
Quieres que tu luna sea un poco más pequeña que la Luna de la Tierra.
La Luna tiene un radio medio de 1.737,4 kilómetros, una masa de 0,123 masa terrestre, una gravedad superficial de 0,1654 g, una velocidad de escape de 2,38 kilómetros por segundo (0,2127 de la de la Tierra) y una densidad total de 3,344 g/cm3.
Dado que el radio medio de la Luna es aproximadamente 0,2727044 el de la Tierra, la Luna tiene aproximadamente 0,202803 el volumen de la Tierra.
Para que su mundo del tamaño de la Luna conserve una atmósfera duradera, necesitaría al menos 0,12 de la masa de la Tierra. Eso le da una densidad de al menos 5,9170722 veces la de la Tierra, y por lo tanto 32,26736 g/cm3.
Para que su mundo del tamaño de la Luna tenga placas tectónicas, necesitaría al menos 0,23 de la masa de la Tierra. Eso le daría una densidad de al menos 11,3441055 veces la de la Tierra, y por tanto al menos 62,534577 g/cm3.
El elemento común más denso del universo es el Hierro, con 7,874 g/cm3. El iridio, un elemento muy raro, tiene una densidad de 22,56 g/cm3. El elemento igualmente raro - y muy tóxico - Osmio es el elemento natural más denso, con una densidad de 22,59 g/cm3.
La materia en el núcleo de un planeta se comprimirá a densidades más altas que las que tendría en la superficie. Pero, por supuesto, un mundo pequeño del tamaño de la Luna de la Tierra no tendría suficiente masa para comprimir mucho su materia.
Es posible que pueda darle a su mundo un poco menos de masa si es lo suficientemente denso para tener una gravedad superficial lo suficientemente alta.
Las temperaturas en la exosfera de la Tierra son de 1000 K a 2000 K. Según Dole en la página 54, si un planeta con temperaturas superficiales como la Tierra tuviera una temperatura máxima de exosfera de 1000, tendría una velocidad cuadrática media de oxígeno en la exosfera de 1,25 km/s, y necesitaría una velocidad de escape 5 veces mayor, 6,25 km/s, para retener una gran cantidad de atmósfera durante unos 100 millones de años. Y si el mundo tuviera una velocidad de escape de 6 veces 1,25 km/s, o 7,5 km/s, podría retener su atmósfera por un tiempo infinito. Pero si su mundo tiene temperaturas de exosfera de hasta 2000 K, necesitaría una velocidad de escape unos pocos km/s más alta. Digamos tal vez 9,5 km/s.
Entonces, su mundo podría necesitar suficiente masa dentro del volumen de la Luna de la Tierra para tener una velocidad de escape de 6,25 a 9,5 km/s.
Usando esta calculadora de velocidad de escape http://calctool.org/CALC/phys/astronomy/escape_velocity , encuentro que un mundo con el radio de la Luna y 0.085 la masa de la Tierra tendría una velocidad de escape de 6.24590 km/s. Tendría 4,1912 veces la densidad de la Tierra, o alrededor de 23,110604 g/cm3.
Un mundo con el radio de la Luna y 0,197 la masa de la Tierra tendría una velocidad de escape de 9,50864 km/s. Tendría una densidad de 9,7138 veces la de la Tierra, o 53,562225 g/cm3.
Entonces, usar una velocidad de escape más baja que la de la Tierra, pero lo suficientemente alta como para retener una atmósfera durante algún tiempo, puede reducir un poco el problema de la densidad.
Observo que si un mundo pequeño es lo suficientemente denso para tener una velocidad de escape lo suficientemente alta, podría ser demasiado denso para tener la tectónica de placas deseada. Rene y Heller sugieren que la masa máxima de un mundo habitable podría ser aproximadamente 2 veces la masa de la Tierra, el párrafo citado anteriormente:
. Por encima de una masa crítica, la dínamo se suprime fuertemente y se vuelve demasiado débil para generar un campo magnético o sostener la tectónica de placas. Esta masa máxima se puede situar en torno a 2M4 (Gaidos et al., 2010; Noack y Breuer, 2011; Stamenkovic´ et al., 2011).
