¿Qué tan grande podría ser un planeta de agua y no tener un núcleo de hielo?

1000-10000km Dependiendo de las condiciones, los océanos pueden ser muy profundos. Si el planeta tuviera una proporción muy alta de agua y tuviera un núcleo lo suficientemente cálido, entonces miles de kilómetros deberían ser posibles. El factor limitante sería la formación de hielo, sin embargo, según modestas extrapolaciones de este diagrama de fase, parecería que el agua podría permanecer líquida a presiones de 100 GPa a temperaturas muy por encima de los 500 grados C.

A 1 metro de profundidad, la presión es de alrededor de 10 000 Pa, lo que podría permitir 10 000 km de océano. Incluso teniendo en cuenta la compresión que sigue siendo miles de kilómetros. Obviamente, un océano de 10000 km de profundidad no sería posible en la Tierra, ya que el diámetro de la Tierra es de solo alrededor de 12000 km. Pero podría ser posible en un planeta más grande. Si la corteza y el manto de la Tierra fueran reemplazados por agua más ligera, habría un aumento significativo de la profundidad. Consulte este enlace para obtener información relacionada.

Saqué el programa que usé para responder esta pregunta , conecté algunos números para diferentes temperaturas y obtuve lo siguiente:

Cuanto más caliente es tu planeta, más grande puede llegar a ser. En el extremo inferior, tienes una fina capa de hielo que rodea una bola de agua con un radio de unos 1800 km, un poco más grande que la Luna de la Tierra. En el extremo superior, su membrana está presurizando una bola de agua apenas subcrítica de 2900 km de radio a una presión superficial de 22 MPa (unas 200 veces la presión atmosférica de la Tierra).

A medida que la temperatura cae por debajo de 0 C, la capa de hielo superficial se vuelve más gruesa, pero no pierdes la capacidad de tener un núcleo líquido hasta que la temperatura desciende a 251 K (-22 C). En el extremo superior, si elevas más la temperatura, el agua pasa a ser un fluido supercrítico. Depende de usted decidir si quiere llamar a esto un líquido o no.

Aísla tu membrana o elige un buen sol

En este sistema, cualquier calor escaparía hacia el exterior. Si tienes calor en el interior, la única forma en que puede salir es a través de la superficie . Dijiste que el planeta está encerrado en una membrana, así que aísla esa membrana para evitar que el calor del interior se escape hacia el exterior.

Ahora, esto tendrá el efecto secundario de no permitir que entre calor alguno. Entonces, ¿cómo puedes mantener el océano líquido? Diría que su mejor opción es el calentamiento por mareas . La idea detrás de esto es que girar alrededor de un objeto grande hará que el líquido se mueva, generando calor. Lunas como Europa e Io tienen vastos océanos bajo la superficie debido al calentamiento de las mareas, Europa incluso tiene el doble del volumen de agua que la Tierra a pesar de ser más pequeña que nuestra luna.

Si eso no es suficiente calor, siempre puede tener algún tipo de calentador para ingresar energía adicional al sistema cuando se queda sin energía.

Dado eso, creo que fácilmente podrías ser lo suficientemente grande como para miles de especies. Si los calentadores no funcionan para su piso, tendrá que hacerlo lo suficientemente pequeño para que la energía del sol lo caliente todo. No puedo darte ninguna especificación sobre esto, porque depende del sol. Deberá estar lo más cerca posible del sol, pero debe estar fuera del límite de Roche, o su planeta se romperá. Entonces, un sol más brillante = más energía que puede llegar a su planeta, pero eso generalmente se combina con un sol más grande = cuanto más lejos tiene que estar su planeta, permite que menos de esa energía llegue a él. Querrías el sol de masa más brillante pero más pequeño posible para obtener el planeta más grande.

La siguiente parte de la respuesta se ocupará de la suposición de que está utilizando mi primera solución, porque probablemente querrá ir más grande de lo que permite el sol.

Ahora aquí está tu problema: ¿Cómo obtienen su energía estas criaturas? Probablemente no haya suficientes nutrientes en el agua (bueno, dijiste que ponen impurezas en el agua, pero tendrá que reponerse constantemente) y definitivamente no hay fuente de energía (a menos que también estés arrojando comida constantemente también ). La energía tendría que provenir del sol, que está bloqueado por nuestro aislamiento. Si quitamos el aislamiento, el interior podría congelarse, pero al menos entra energía en el sistema.

Y realmente, incluso si su interior es líquido sin una membrana o algo así que bloquee el sol, no sería habitable para la vida. La vida en las profundidades del océano en la Tierra solo es posible gracias a los respiraderos hidrotermales, que no podrían estar presentes en un mundo exclusivamente acuático. Estos respiraderos aportan energía y nutrientes al sistema, porque absolutamente ninguna luz del sol llega a esa profundidad.

Entonces, en conclusión, la única forma que conozco de tener un planeta grande y 100% habitable es alimentar constantemente el sistema con energía y alimentos o tener un sol ultracaliente pero muy pequeño . Si eso funciona para tu historia, genial. Si no, conviértalo en un planeta acuoso sin tener que preocuparse por el hielo en el núcleo ni nada por el estilo. De esa manera puedes tener respiraderos hidrotermales y esas cosas para mantener vivos a los habitantes. Esa es mi sugerencia. También tendrá un límite de Roche más bajo que un planeta 100% agua, por lo que puede estar más cerca del sol y obtener más energía de él.

Espero que eso te ayude. Si no, házmelo saber y estaré feliz de agregar cualquier cosa que necesites a mi explicación.