Revisión exoplanetaria: Lluvia ácida

Se me ocurrieron un par de exoplanetas para una historia y he alcanzado los límites de mi conocimiento. Busqué en Google, y un amigo entusiasta del espacio los miró, pero admite libremente que solo está adivinando la mayor parte de esto, especialmente el maquillaje atmosférico.
El otro planeta está aquí.

Iyutha
Esta luna terrestre orbita un gigante de hielo de 21 masas terrestres que orbita una estrella blanca de secuencia principal algo inestable a una distancia de 4,5 a 6,3 UA. La masa de Iyutha es de 0,064 tierras y su radio es de 0,6 tierras, con una gravedad superficial de 0,178 g. Las temperaturas de la superficie oscilan entre -130 y -35 C. Su atmósfera relativamente espesa tiene una presión superficial de 1,31 atms y está compuesta principalmente de helio, nitrógeno y carbono, con cantidades moderadas de hidrógeno y trazas de flúor, cloro y azufre. Tiene grandes cantidades de hidrocarburos, muchos de los cuales involucran los elementos traza. La atmósfera de su planeta es típica de un gigante de hielo, aunque con una cantidad significativamente mayor de hidrocarburos y flúor, lo que le da un color verde azulado moderado, siendo las tormentas más oscuras. El gigante de hielo tiene otras 42 lunas, cuyo tamaño varía de 0,06 a 0,8 tierras.

Las interacciones atmosféricas y magnetosféricas con el hidrógeno y el helio interestelares, así como el viento solar, provocan auroras frecuentes que cubren grandes porciones de la luna. Esto se aplica a muchas otras lunas, e incluso al propio planeta, que a menudo llena el cielo de colores resplandecientes. Iyutha tiene una actividad volcánica moderada, que trabaja con procesos poco conocidos en el manto para liberar el flúor y el cloro de los enlaces moleculares, liberándolo periódicamente en grandes penachos ricos en fluoruro de hidrógeno y cloruro de hidrógeno que se agitan a través de la atmósfera, reaccionando con todo a su alrededor. La superficie abunda en intrincadas formaciones geológicas causadas por milenios de estos penachos y la actividad volcánica. A veces, estas erupciones también liberan bolsas de minerales radiactivos.

Sistema Planetario
Su sistema planetario es bastante joven; aún no ha terminado de formar planetas terrestres. Se fusionó a partir de los restos de varias supernovas, que tenían cantidades notablemente altas de flúor y cloro. Todos los cuerpos en el sistema poseen niveles notables de estos dos elementos. La reciente formación de un púlsar en un sistema vecino irradió gran parte del sistema, además de enviar un super-Júpiter a toda velocidad hacia él. El super-Júpiter chocó con el gigante gaseoso más grande del sistema en su salida del sistema, extendiendo gran parte de la masa de su víctima por todo el sistema y alterando las órbitas de la mayoría de los planetas y protoplanetas.

Más detalles sobre el sistema están aquí .

¿Qué tan plausible es que esta luna se haya desarrollado naturalmente? Si es inverosímil, ¿qué cambios lo harían más realista?

Algunas preocupaciones específicas que tenía:

  • Tuve que hacer un poco de evasión para obtener la liberación de ácidos. Obviamente, no puedo proporcionar apoyo científico para la liberación de flúor y cloro, pero ¿es completamente inverosímil que ocurra algo así?

Mi objetivo general es crear un planeta exoplaneta interesante que sea completamente intimidante para la vida biológica pero que razonablemente podría ser colonizado permanentemente por una civilización robótica con tecnología que funcione mejor en el rango de -200 - 200 C, que tenga acceso a materiales inteligentes, autocontrol. reparación de edificios y nanofabricación. Su rango de gravedad ideal es de 0 g a 2 g, pero pueden funcionar hasta en 4 g. La colonización probablemente sería subterránea.

Los aspectos únicos importantes de este planeta son que es un planeta con una aurora radiactiva casi constante con cantidades de ácidos líquidos y gaseosos que están muy por encima de la norma. Cualquier sugerencia de cambios en cualquier otro aspecto que haga que los aspectos centrales sean más plausibles son muy apreciados.

EDITAR: la publicación de Tucídides me hizo darme cuenta de que mi versión original no funciona. Lo he reemplazado con una versión modificada.

Los elementos reactivos como el oxígeno, el flúor y el cloro necesitan algún método de reposición para durar edades geológicas en la atmósfera de un planeta. De lo contrario, terminas con algo como Marte, con todo el oxígeno unido al hierro de las rocas. El flúor y el cloro son aún más reactivos y se unirán químicamente en muy poco tiempo (como gases atmosféricos, incluso pueden reaccionar entre sí y con otros gases). A menos que haya alguna vida extraterrestre exótica o un proceso geoquímico que pueda reponer estos gases, serán toneladas en solo unos pocos millones de años como máximo.
Entonces, probablemente podría reducir la frecuencia del flúor y hacer que sea un producto de la supernova o de la formación de la enana blanca, y que sea sembrado en todo el medio interestelar. De esa manera se está reponiendo constantemente. El cloro y el oxígeno podrían producirse, o al menos liberarse mediante procesos naturales. Sé que el cloro puede liberarse de la salmuera y otras sales a través de la corriente eléctrica, por lo que tal vez las tormentas eléctricas frecuentes podrían ser el impulso para liberarlo.

Respuestas (2)

Gran parte de su configuración es problemática.