Y, obviamente, las densidades extremas en un mundo también aumentarían la presión y, por lo tanto, la viscosidad y, por lo tanto, disminuirían la circulación.
Entonces, si desea que su luna tenga naturalmente una atmósfera densa y una tectónica palet, debe tener al menos 0,25 veces la masa de la Tierra y, por lo tanto, al menos el doble de la masa de Marte, que es 0,107 veces la masa de la Tierra.
De lo contrario, probablemente deberías hacer tu luna, más pequeña que la Luna, artificialmente habitable debido a un vasto proyecto de terraformación por parte de algún grupo avanzado de seres. Y muy probablemente tendrías que darle a tu pequeña luna un techo, de materia o de campos de fuerza, para mantener la atmósfera.
Segunda parte: Atmósfera espesa
tiene una atmósfera espesa. tanto es así que las algas flotantes prosperan en el viento.
Ya he discutido lo que puede ser necesario para que su luna pueda retener una atmósfera lo suficientemente espesa durante largos períodos de tiempo. Por supuesto, ningún mundo puede retener una atmósfera a menos que tenga una atmósfera, producida natural o artificialmente.
¿Qué espesor de atmósfera se necesita para que las algas floten en el viento?
Tritón, la luna más grande de Neptuno, tiene una atmósfera muy delgada de aproximadamente 1/70 000 de la densidad de la atmósfera terrestre, a pesar de tener una masa de solo 0,00359 masa terrestre y una velocidad de escape de solo 1,455 km/s. Eso se debe a las temperaturas extremadamente frías en su exosfera. Si quieres que tus bacterias flotantes usen metano líquido o algo así en lugar de agua, supongo que tu mundo podría ser tan pequeño y tan frío como Tritón.
Las rayas en la superficie de Tritón dejadas por las columnas del géiser sugieren que la troposfera está impulsada por vientos estacionales capaces de mover material de más de un micrómetro de tamaño.[45]
No estoy seguro de cómo ese material en Tritón se compara con el tamaño y la masa de sus algas flotantes.
Marte tiene una masa de 0,107 masa terrestre y una velocidad de escape de 5,027 km/s, y una atmósfera delgada, mucho más densa que la de Tritón, pero solo hasta aproximadamente 0,006 tht de la Tierra.
La atmósfera de Marte se compone de aproximadamente un 96 % de dióxido de carbono, un 1,93 % de argón y un 1,89 % de nitrógeno junto con trazas de oxígeno y agua.[1][165] La atmósfera es bastante polvorienta y contiene partículas de aproximadamente 1,5 µm de diámetro que le dan al cielo marciano un color rojizo cuando se ve desde la superficie.[166] Puede adquirir un tono rosado debido a las partículas de óxido de hierro suspendidas en él.[18]
https://en.wikipedia.org/wiki/Mars#Atmosphere
Marte tiene las tormentas de polvo más grandes del Sistema Solar, alcanzando velocidades de más de 160 km/h (100 mph). Estos pueden variar desde una tormenta sobre un área pequeña, hasta tormentas gigantes que cubren todo el planeta. Tienden a ocurrir cuando Marte está más cerca del Sol y se ha demostrado que aumentan la temperatura global.[183]
https://en.wikipedia.org/wiki/Marte#Clima
Titán, la luna más grande de Saturno, tiene solo 0,0225 de la masa de la Tierra y una velocidad de escape de solo 2,639 km/s, solo 1,1 veces la de la Luna. Pero, ayudado sin duda por sus bajísimas temperaturas y velocidades de gas, tiene una atmósfera titánica en comparación con las de Tritón y Marte, o incluso la Tierra.
Si sus algas pudieran usar metano líquido o algún otro fluido ultra frío en lugar de agua, podrían flotar en la atmósfera de un mundo tan pequeño como Titán.
Las observaciones de las sondas espaciales Voyager han demostrado que la atmósfera de Titán es más densa que la de la Tierra, con una presión superficial de aproximadamente 1,45 atm. También es aproximadamente 1,19 veces más masivo que el total de la Tierra, [44] o aproximadamente 7,3 veces más masivo por área de superficie.
https://en.wikipedia.org/wiki/Titan_(moon)#Atmosphere
No he leído nada sobre los vientos o los objetos nacidos del viento en Titán.
