¿Podrían todas las lunas de un gigante gaseoso ser habitables si ese planeta estuviera en la zona habitable?

Pido esto como base para un Mundo (en este caso Lunas) Construyendo que estoy haciendo. Se me ocurrieron un par de problemas diferentes y algunas posibles soluciones a esos problemas:

  • Todas estas preguntas suponen que las lunas son creadas o modificadas artificialmente por una raza muy superior y colocadas en órbita artificialmente. Dicho esto, pueden doblar la física, no romperla. Así que estoy haciendo estas preguntas basándome en esa idea.

  • Si las lunas orbitaran sobre la eclíptica, habría períodos prolongados en los que las lunas se eclipsarían desde la primaria. A menos que... orbitaran de forma circumpolar. ¿Habría algún problema con esto? Si la circunpolar fuera demasiado exagerada o tuviera problemas físicos ocultos, ¿podría el eje de rotación del planeta estilo Júpiter estar cerca del de la eclíptica para que sus lunas orbitaran de manera similar a la circunpolar?

  • ¿Podrían existir múltiples lunas del tamaño de la Tierra con una atmósfera similar a la de la Tierra en órbita alrededor de un gigante gaseoso del tamaño de Júpiter? ¿O la atracción de las mareas despojaría las atmósferas?

  • Suponiendo que las lunas tuvieran tectónica activa como la Tierra, ¿sería la magnetosfera de estas lunas lo suficientemente fuerte como para proteger a quienes viven en ella?

  • ¿Puedes identificar otros problemas que tendrían las lunas habitables que giran alrededor de un gigante gaseoso?

TIA.

La tectónica activa no es un requisito para una magnetosfera... el núcleo de hierro giratorio es la clave allí. Sin embargo, realmente no puedo encontrar mucho sobre las interacciones entre los campos magnéticos de las lunas y los planetas y cómo interactúan.
Los eclipses no serían un problema importante, ya que solo durarían unas pocas horas durante un 'mes', el período orbital de la luna en particular. Piense en lo corto que es incluso un eclipse lunar en la Tierra. Las otras preguntas, creo, dependen de cuánto tiempo hace que las lunas se colocaron en órbita. La pérdida de atmósfera, el bloqueo de las mareas, etc., debería tomar al menos cientos de millones de años. Una raza avanzada sensata también limpiaría los desechos orbitales, por lo que llevaría un tiempo considerable acumular más.
Todos esos son puntos excelentes. Busqué la cantidad de tiempo que tarda una luna en bloquearse por mareas y este límite aumenta rápidamente cuanto mayor es la masa de la luna. Entonces, creo que es seguro decir que las lunas colocadas recientemente permanecerían en órbita durante bastante tiempo y solo se desacelerarían unos minutos por siglo (si mis cálculos son correctos). En cuanto a la atmósfera... es una suposición, todavía no he encontrado las ecuaciones para esto.
Otra pregunta es ¿podría existir un gigante gaseoso del tamaño de Júpiter tan cerca del Sol? El aumento de la temperatura ayudará al escape de los gases H y ligeros incluso de un planeta grande y reducirá el tamaño.
He estado leyendo los blogs basados ​​en el satélite Kepler. Estaba seguro de que había leído que se había encontrado un gigante gaseoso más grande que Júpiter orbitando alrededor de una estrella cercana... pero mis habilidades de google son deficientes, aparentemente porque parece que no puedo encontrar el artículo nuevamente.
¿El hecho de que dicha luna pase gran parte de su tiempo a la sombra del gigante gaseoso no causaría una serie de problemas?

Respuestas (2)

Si la luna era lo suficientemente grande como para contener una atmósfera, entonces, en principio, no hay razón para que no pueda ser terraformada. Sin embargo, habría algunas complicaciones interesantes.

En primer lugar, una luna que orbita alrededor de un gigante gaseoso probablemente estaría bloqueada por mareas con una cara hacia la primaria. Los días serían muy cortos, pero el hemisferio que mira al primario estaría iluminado por el mismo primario, así como por el primario y el sol durante parte de la órbita, y en oscuridad por un período de tiempo muy corto. El lado que mira al primario tendría el "polo caliente" donde el primario está en el cenit, mientras que el lado opuesto tendría el "polo frío", por lo que la circulación atmosférica e hidrosférica y los flujos de calor estarían dominados por esto.