Mirando la historia del sistema, afirmas que la estrella ha terminado su fase gigante regular y ahora se reduce a una estrella enana blanca. Durante la fase de gigante roja, todos los planetas interiores se habrán "cocido" y los elementos volátiles se habrán perdido. Considere que cuando el Sol alcance su fase de gigante roja, se estima que las lunas de los planetas exteriores pueden volverse habitables debido al aumento de la insolación. Saturno, por ejemplo, está a 10 UA del Sol, el doble de la distancia que tu postulado planeta. Si Titán se vuelve cálido y templado, un planeta a la mitad de la distancia estará extremadamente caliente.

Es posible que su planeta no haya sido consumido por la estrella gigante roja, pero la superficie se habrá vuelto lo suficientemente caliente como para quizás fundirse, y la atmósfera y la hidrosfera se habrán evaporado en el espacio. La tectónica de placas puede haber cesado cuando el agua que lubrica las placas se evaporó y las placas se "bloquearon". Si el núcleo permanece activo, el planeta podría verse sacudido por terremotos masivos a medida que se acumula una enorme presión entre los límites de las placas y luego se mueven en un estallido repentino, en lugar de avanzar unos pocos milímetros al año.

Todo lo que quedará es una corteza seca, quizás con una fina atmósfera de dióxido de carbono liberada durante los terremotos o la desgasificación del manto.

El planeta será bastante frío y oscuro, ya que la enana blanca aportará poca luz o calor. Una cosa que proporcionará una nueva enana blanca es una lluvia de radiación ultravioleta mortal, que puede penetrar en la superficie del planeta ya que no habrá una capa de ozono. La atmósfera de dióxido de carbono podría descomponerse bajo el intenso bombardeo ultravioleta, liberando parte del oxígeno, pero probablemente se unirá preferentemente con la ceniza de carbono o con el hierro expuesto y otros elementos metálicos en la roca.

En cuanto a los otros elementos de la pregunta, la nebulosa planetaria formada por la muerte de la gigante roja será muy tenue y el planeta no recogerá mucha atmósfera al pasar a través de ella. La atmósfera que habrá será principalmente hidrógeno enriquecido con algo de helio y algunos elementos más pesados. Dado que se trataba de una estrella más pequeña, las reacciones de fusión se detuvieron en el carbono y el oxígeno, algunos de los cuales también podrían estar en los gases de la nebulosa planetaria que rodea a la enana blanca.

También mencionó el plasma de una supernova cercana (este debe ser el planeta más desafortunado de la historia), pero también será muy tenue después de cruzar el espacio interestelar, por lo que solo rastros de elementos más pesados ​​podrían estar presentes en el planeta desde esta fuente.

Sin duda, el planeta será un lugar espeluznante para visitar, y bastante peligroso, ya que sufrirá una lluvia de radiación mortal y sufrirá terremotos masivos periódicos. Su superficie será una llanura fría y seca de basalto y arena erosionada, y el cielo diurno estará dominado por una chispa extremadamente brillante, demasiado peligrosa para mirar, pero que solo arroja un puntito de luz a la superficie. Un viento delgado y sibilante de dióxido de carbono mezclado con algunos elementos traza será la atmósfera.

La enana blanca es el aspecto menos importante de este planeta, ¡aunque el planeta resultante realista también suena genial! Podría usarlo en otro lugar. El núcleo de lo que quiero mantener es la aurora radiactiva mortal y las lluvias ácidas (idealmente flúor, pero otros también funcionan). Por lo que parece (corríjanme si me equivoco), la mejor manera de conseguir esto es tener un planeta básicamente habitable, aparte de la presencia de tantos volátiles y tanta radiación. ¿Quizás un planeta similar a Titán funcionaría? Los abundantes hidrocarburos y la espesa atmósfera parecen funcionar bien para esto.
Parece que la mejor manera de reponer el flúor (y posiblemente también el cloro) es hacer que el planeta orbite alrededor de una turbulenta gigante roja AGB. Esto debería tener el beneficio adicional de producir suficiente viento solar para crear una fuerte aurora. La desventaja es que no tengo idea de si eso podría producir las condiciones planetarias que quiero, y parece que el viento solar estaría alejando lentamente al planeta. ¿Quizás el último problema podría resolverse haciendo que el planeta orbite entre dos de esos gigantes?
La aurora simplemente necesita un fuerte campo magnético y una gran cantidad de energía que incida sobre ella, como la que tenemos en la Tierra. Tengo que admitir que estoy perplejo en cuanto a cómo podría tener la lluvia ácida que desea. Incluso las erupciones volcánicas masivas que liberan dióxido de azufre a la atmósfera y crean una lluvia de ácido sulfúrico no parecen cumplir con los requisitos, aunque ese tipo de cosas son mortales en la Tierra.

Su planeta está a más de 3AU de su estrella, por lo que no estará bloqueado por mareas. Eso es bueno porque si un lado mira hacia el inicio y el otro está en oscuridad perpetua, terminarás con una gran diferencia de temperatura.

Puede usar esta calculadora y jugar con la masa de la estrella, la distancia del planeta, el albedo y los números del efecto invernadero y ver cuál será la temperatura superficial resultante. El cálculo rápido con los números que proporcionó muestra una temperatura de la superficie de alrededor de -60 ° C, que está en el estadio de béisbol de donde quiere estar.

Creo que suena bastante plausible.

No estoy seguro de que esto aborde los detalles esenciales de la pregunta, como la retención de los gases mencionados.
@ HDE226868 hay 5 preguntas separadas. Creo que el planeta suena razonable y no veo ningún problema con que exista alrededor de una enana blanca, en cuanto al resto, no lo sé.