¿Es posible un planeta similar a Crematoria en la vida real?

Voy con el sí y el no. Empujar la temperatura máxima es fácil. Empujar la temperatura mínima es mucho más difícil.

Notaré algunas discrepancias con Crematoria primero

• Wiki cita la temperatura máxima de +372 grados Celsius. Pero la galería también muestra que la superficie es lava. La lava de silicato es un poco más caliente que 372 grados centígrados, unos 200 grados.
• Del mismo modo, si la temperatura al mediodía es de 372 grados, no será tan temprano en la mañana. Sin embargo, la imagen muestra que el borde entre lava y no lava es tan delgado como la línea de terminación.
• Wiki también establece una velocidad de rotación (supongo que la velocidad de la superficie en el ecuador) es de 5000 mph y un período de rotación de 52 horas. Las matemáticas rápidas nos dicen que el ecuador tiene 400 000 km. Eso es diez veces más que el de la Tierra. Si el planeta tiene una densidad similar a la de la Tierra (probablemente sería aún más denso), la gravedad superficial es de 10G. La razón por la que los prisioneros de Crematoria no pueden escapar no es porque se quemarán antes de llegar a la superficie. Es porque no podrían sentarse o pararse por su propio peso , y probablemente tengan problemas para respirar incluso cuando están acostados en el piso. Afortunadamente, su planeta no es tan duro como Crematoria en este sentido, es solo un poco peor que un ascensor que acelera constantemente hacia arriba.

Para nuestra primera estimación, echemos un vistazo a la luna de la Tierra. Space.com afirma :

Cuando la luz del sol golpea la superficie de la luna, la temperatura puede alcanzar los 253 grados F (123 C). El "lado oscuro de la luna" puede tener temperaturas que descienden hasta menos 243 F (menos 153 C).

Tenga en cuenta tres cosas:

• El rango de temperatura es la mitad de lo que estamos buscando en Crematoria.
• En el caso de la Luna, ni siquiera estamos mirando las temperaturas del mismo lugar. Tenga en cuenta que no es uno de esos lugares que nunca recibe la luz del sol, esos se vuelven aún más fríos. El artículo más adelante dice:

  El Orbitador de Reconocimiento Lunar midió temperaturas de menos 396 F (menos 238 C) en cráteres en el polo sur y menos 413 F (menos 247 C) en un cráter en el polo norte.

• El día de la Luna dura 28 días terrestres. En Crematoria son 2.

El ambiente es bastante bueno para redistribuir el calor. Tu planeta no debería tener ninguno. Lamento decirlo, su planeta no tendrá vida propia, ni siquiera en los polos, a menos que alguien llegue en una nave espacial. Será mejor que les des una muy buena razón, y si "calor abrasador, de vez en cuando" es tu principal punto de venta, los humanos visitarán Venus primero. Mucho más cerca y mucho más abrasador. El ácido sulfúrico en la atmósfera y una presión de 20 atmósferas terrestres complican aún más las fugas de tus prisioneros.

Entonces, ¿qué puedes hacer para mejorar los esfuerzos de Moon para lograr la diferencia de temperatura indicada?

Primero, una charla rápida sobre la radiación del cuerpo negro, porque ese es su método principal: su planeta estaría perdiendo calor. Una cosa a tener en cuenta es que la cantidad de energía que irradia un poco de material de cuerpo negro está dada únicamente por su temperatura. Puede intentar aumentar el área de la superficie, pero luego el material brillará sobre sí mismo y no perderá calor más rápido. Los materiales reales tampoco son cuerpos negros perfectos, por lo que no irradiarán tan rápido. La cantidad de energía viene dada por la ley de Stephan-Boltzmann y dice que la cantidad de radiación es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura por encima del cero absoluto.

Si observamos una pequeña porción de material de cuerpo negro aislado térmicamente en la superficie de su planeta durante la noche, su temperatura se regirá por la ecuación diferencial$dT = c T^4 dt$dónde$c$depende del material en cuestión. Wolfram Alpha nos dice que la temperatura con el tiempo seguirá la curva inversa de la raíz cúbica: el material se enfría mucho más lentamente cuanto más frío está. Tenga en cuenta que esto supone que su planeta no se derrite con la luz del sol, lo que explicaría que se descargue aún más energía a medida que el material se solidifica.

Elijamos algún valor de$c$, digamos 1/3, y ver cuando se alcanzan ciertas temperaturas, siendo t=0 el tiempo en que la temperatura es infinita.

-182 C |  89 K | 1.41850209016283×10^-6 T | coldest temperature on Crematoria
-153 C | 120 K | 5.78703703703704×10^-7 T | coldest temperature on Moon
   0 C | 273 K | 4.91487026929606×10^-8 T | melting point of water at standard pressure
 123 C | 396 K | 1.61032836270057×10^-8 T | highest temperature on Moon
 372 C | 645 K | 3.72666930328520×10^-9 T | hottest temperature on Crematoria

Observación: pasar de una temperatura infinita a 0 grados centígrados es diez veces más rápido que alcanzar la temperatura más fría en la Luna. También se tarda 2,4 veces más en llegar a -182 C que a -153 C.