En la Tierra, los vientos son lo suficientemente fuertes como para transportar muchas semillas y esporas de varios organismos.
El cabello de ángel o algodón silíceo es una sustancia fibrosa y pegajosa que se reporta en relación con avistamientos de ovnis o manifestaciones de la Virgen María. 1 Se ha descrito como una telaraña o una gelatina. 3 5
Recibe su nombre por su similitud con el pelo fino o las telarañas y, en algunos casos, se ha descubierto que la sustancia son los hilos de las telarañas de las arañas migratorias. Los informes sobre el cabello de ángel dicen que se desintegra o se evapora al poco tiempo de formarse. 3 7
https://en.wikipedia.org/wiki/Angel_hair_(folklore)
Se sabe que algunos tipos de arañas migran por el aire, a veces en grandes cantidades, en planeadores de telaraña. 2 Muchos casos de cabello de ángel resultaron ser estos hilos de araña y, en una ocasión, se han encontrado pequeñas arañas sobre el material. 8 Las arañas Linyphiidae frecuentemente causan lluvias de hilos de gasa en Inglaterra y el hemisferio norte.[14] Australia y Nueva Zelanda tienen casos frecuentes, causados por varias especies nativas de arañas y por algunas especies introducidas de Linyphiidae.[14]
https://en.wikipedia.org/wiki/Angel_hair_(folklore)#Published_explanations
Así que averigua cómo se comparan los pesos de esas arañas con los pesos de las algas.
Y, por supuesto, esas arañas no pasan toda su vida en el aire, como es de suponer que usted quiera que lo hagan sus alas. Tal vez las algas tengan sacos que contengan gas más liviano que el aire, para hacer que sus cuerpos en general sean más livianos que el aire para que puedan flotar.
Una forma en que un mundo muy pequeño podría tener algas folantes sería un mundo cubierto de hielo a kilómetros de profundidad, con un océano global de agua líquida debajo del hielo. Hay varios de estos mundos en nuestro sistema solar, y se sospecha que otros tienen océanos subterráneos.
El mundo más pequeño de nuestro sistema solar con un océano subterráneo global conocido es Encelado, una luna de Saturno, que tiene un radio medio de 252,1 kilómetros, aproximadamente 0,1451 el de la Luna y, por lo tanto, aproximadamente 0,0027 el volumen de la Luna. Si la vida puede existir en los océanos subterráneos de mundos tan pequeños, podría haber algas flotando en el océano subterráneo de su luna, y las personas podrían encontrarlas y otras formas de vida explorando ese océano en submarinos.
Tercera parte: no bloqueado por mareas
la luna no está demasiado cerca de su planeta ni demasiado lejos. entonces la luna no está bloqueada por mareas
La luna podría tener tres condiciones con respecto al bloqueo de marea.
Bloqueado por mareas con respecto a la estrella, pero no al planeta.
Bloqueado por mareas con respecto al planeta, pero no a la estrella
No bloqueado por mareas ni al planeta ni a la estrella.
Una cuarta categoría estaría bloqueada por mareas para ambos, pero eso me parece completamente imposible.
Un planeta que orbite alrededor de una estrella tenue estaría en lo profundo de su pozo de gravedad, y probablemente estaría bloqueado por mareas con la estrella, lo que podría hacerlo inhabitable. Una de las razones por las que los científicos están interesados en la habitabilidad potencial de las exolunas es porque las fuerzas que crean el bloqueo de mareas de una luna a su planeta serían más fuertes que las fuerzas que bloquean las mareas de una luna a su estrella. Por lo tanto, cualquier exoluna del tamaño de un planeta y potencialmente habitable en la zona habitable de una estrella, incluso una estrella enana roja muy tenue (y muy común) se bloquearía por mareas al planeta y no a la estrella, y por lo tanto tendría día y noche alternados en lugar de día eterno por un lado y noche exterior por el otro.
Entonces, la condición 1, estar bloqueado en la estrella y no en el planeta, parece imposible. Eso deja solo las condiciones posibles de que la luna esté bloqueada por mareas en el planeta, o que no esté bloqueada por mareas en absoluto.