El hemisferio anterior de la luna estaría bañado por la radiación energética atrapada en la magnetosfera primaria, mientras que el hemisferio posterior estaría relativamente protegido. La interacción entre la energía depositada desde el polo caliente y el "polo principal" podría definirse como una serie de bandas concéntricas a 90 grados entre sí, dejando a la luna cubierta por una especie de tablero de ajedrez de ecosistemas basados ​​en aportes de energía.

Dependiendo del número de otras lunas, el núcleo de esta luna podría ser "amasado" por múltiples y superpuestas atracciones gravitatorias durante su órbita, lo que hace que la luna sea bastante activa tectónicamente. Muchos volcanes y placas activas harían que la superficie fuera bastante activa, además de subducir mucha agua y rocas carbonatadas. Los ciclos hidrotermales y de dióxido de carbono en esta luna serían mucho más rápidos que en la Tierra.

Dado que estamos en medio de un pozo de gravedad muy profundo, debe esperar que la luna también esté sujeta a muchas colisiones con asteroides y cometas. Esto agregaría mucha agua a la luna, pero también restablecería los "cuadrados" ecológicos que fueron golpeados, lo que significa que la evolución iría a trompicones si la luna ya tenía o fue sembrada con algún tipo de vida "nativa".

SI el Primario estuviera inclinado como Urano y las lunas estuvieran orbitando frente al sol en todo momento, entonces las posiciones de los polos "Caliente" y "Principal" serían diferentes. De hecho, habría un tercer polo, donde el primario está arriba en todo momento, con el sol cayendo en un ángulo alto pero también iluminado permanentemente por el primario. No existiría el ciclo diurno tal como lo entendemos, sino que los polos solar y caliente estarían siempre iluminados, mientras que el polo oscuro (opuesto al polo solar) estaría a oscuras y el polo frío solo tendría iluminación solar, pero más constante que el polo frío del primer ejemplo. Sería muy interesante tratar de rastrear los flujos de energía en estas lunas.

Estaba pensando que solo las lunas más cercanas al límite de Roche estarían bloqueadas por mareas. Las otras lunas exteriores deberían poder girar libremente. Pero, para ser honesto, no estoy seguro de esto porque no he hecho las cuentas.
Y sí, sabía que todas estas lunas tendrían una tectónica muy activa. No estoy seguro de CUÁN activo, pero bastante activo, para estar seguro.
Por último, esperaba que una fuerte magnetosfera lunar aliviaría la mayor parte, si no toda, la magnetosfera del gigante gaseoso; manteniendo así los niveles de energía a niveles algo razonables. ¿Es esta una conclusión demasiado ingenua?
La gran cantidad de colisiones era un problema en el que no había pensado, para ser honesto. ¿Qué tal un gigante gaseoso para ayudar a sacar a los asteroides del campo de juego como Júpiter lo hace por nosotros?
Todas las lunas principales de Júpiter están bloqueadas por mareas, por lo que incluso si comienzan con una rotación, con el paso de los eones se bloquearán. Una magnetosfera fuerte aliviará el campo del primario hasta cierto punto, pero no al 100%. Más gigantes gaseosos pueden crear una situación caótica en el sistema exterior, y muchos cometas y asteroides en órbitas erráticas serían un problema mayor. Aun así, las lunas serían habitables, simplemente peligrosas.
¿Qué pasaría si las lunas se colocaran en una resonancia de órbita giratoria?
Una resonancia de órbita de espín haría que los cálculos fueran aún más extraños. Las posiciones relativas de los puntos caliente, frío, guía y de formación dependerían mucho de cuáles son exactamente los períodos rotacional y orbital. Existiría un patrón muy complejo de zonas climáticas y ecológicas, y vivir allí sería bastante desafiante.
Hice los cálculos. Bueno, las matemáticas que están en Wikipedia de todos modos. La cantidad de tiempo que tardarían las lunas de gran masa en bloquearse por mareas es bastante larga. Y, si originalmente se 'colocara' en órbita alrededor del planeta con una rotación, esa rotación decaería (si hiciera bien mis cálculos) con bastante lentitud. Las lunas más pequeñas parecen bloquearse con bastante rapidez. La Tierra tiene una masa de 5,972E24 kg, mientras que Ganímedes tiene 1,4819E24 kg, por lo que aproximar la Tierra a Ganímedes es bastante seguro (de todos modos, a niveles planetarios). Sin embargo, esto SÍ genera una pregunta más importante: ¿Necesitarían las lunas estar en una resonancia de Laplace?
Voy a ceder a sus cálculos. Y dado que esta es su historia, es completamente libre de establecer las condiciones iniciales que desee. Iría con las lunas bloqueadas por mareas simplemente porque es más fácil (para mí de todos modos) mantener las distintas zonas en mi mente y describir la ubicación con cierta precisión y detalle. Tratar de hacer lo mismo con la resonancia orbital de espín agrega complicaciones, pero ¿se suma a su historia? A veces, "lo mejor es enemigo de lo bueno", y la cantidad de tiempo que se dedica a los cálculos puede restar valor a la narración de la historia (que es lo que todos anhelamos).
Lo admito, esta es la construcción del mundo para una campaña de juego de rol de lápiz y papel. Ahora puedes crucificarme en tu tiempo libre. :-)
No necesitas disculparte. Si estás dispuesto a poner tanto trabajo en la construcción de mundos para tus jugadores, deberían apreciarlo mucho. No te olvides de poner tanto esfuerzo en la narración también....
No se puede tener ningún punto en una luna "mirando hacia el sol en todo momento", aunque con una inclinación lo suficientemente alta, el sol de medianoche puede durar mucho tiempo.