Esto nos da algunas opciones:

Hacer que el material sea más oscuro no tendrá mucho efecto. Pasar de regolith a vantablack te dará un 10% de aceleración. Elegir un material con menor capacidad calorífica también ayuda, pero no puedo ayudar con esa elección.

Los días más largos ayudarán. Desafortunadamente, probablemente no estarás muy feliz con un día que dure tanto como un mes en la Tierra. El terminador todavía se movería a una velocidad apreciable, por lo que habitar el ecuador está fuera de discusión, pero alguien que intenta escapar de una prisión tiene mucho tiempo para abordar su nave espacial.

Hablando de eso, ¿quizás tu planeta está bloqueado por mareas? Eso podría producir algunas temperaturas bastante extremas. Sin embargo, no encaja bien con la parte de la pregunta "solo los polos son habitables".

Pasar de súper caliente a simplemente caliente es rápido. Pasar de frío a más frío lleva una eternidad. Si relaja un poco su requisito de -183C, puede obtener temperaturas ligeramente menos extremadamente frías en mucho menos tiempo. La duración de los días de tamaño humano puede llevarlo a cero C muy bien. Esto también significa que la superficie que va de la temperatura mínima a la máxima en el caso de un solo ancho de terminador puede no haber sido tan mala, en realidad.

¿Quizás el planeta es en realidad solo una capa delgada sostenida por una capa sólida de vacío? Menos roca = menos capacidad calorífica por metro cuadrado. Tales cosas no ocurren naturalmente, pero podría haber una red masiva de asentamientos subterráneos que cubren el 99% del subsuelo. Sin embargo, no olvide la cláusula de "sin vida nativa". También es bueno si los constructores también se han ido, para que no ventilen el calor en nuestro lado nocturno agradablemente helado. Un cuerpo completamente artificial que se parece a un planeta también es una opción y le permite ajustar los parámetros críticos arbitrariamente (temperatura máxima ajustando la órbita, temperatura mínima ajustando el material del planeta).

La respuesta corta sería no , y la razón corta sería que una atmósfera es tu enemigo si quieres temperaturas extremas , pero déjame analizar esto un poco.

• ¿Cómo hace tanto calor durante el día? El planeta tiene que estar bastante cerca de su estrella principal, o debe haber una atmósfera espesa que retiene el calor y con ella probablemente algún efecto invernadero grave, o ambas cosas.

• ¿Cómo hace tanto frío durante la noche? El planeta tiene que estar bastante lejos de su estrella principal, o debe haber poca o ninguna atmósfera capaz de retener el calor cuando se pone el sol, o ambas cosas.

Como puede ver, aquí hay objetivos contrapuestos. Si un planeta no tiene atmósfera, no es tan difícil alcanzar tales temperaturas extremas; Mercurio , por ejemplo, tiene

temperaturas superficiales que varían durante el día más que en cualquier otro planeta del Sistema Solar, desde 100 K (−173 °C; −280 °F) por la noche hasta 700 K (427 °C; 800 °F) durante el día a lo largo del regiones ecuatoriales.

No tener atmósfera y un lado nocturno garantiza un frío extremo simplemente porque el espacio es frío.

Si un planeta tiene una atmósfera densa, el calor extremo también es relativamente fácil de lograr; Venus, al estar más lejos del Sol que Mercurio, es más caliente por eso. Pero una atmósfera densa impide que el calor se escape durante la noche, razón por la cual Venus está caliente por todas partes.

Si su planeta tiene una atmósfera delgada, es posible que tenga algo parecido a Marte: temperaturas gélidas subantárticas en el lado nocturno y temperaturas suaves y templadas primaverales en el lado diurno (en el ecuador, al mediodía, en el verano). Si desea tener polos con la misma temperatura durante todo el año, podría postular que el planeta tiene poca o ninguna inclinación, eliminando así la variación estacional.

En cualquier caso, como decía, la atmósfera es tu enemiga si quieres temperaturas extremas. También iría en contra de la idea de un planeta prisión o castigo, a menos que sea una atmósfera tóxica y aplastante como la de Venus.

Tu planeta tiene una densidad media de alrededor de 2,9 g/cm3, mientras que la Tierra es de 5,5 g/cm3. Esto hace que el planeta sea incluso menos denso que Marte.

Esto sugiere que el contenido de hierro es bastante bajo y, por lo tanto, casi no puede haber núcleo de hierro presente. Sin núcleo de hierro significa que no hay campo magnético, y sin campo magnético significa extracción de gas del viento estelar. Además de esto, con temperaturas tan altas, las moléculas de los gases tendrían una velocidad bastante alta, lo que facilitaría aún más la extracción. Sin embargo, la falta de atmósfera podría justificar las diferencias extremas de temperatura. Pero se necesita una atmósfera para sustentar la vida.

Por lo tanto, tal planeta no podría existir durante lapsos de tiempo lo suficientemente largos como para sustentar el desarrollo de la vida.