Muchas de las lunas de los planetas gigantes de nuestro sistema solar están bloqueadas por mareas en sus planetas. Por ejemplo, en el sistema de satélites de Saturno, todas las lunas fuera de Titán están bloqueadas por mareas con Saturno. Iapetus, que orbita más allá de Titán, también está bloqueado por mareas con Saturno.
Pero Hiperión, que orbita entre las órbitas de Titán y Japeto, no está bloqueado por mareas con Saturno. Hyperion se clasifica como una luna regular, y todas las lunas del sistema solar que alguna vez se han sugerido como moradas potenciales de vida se clasifican como satélites regulares, excepto Tritón, una luna irregular, que se cree que es un planeta enano capturado. Así que tu luna habitable tendría que ser una luna regular, o bien una luna irregular rara e inusual, que como Tritón es al menos tan grande como las lunas regulares más pequeñas.
Las imágenes de la Voyager 2 y la posterior fotometría terrestre indicaron que la rotación de Hyperion es caótica, es decir, su eje de rotación se tambalea tanto que su orientación en el espacio es impredecible. Su tiempo de Lyapunov es de alrededor de 30 días.[21][22][23] Hiperión, junto con las lunas Nix e Hydra de Plutón,[24][25] es una de las pocas lunas del Sistema Solar que se sabe que gira caóticamente, aunque se espera que sea común en los asteroides binarios.[26] También es el único satélite natural planetario regular en el Sistema Solar que se sabe que no está bloqueado por mareas.
Hiperión es única entre las lunas grandes porque tiene una forma muy irregular, tiene una órbita bastante excéntrica y está cerca de una luna mucho más grande, Titán. Estos factores se combinan para restringir el conjunto de condiciones bajo las cuales es posible una rotación estable. La resonancia orbital 3:4 entre Titán e Hiperión también puede hacer más probable una rotación caótica. El hecho de que su rotación no esté bloqueada probablemente explica la relativa uniformidad de la superficie de Hiperión, en contraste con muchas de las otras lunas de Saturno, que tienen hemisferios delanteros y traseros contrastantes.[27]
Por lo tanto, su luna podría estar lo suficientemente cerca de su planeta para ser una luna normal, y lo suficientemente cerca como para estar bloqueada por mareas al planeta, sin estar bloqueada por mareas, si algún factor evitara que se bloquee por mareas con el planeta.
Con vida en su luna, tendría que ser lo suficientemente grande para ser un esferoide o un elipsoide, redondeado gravitacionalmente, pero no tendría que ser una esfera perfecta. Entonces no tendría una forma tan irregular como Hyperion. Pero podría tener el otro factor de orbitar cerca de la órbita de otra luna grande y, por lo tanto, tener fuertes fuerzas de marea de esa Luna.
De todos modos, supongo que eso es todo por hoy. Continuaré más adelante, y espero que con una cobertura más corta de cada punto.
Continuado el 25-02-2022
Da la casualidad de que Hiperión tiene una masa de aproximadamente 5,6199 veces 10 elevado a 18 kilogramos, mientras que Titán tiene una masa de aproximadamente 1,3452 veces 10 elevado a 23 kilogramos, lo que debería ser unas 20 000 veces la masa de Hiperión.
Si su luna es lo suficientemente masiva como para ser habitable y la otra luna que evita que esté bloqueada por las mareas tiene que ser unas 20.000 veces más masiva, esa otra luna sería tan masiva como un planeta gigante gaseoso y, por lo tanto, su luna estaría orbitando una planeta gigante gaseoso doble.
Pero, afortunadamente, los científicos no parecen pensar que la otra luna necesita ser mucho más masiva. Según "Exomoon Habitability restringida por la iluminación y el calentamiento de las mareas" Heller y Barnes, 2013, página 20:
https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf
Dado que el período de rotación del satélite también depende de su excentricidad orbital alrededor del planeta y dado que el arrastre gravitatorio de otras lunas o de una estrella anfitriona cercana podría impulsar la excentricidad del satélite (Cassidy et al., 2009; Porter y Grundy, 2011), las exolunas podrían rotar incluso más rápido que su período orbital.
