Planeta habitable con regiones extremadamente cálidas y frías que no está bloqueada por mareas

¿Qué tal tener un planeta con un grado extremadamente alto de oblicuidad/inclinación axial, digamos, 75-85 grados de inclinación axial, comparable al de Urano en nuestro sistema solar (que tiene una inclinación axial de poco más de 82,2 grados), tal vez con una gran luna para estabilizar esta oblicuidad de la forma en que lo hizo la luna de la Tierra? De esa manera, tendría una 'zona habitable templada' relativamente delgada, situada en su ecuador, mientras que sus hemisferios sur y norte alternaban anualmente entre veranos extremadamente calurosos e inviernos extremadamente fríos. Efectivamente, estaría comprimiendo la 'zona templada habitable' de dicho planeta, con espacio para temperaturas climáticas extremas vagamente parecidas a las de la Tierra, en su región ecuatorial; mientras convierte efectivamente sus regiones polares en zonas casi inhabitables.

Efectivamente, podrías tener un planeta estilo 'Urania', como postula Neil Comins como uno de los escenarios alternativos en ¿Y si la luna no existiera? Viajes a Tierras que podrían haber sido- uno en el que Theia golpeó la Tierra en un ángulo diferente, formando una versión alternativa de la Luna y estabilizando la inclinación axial de la Tierra/'Urania' en un ángulo mucho más extremo que en nuestra línea de tiempo. Las regiones polares de esta versión alternativa de la Tierra, en pleno invierno, serían mucho más frías que cualquier otra parte de nuestra Tierra, incluso durante el período de la 'Tierra Bola de Nieve'; mientras tanto, el lado de verano presumiblemente sería igualmente mucho, mucho más cálido. La primavera generaría enormes tormentas, ya que todo el hielo (tanto agua como otras formas de hielo, incluido hielo seco/CO2 congelado) en ese hemisferio se derretiría rápidamente, aproximadamente una semana después del amanecer. Toda esta agua y calor bombeados en todo un hemisferio generarían tormentas gigantescas, azotando la pequeña zona templada cerca del ecuador con superciclones. Mientras tanto,

Como resultado, no solo las temperaturas extremas, sino también los niveles de CO2, la presión atmosférica y los niveles de humedad en dicho planeta probablemente también fluctuarían enormemente a lo largo del año, con la atmósfera en la región ecuatorial templada y habitable alcanzando su punto más delgado y seco. extremo poco después de los solsticios de verano e invierno (debido a que una gran parte de la atmósfera misma se congela en depósitos superficiales en el casquete de hielo hemisférico invernal estacional y se retira de la circulación), y alcanza su extremo más espeso y húmedo poco después de su otoño y otoño. equinoccios de primavera, durante el apogeo de la temporada de tormentas planetarias (cuando todo se derrite y se libera nuevamente a la atmósfera con el final del deshielo en el hemisferio brillante/verano del planeta, antes de comenzar el proceso de circulación hacia la oscuridad /hemisferio de invierno,y sublimarse en hielo seco una vez más).

¿Qué piensa, entonces? ¿Podría el escenario de 'Urania', con su planeta terrestre similar a la Tierra que posee una luna similarmente grande a la nuestra para estabilizar su inclinación axial en un ángulo mucho más extremo, girando efectivamente sobre su lado como lo hace Urano, ofrecer el tipo de mundo sin bloqueo de marea, con temperatura extrema y clima extremo que está buscando?

Si queremos evitar el bloqueo de las mareas, debemos encontrar mecanismos alternativos para calentar (o enfriar) regiones particulares del planeta. El calentamiento es bastante simple: simplemente inyecte energía en una región en particular. Las observaciones de puntos calientes en varios planetas (desafortunadamente, gigantes gaseosos) han demostrado que hay un par de formas en que podemos lograr esto:

• Tienen fuertes auroras que calientan la atmósfera superior a través de la emisión de líneas espectrales de rayos X (por ejemplo, C VI, O II y O III), como se observa en Júpiter ( Dunn et al. 2017 )
• Aproveche los choques u ondas de gravedad que se producen en la atmósfera superior de los planetas cercanos a sus estrellas madre, como puede ser el caso de Upsilon Andromedae b, produciendo un punto caliente no en el lado diurno sino casi perpendicular a la estrella (Crossfield et al . 2010 )$^{\dagger}$

Aunque estos efectos se han observado en gigantes gaseosos, presumiblemente se podrían lograr fenómenos similares en planetas terrestres. No me sorprendería si las interacciones entre los campos magnéticos estelares y planetarios también pudieran transferir energía a un punto en la atmósfera; se sabe que esto conduce a la emisión de sincrotrón en uno o dos casos, presumiblemente acompañada de algún calentamiento.