Tenemos gigantes de hielo con el plano del planeta casi en ángulo recto con el del sol, así que no hay problema.

No creo que las mareas destruyan la atmósfera. Es el tamaño pequeño lo que lo hace propenso a perder el aire en el espacio.

Una de las lunas de Saturno tiene una atmósfera densa. Una de las lunas de Júpiter tiene un campo magnético, pero no es suficiente para protegerla de la radiación de Júpiter. Para ingeniería a escala planetaria, busque el plan de Robert L. Forward (et al.) sobre cómo drenar los cinturones de Van Allen de la Tierra. Una versión mejorada podría eliminar la radiación alrededor de un gigante y suministrar energía.

La Tierra es lo más pequeña posible y tiene placas tectónicas. Sin embargo, eso no es lo mismo que tener un campo magnético.

Tal vez (con Forward Shunt) el campo magnético del gigante podría proteger todas las lunas, en lugar de crear un peligro como con Júpiter.

¡Frio! He leído el trabajo de Forwards - Dragon's Egg. Pensé que era bastante bueno. Desafortunadamente, no estoy familiarizado con Forward Shunt. Tiene una referencia?
Además, la poca y muy vaga comprensión que tengo de los cinturones de Van Allen, el planeta similar a Jupter no sería muy propicio para una vida feliz en las lunas. A menos que las lunas estuvieran dentro del límite de Roche (y, por lo tanto, ya no fuera una luna), todas esas partículas energizadas las van a electrocutar. Creo que necesitarían su propio cinturón de Van Allen, muy poderoso. Me refería a la tectónica porque la tectónica activa significa un núcleo fundido. Lo que significa que obtienes el campo magnético más poderoso. Los planetas como Marte tienen un campo, pero es mucho más débil, IIRC.
@Hirahito, admito que no entiendo esto muy bien, sin embargo, el campo magnético y los cinturones de radiación de Saturno no son tan intensos como los de Júpiter. Es posible que otros gigantes gaseosos se parezcan a Saturno y sus alrededores en lugar de a Júpiter, en cuyo caso se convierte en una región mucho más habitable.
s/es/es/ no es "es" :)
Cinturones de radiación WRT, etc., la premisa es que las lunas fueron colocadas en órbita (¿y terraformadas?) por una civilización avanzada. Dicha civilización sin duda habría sintonizado el campo magnético del gigante gaseoso y así sucesivamente a lo que fuera necesario para hacer que los planetas fueran cómodos, para ellos, si no necesariamente para los humanos :-)
Cierto: la vida en Europa podría depender de la radiación, provocando reacciones en la capa superior de hielo para producir las moléculas necesarias.
¿Podrían todas las lunas de un gigante gaseoso ser habitables si ese planeta estuviera en la zona habitable?
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