Teniendo en cuenta cuán masiva tendría que ser una exoluna para ser considerada potencialmente habitable, las probabilidades de que otra luna orbitando el mismo planeta sea muchas veces más masiva aún parecerían ser extremadamente bajas, por lo que si la otra luna tiene que ser muchas veces más masiva como habitable, no tendría sentido discutir situaciones tan raras en las que una luna habitable gira más rápido que su período orbital.
Y es posible que puedas comprobar qué:
Cassidy, TA, Méndez, R., Arras, P., Johnson, RE y Skrutskie, MF (2009) Satélites masivos de exoplanetas gigantes gaseosos cercanos. Astrophis J 704:1341–1348.
y:
Porter, SB y Grundy, WM (2011) Evolución posterior a la captura de exolunas potencialmente habitables. Astrofia J 736:L14.
tengo que decir acerca de las masas relativas de las exolunas involucradas.
Los impactos con otros objetos astronómicos grandes pueden cambiar las tasas de rotación de los objetos astronómicos. Por lo tanto, su luna podría haber acelerado su velocidad de rotación debido a tales colisiones aleatorias.
El período orbital de Hiperión alrededor de Saturno es de 21.276 días terrestres. Si Hiperión estuviera bloqueado por mareas con Saturno, su período de rotación sideral con respecto a las estrellas también sería de 21,276 días. El período de rotación sinódica de Hyperion es de unos 13 días.
https://en.wikipedia.org/wiki/Hyperion_(moon)#cite_note-11
Creo que eso significa el período sinódico de Hiperión con respecto al Sol, y no a Saturno. Por lo tanto, un período de alternancia de luz y oscuridad en Hiperión sería de unos 13 días y, por lo tanto, de aproximadamente 0,611 de su período orbital.
Si su exoluna tuviera un ciclo de luz/oscuridad o un período sinódico que fuera más largo que su orbital, otra posibilidad para una luna sin bloqueo de marea, el ciclo del día tendría que ser lo suficientemente corto para que la luna sea habitable. No podía hacer demasiado calor durante el día ni demasiado calor durante la noche oscura para que sobreviviera la vida. Y a su vez, el período orbital de la luna habría sido más corto que eso. Por lo tanto, la luna tendría que orbitar más cerca del planeta que una luna con aspecto de marea a una distancia en la que su día tendría la duración máxima.
Si su exoluna tiene un período sinódico y un ciclo de luz/oscuridad más corto que su período orbital, tendrá que orbitar mucho más cerca del planeta que una luna bloqueada por mareas con un ciclo de luz/oscuridad de la misma duración.
En Habitable Planets for Man , 1964, páginas 58 a 61, Stephen H. Dole analiza el rango de períodos de rotación de los planetas habitables para los humanos, pero no pudo calcular un límite superior muy firme. En la página 60 escribe:
Es difícil decir exactamente qué extremos de la tasa de rotación son compatibles con la habitabilidad. Estos extremos, sin embargo, podrían estimarse en, digamos, 96 horas (4 días terrestres) por revolución en el extremo inferior de la muestra y de 2 a 3 horas por revolución en el extremo superior, o a velocidades angulares en las que la forma se vuelve inestable. debido a la alta tasa de rotación. Si acepta las estimaciones de Dole de que un mundo habitable debería tener un período de rotación de entre 2 y 3 horas, y si su exoluna está bloqueada por mareas, y si conoce la masa de su exoplaneta, puede calcular las distancias orbitales a las que tendrá su exoluna. períodos de rotación en el rango de 2 o 3 horas a 96 horas.
"Habitabilidad de Exomoon limitada por la iluminación y el calentamiento de las mareas" Heller y Barnes, 2013, página 20:
https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf
Menciona la posible duración del día de las exolunas bloqueadas por mareas:
Los períodos de rotación sincronizados de exolunas putativas de masa terrestre alrededor de planetas gigantes podrían estar en el mismo rango que los períodos orbitales de las lunas galileanas alrededor de Júpiter (1.7–16.7 d) y como el período orbital de Titán alrededor de Saturno (&16 d) (NASA/JPL satélite planetario efemérides)4
Así que Heller y Barnes parecen considerar que la duración del día de alrededor de 1,6 a 16,7 días terrestres es razonablemente adecuada para la habitabilidad, al menos en este párrafo.