Formar un lugar fresco es más complicado. Júpiter tiene un lugar frío, gracias (irónicamente) a la aurora, pero solo existe en altitudes elevadas, por encima de una atmósfera más cálida ( Stallard et al. 2017 ). Tal vez podría haber simplemente un área donde el aire circule fácilmente con las regiones polares pero no con latitudes más bajas cerca del ecuador; una falta de circulación sería útil tanto para los puntos calientes como para los fríos, para mantener los diferenciales de temperatura y evitar que el calor se difunda hacia el exterior. Sin embargo, admito que estoy un poco perplejo con los detalles. En general, es más fácil encontrar una manera de volcar una gran cantidad de energía que extraer la misma cantidad con un sifón.

$^{\dagger}$Si bien Upsilon Andromedae b puede estar bloqueado por mareas con su estrella madre, creo que el bloqueo por mareas no es necesario en general para producir ondas o choques de gravedad, aunque muchos modelos asumen un bloqueo por mareas (ver Watkins & Cho 2010 ) .

Hay un mundo como este en la Trilogía de la Fundación de Asimov, segundo libro, capítulo 16. El nombre del mundo es Randole.

Aquí, el eje de rotación del planeta siempre apunta hacia la estrella (¿parcialmente bloqueado por las mareas?), Y tiene un lado oscuro, donde "el oxígeno corre líquido sobre la superficie", y un lado claro, donde la lava puede ser una vista común.

Tiene una zona habitable en el ecuador crepuscular y "casi se ha transformado en un productor de artículos de lujo".

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La única alternativa a esto que se me ocurre sería un planeta similar a la Tierra pero con el eje de rotación perpendicular al plano orbital. No habría estaciones dependiendo de eventos astronómicos, pero tal vez dependiendo de las posiciones de los continentes y mares.

El planeta es un poco más grande que la Tierra, un 34% más masivo y un 15% más grande en el ecuador. La gravedad promedio del planeta es solo un 1% superior, insignificante.

El planeta orbita alrededor de 1 UA y tiene una excentricidad comparable a la de Venus.

Tu planeta tuvo una formación similar a la de la Tierra, con un fuerte impacto como el Big Splash . A diferencia de la cuna de los humanos, su planeta mantuvo la masa de escombros en un disco lo suficientemente cerca como para precipitarse nuevamente a lo largo del ecuador, formando una cadena montañosa que, al erosionarse, le dio una forma inusualmente aplanada.

La composición del planeta en su conjunto es ligeramente más ligera (87% de la densidad) que la de la Tierra. Estos materiales más livianos forman una corteza sólida mucho más gruesa similar a la de Venus, que todavía está cubierta por los escombros del Big Splash.

El planeta no tiene luna ni actividad tectónica. El equilibrio del planeta también significa que no hay inclinación del eje de rotación. La atmósfera es similar a la de la Tierra, quizás un poco más rica en carbono en sus primeros días. En su conjunto, también debe ser más masivo para tener una presión similar en una superficie un 33% más grande.

La forma aplanada del planeta hace que la gravedad sea más fuerte en los polos que en el ecuador, atrayendo cuerpos de agua. El planeta tiene dos océanos polares y una larga cadena montañosa en el ecuador, similar a la de Japeto .

Además de los cuerpos de agua, el aire frío más pesado también queda atrapado en los polos, la superficie de los océanos cerca de los polos se congela y hace que el aire se seque. El albedo de los polos impide la absorción de calor, lo que hace que las temperaturas sean bastante bajas.

Un posible problema que puede tener un planeta así para la formación de vida es que los polos pueden convertirse en sumideros de dióxido de carbono. El gas se condensaría y se depositaría sobre los glaciares, apilándose e interrumpiendo el ciclo del carbono. Luego, la capa de hielo en los polos contiene agua y dióxido de carbono condensado de la atmósfera. Los bordes de los glaciares son erosionados por los vientos, sublimando el dióxido de carbono y derritiendo el agua. La deposición de los elementos en el interior de los glaciares es lenta gracias a los vientos circumpolares que separan las masas de aire sobre el escudo de hielo y sobre el océano.

En las regiones ecuatoriales, la intensa radiación solar, sumada a la gran altitud, forma un desierto muy hostil, con temperaturas muy altas durante el día. Las corrientes de viento calientes durante el día viajan fácilmente sobre el desierto y evitan las bajas temperaturas durante la noche.

Cerca de las regiones costeras en las latitudes medias, donde se encuentran las masas de aire polares y ecuatoriales, existe una intensa condensación, lo que crea las condiciones para el ciclo del agua y un entorno propicio para la vida tal como la conocemos.

Sin variaciones estacionales, las temperaturas del planeta se intensifican. Una larga franja de nubes corre a lo largo de las latitudes medias cerca de la costa en ambos hemisferios.