Si decide que un exocomún con un día entre 1,0 y 16,7 o r17,0 días terrestres podría ser habitable si otros factores favorecieran la habitabilidad, y si conociera la masa de su planeta gigante, y si su luna estuviera bloqueada por mareas, podría calcular los rangos internos y externos de distancias a las que la luna tendría que orbitar.
Pero, por supuesto, no desea que su luna esté bloqueada por mareas. Continuará en otra respuesta.
Una continuación de mi respuesta anterior:
Cuarta parte: océanos tectónicamente activos y cerrados
De acuerdo con la teoría científica actual, un mundo podría ser tectónicamente activo si tiene una masa dentro de un rango bastante amplio.
Volviendo a Heller y Barnes, 2013, en la página 20 discuten la masa mínima:
...; y para impulsar la actividad tectónica (MsT0.23M4; Williams et al., 1997), que es necesaria para mantener la tectónica de placas y apoyar el ciclo del silicato de carbono...
Y una masa máxima:
...Un límite de masa superior viene dado por el hecho de que el aumento de la masa conduce a altas presiones en el interior del planeta, lo que aumentará la viscosidad del manto y reducirá la transferencia de calor en todo el manto, así como en el núcleo. Por encima de una masa crítica, la dínamo se suprime fuertemente y se vuelve demasiado débil para generar un campo magnético o sostener la tectónica de placas. Esta masa máxima se puede situar en torno a 2M4 (Gaidos et al., 2010; Noack y Breuer, 2011; Stamenkovic´ et al., 2011).
https://faculty.washington.edu/rkb9/publications/hb13.pdf
Entonces, de acuerdo con esos cálculos, cualquier mundo con una masa entre 0,23 y aproximadamente 2,0 la masa de la Tierra tendría la posibilidad de tener una dínamo interna para impulsar la tectónica planetaria.
Se cree que tener grandes regiones líquidas en el núcleo y que giran rápidamente puede aumentar la probabilidad de que un planeta tenga una dínamo interna. Esa es una de las razones por las que deseas que el período de rotación de tu luna sea más corto en lugar de más largo.
Venus tiene un período de rotación sideral de 243,0226 días terrestres y una masa de 0,815 terrestres.
Al igual que el de la Tierra, lo más probable es que el núcleo de Venus sea al menos parcialmente líquido porque los dos planetas se han estado enfriando aproximadamente al mismo ritmo,[107] aunque no se puede descartar un núcleo completamente sólido.[108] El tamaño ligeramente más pequeño de Venus significa que las presiones son un 24 % más bajas en su interior profundo que en la Tierra.[109]
La principal diferencia entre los dos planetas es la falta de evidencia de tectónica de placas en Venus, posiblemente porque su corteza es demasiado fuerte para subducirse sin agua para hacerla menos viscosa. Esto da como resultado una menor pérdida de calor del planeta, lo que evita que se enfríe y proporciona una explicación probable de la falta de un campo magnético generado internamente.[111] En cambio, Venus puede perder su calor interno en eventos periódicos importantes de resurgimiento.[83]
La falta de un campo magnético intrínseco en Venus fue sorprendente, dado que es similar en tamaño a la Tierra y se esperaba que también contuviera una dínamo en su núcleo. Una dínamo requiere tres cosas: un líquido conductor, rotación y convección. Se cree que el núcleo es eléctricamente conductor y, aunque a menudo se piensa que su rotación es demasiado lenta, las simulaciones muestran que es adecuado para producir una dínamo.[114][115] Esto implica que falta la dínamo debido a la falta de convección en el núcleo de Venus. En la Tierra, la convección ocurre en la capa exterior líquida del núcleo porque la parte inferior de la capa líquida tiene una temperatura mucho más alta que la superior. En Venus, un evento global de repavimentación puede haber cerrado la tectónica de placas y llevado a una reducción del flujo de calor a través de la corteza. Este efecto aislante provocaría un aumento de la temperatura del manto, reduciendo así el flujo de calor fuera del núcleo. Como resultado, no hay geodinamo interno disponible para impulsar un campo magnético. En cambio, el calor del núcleo está recalentando la corteza.[116]
https://en.wikipedia.org/wiki/Venus#Magnetic_field_and_core
Por lo tanto, incluso un planeta o una luna del tamaño adecuado pueden carecer de una dínamo interna y placas tectónicas, debido a varios factores que aún no se conocen bien. Por lo tanto, un escritor de ciencia ficción que quiera placas tectónicas en su planeta tendrá que esperar que los descubrimientos futuros no muestren que algunos aspectos de su planeta son incompatibles con las placas tectónicas.
No estoy seguro de:
para que el mar en este planeta parezca un mega lago conectado.
tener alguna conexión con la tectónica de placas.
Lo común que sería que los océanos de su luna estuvieran rodeados por tierra dependería de la cantidad de agua que tenga su luna en comparación con la Tierra. Si tiene demasiada agua superficial, es posible que la vida no prospere allí. Que todos los océanos estén rodeados por tierra en un momento dado dependerá de cómo la tectónica de placas mueve los continentes alrededor del globo y si hace que los continentes sean redondos o largos y delgados.
Y aunque se necesitan decenas o cientos de millones de años para una reconfiguración importante de los continentes, las fluctuaciones en el porcentaje de agua atrapada en los glaciares pueden hacer subir y bajar el nivel del mar durante miles de años, lo que puede marcar la diferencia entre océanos separados rodeados por masa de tierra en todo el mundo y un océano en todo el mundo que rodea los continentes separados.
Por lo tanto, es perfectamente posible que su luna tenga océanos separados rodeados por una masa terrestre mundial, aunque eso cambiaría gradualmente durante decenas y cientos de millones de años, y también podría cambiar mucho más rápidamente durante miles y decenas de miles de años. .
Quinta parte: longitud de la órbita
orbita su planeta en 4 décadas. así que la luna tiene temporadas largas de un año. La vida lunar se ha adaptado a esto.
La duración de las estaciones depende de la longitud de la órbita del planeta alrededor de la estrella. Si el planeta tiene alguna inclinación axial, en algunos momentos un hemisferio se inclinará hacia la estrella y recibirá más luz estelar y será más caliente, y el otro hemisferio se inclinará alejándose de la estrella y recibirá menos radiación y será más frío. Y media órbita planetaria más tarde, las estaciones en los dos hemisferios se invertirán.
Si el planeta no tiene inclinación axial, las estaciones serán causadas por la excentricidad de la órbita elíptica del planeta. Habrá verano en todo el planeta cuando el planeta esté más cerca de la estrella e invierno en todas partes del planeta cuando el planeta esté más alejado de la estrella. El invierno durará más que el verano, ya que el planeta estará en flor cuanto más lejos esté de la estrella.
Es casi seguro que su gran exoluna compartirá la inclinación del eje del planeta y casi con seguridad orbitará el planeta en el plano ecuatorial del planeta. Así compartirá las estaciones del planeta, y la duración del año planetario determinará la duración de las estaciones de la luna.
Para que la luna tenga 4 estaciones astronómicas que tengan la misma duración y cada una de exactamente 1 año terrestre, el planeta tendrá que tener un período orbital de 4 años terrestres. Para que la luna tenga estaciones de 1,5 años terrestres, el planeta tendrá que tener un período orbital de 6 años terrestres. Para que el planeta tenga estaciones de 2 años terrestres, el planeta tendrá que tener un período orbital de 8 años terrestres, y así sucesivamente.
Si el planeta ha tardado miles de millones de años en desarrollar naturalmente una atmósfera de oxígeno respirable, la estrella en el sistema no debería ser más masiva que una estrella de clase F2V o una estrella de clase F0V.
Una estrella de clase espectral F2V tiene aproximadamente 1,46 veces la masa del Sol y aproximadamente 5,13 veces la luminosidad del Sol. Una estrella de clase espectral F0V tiene aproximadamente 1,61 veces la masa del Sol y aproximadamente 7,24 veces la luminosidad del Sol.
https://en.wikipedia.org/wiki/F-type_main-sequence_star
Si aumentaras la luminosidad del Sol 4 veces, la EED (Distancia equivalente a la Tierra) donde un planeta recibiría tanta radiación como la Tierra recibe del Sol sería 2 veces la distancia de la Tierra al Sol, y por lo tanto 2 AU. Eso es porque la iluminación recibida disminuye con el cuadrado de la distancia.
Entonces, el EED de una estrella F2V sería de aproximadamente 2,2659 AU, y el EED de una estrella F0V sería de aproximadamente 2,6907 AU.
Un planeta que orbita a la MED (Distancia equivalente a Marte) recibiría tanta radiación como la que Marte recibe del Sol, por lo que podría estar lo suficientemente caliente como para ser habitable. Marte orbita alrededor del Sol a 1,523 AU, por lo que la MED de una estrella F2V debería ser de aproximadamente 3,4509 AU y la MED de una estrella F0V debería ser de aproximadamente 4,0979 AU.
De acuerdo con esta calculadora de período orbital:
http://www.calctool.org/CALC/phys/astronomy/planet_orbit
Un planeta en el EED de una estrella F2V tendría un período orbital de 2,82235 años terrestres y uno en el MEd tendría un período de 5,30454 años terrestres. Un planeta en el EED de una estrella F0V tendría un período de 3,47785 años terrestres, y un planeta en el MED tendría un período de 6,53664 años terrestres.
Entonces, un año de aproximadamente 6,53 años terrestres y estaciones de 1,6325 años terrestres son lo más largo que puede esperar en una luna naturalmente habitable que orbita una sola estrella.
¿Qué pasa si pones el planeta y la luna en órbita alrededor de dos estrellas de clase F0V? Con el doble de luminosidad que dos estrellas de este tipo, el EED y el MED estarán 1,414 veces más lejos, a 3,8046 y 5,7944 AU. Con el doble de la masa estelar de 1 estrella F0V, el período orital en 3,8046 AU será de 4,13486 años terrestres, y en 5,7944 AU será de 5,7944 años terrestres.
Suponga que su planeta y su luna orbitan una estrella cuádruple F0V, con dos pares cercanos que orbitan cerca de la Tierra. Con 4 veces la luminosidad, el ED y el MED se duplicarán, a 4.5318 y 5.3814 AU. Los períodos orbitales serían 3,80092 y 4,91842 años terrestres.
Entonces, agregar la masa y la luminosidad de un número creciente de estrellas separadas al sistema comenzará a disminuir la duración de los años en lugar de aumentarlos.
Una forma de sortear eso para una exoluna habitable sería hacer que el planeta orbite más allá de la zona habitable de la estrella, y así recibir radiación estelar insuficiente para ser habitable. La luna podría compensar la falta de calor de la estrella al orbitar cerca del planeta y, como resultado, recibir una gran cantidad de calor de las mareas.
Entonces, tal vez ese proceso podría aumentar la posible duración de los años 10 o 20 veces, al menos hasta que la luz de la (s) estrella (s) se vuelva insuficiente para que las plantas sobrevivan.
Y si la exoluna no es naturalmente habitable, pero orbita una estrella demasiado joven para tener mundos naturalmente habitables, podría haber sido terraformada para ser habitable por una civilización avanzada.
Una estrella de clase espectral A0V tendría 2,18 veces la masa del Sol y 38,02 veces la luminosidad.
https://en.wikipedia.org/wiki/A-type_main-sequence_star
La raíz cuadrada de 38,02 es 6,1660, por lo que la EED de una estrella A0V está en 6,1660 AU y la MED está en 9,390 AU. Los periodos orbitales serían 10,3531 y 19,4848 años terrestres.
Una estrella B5V tiene una masa de 4,70 soles y una luminosidad de 589 soles.
https://en.wikipedia.org/wiki/B-type_main-sequence_star
La raíz cuadrada de 589 es 24,2693, por lo que la EED sería 24,2693 AU y la MED sería 36,962 AU, dando años de 55,1395 y 103,623 años terrestres.
Podría continuar, pero las estrellas más masivas y luminosas emiten cantidades cada vez mayores de luz ultravioleta ultraviolenta, y algunos astrobiólogos temen que las estrellas de clase espectral F, y mucho menos las estrellas A y B, puedan emitir demasiado para ser habitables.
Y continuaré más tarde.
JBH
Muppet enojado
JBH
AlexP
Drakkor Gault