¿Cómo se obtiene una atmósfera densa con menos gravedad que la terrestre?

Básicamente: quiero una atmósfera altamente viscosa pero quiero que la gente pueda caminar. Estaba pensando en la gravedad de la tierra * 0.6 o similar.

Estaba pensando que una atmósfera de hexafluoruro de azufre funcionaría, pero no sé qué implicaría eso en cuanto a temperatura o viabilidad. También sé que generalmente es inerte, por lo que tendría que haber más gases reactivos en solución si hay vida compleja.

Situación ideal: los hombres son demasiado pesados ​​para "nadar" en este entorno, pero si mueven los brazos justo después de un buen salto, podrán llegar bastante lejos. Y si caen un par de cientos de pies, no los matará.

S F 6 es dieléctrico, no habría descargas ocasionales?
@TheAutomaton Air también es dieléctrico. También se producen descargas ocasionales, se conocen como rayos.
¿Qué estás preguntando realmente aquí? Aumentar la presión atmosférica es fácil: llénelo con productos químicos más pesados. Si está preguntando cómo obtener una atmósfera transpirable, esa es una pregunta muy, muy diferente. ¿La transpirabilidad es un requisito?
@Renan esto es diferente porque la otra Q se trata de un mundo de g inferior . Sin embargo, debería haber leído las respuestas de Q.
@RonJohn, la otra pregunta es para un "planeta similar a la Tierra". La cuestión es que Marte es un planeta similar a la Tierra y tiene menos gravedad que el planeta del OP. El detalle de tener menos gravedad que la Tierra es irrelevante para este tipo de preguntas.
@Renan que Q se refiere a la fauna y el ecosistema similares a la Tierra. No hace falta decir que Marte no es tan parecido a la Tierra.
No creo que sea un duplicado. Similar ciertamente pero el resultado deseado es diferente.
No obtuve una respuesta a mi pregunta, pero creo que @Renan tiene razón, si la transpirabilidad es un requisito (y la frase "... tendría que haber más gases reactivos en solución si hay una vida compleja" lo sugiere es), entonces esto es un duplicado y, lamentablemente, la respuesta de Samuel no respondió a la pregunta.

Respuestas (4)

¿Qué tal Titán ? Tiene un 14% de la gravedad de la Tierra, pero 1,45 veces la presión superficial atmosférica. Titán puede lograr esto porque la atmósfera que tiene es mucho más pesada que la de la Tierra. Aunque Titán no tiene su propio campo magnético para proteger su atmósfera del viento solar, está protegido por el campo magnético relativamente grande de Saturno.

Si está dispuesto a tener una atmósfera no respirable y está de acuerdo con que el planeta o la luna estén protegidos por un campo magnético, puede ajustar fácilmente una composición atmosférica para que sea muy densa a pesar de la baja gravedad.

Hay un xkcd que cubre esta pregunta.

¡Santa vaca! Eso es genial.
¿Qué pasa con Venus? La gravedad allí es menor que la de la Tierra, pero su presión atmosférica a nivel de la superficie es unas 90 veces mayor que la de la Tierra. Es probable que el dióxido de carbono produzca una atmósfera más densa que el oxígeno y el nitrógeno, pero nunca he visto una explicación adecuada de por qué la diferencia es tan grande. ¿Venus tiene muchas más moléculas de dióxido de carbono que la Tierra de oxígeno y nitrógeno, o hay un límite para la cantidad de atmósfera de una composición dada que se puede retener? En otras palabras, ¿podría asumir una copia de la Tierra con cien veces más oxígeno y nitrógeno en el aire?
@Palarran El dióxido de carbono es casi tres veces más pesado que el O2. Lo que explica la alta presión en la superficie. De hecho, el aire de la Tierra es un gas elevador decente en Venus, similar al helio en nuestra propia atmósfera. Podríamos usar hábitats de globos llenos de aire para flotar alrededor de las partes hospitalarias de la atmósfera de Venus.
@Samuel Estaba cuestionando la magnitud de la diferencia. ¿El dióxido de carbono es tres veces más pesado que el O2? Bueno. Pero, incluso si elevamos esa cifra al cuadrado por exageración (ya sea que se suponga que lo hagamos o no) y tomamos en cuenta el N2, Venus no debería tener más de diez veces más presión en la superficie en comparación con la Tierra. Eso no es ni siquiera una octava parte de la cifra real de noventa veces la presión de la Tierra.
@Palarran Al calcular la presión barométrica , la masa molar del gas está en el término exponencial . La atmósfera de Venus es 93 veces más masiva que la de la Tierra. Entonces, no solo la atmósfera es más pesada por unidad de volumen, sino que hay mucho más.
@Samuel Gracias por ese enlace, bastante útil. Pero mencionas que "hay mucha más atmósfera" en Venus; si quiere decir que literalmente hay más atmósfera en Venus que en la Tierra (no solo la presión que ejerce, sino su masa), entonces eso respondería a mi especulación anterior: a menos que haya entendido mal lo que está diciendo, el OP es libre de asumir un planeta con una masa de atmósfera más o menos arbitraria (y por lo tanto una presión atmosférica arbitraria), incluso oxígeno y nitrógeno, siempre que la velocidad de escape sea lo suficientemente alta como para retener los materiales relevantes durante unos pocos miles de millones de años.
@Palarran Sí, literalmente hay más ambiente. La Tierra también podría retener más atmósfera. Si la Tierra entrara en una situación de efecto invernadero desbocado como Venus, entonces no tendríamos plantas para secuestrar CO2 y tendríamos el vapor de agua del océano o sus gases constituyentes agregados a la atmósfera. La presión y la temperatura aumentarían sustancialmente.

Para ampliar la respuesta de @Loren Pechtel, la velocidad de escape es más importante que la gravedad de la superficie (aunque todo lo demás es igual, un planeta con más gravedad tendrá una velocidad de escape más alta, por lo que la gravedad de la superficie es una preocupación relevante). Suponga que tiene un planeta que tiene una décima parte de la densidad de la tierra, pero diez veces el radio. Entonces el volumen será 1000x y la masa será 100x. La gravedad de la superficie será de 100x la masa, pero será de 10x la distancia, por lo que la gravedad de la superficie será la misma. Sin embargo, se necesitará 10 veces más altitud para reducir la gravedad por el mismo factor en la Tierra. Por lo tanto, deberíamos esperar que la atmósfera se extienda 10 veces la altura, aumentando la presión superficial y la densidad.

La capacidad de retener la atmósfera está puramente ligada a la velocidad de escape. La gravedad superficial es totalmente irrelevante.

En la práctica, existe un límite de cuán baja puede ser la gravedad de la superficie debido al material del que están hechos los planetas.

La gravedad superficial afecta la velocidad de escape, a menos que me equivoque. Si la gravedad es solo la mitad de la Tierra, eso implica que una velocidad más baja es suficiente para escapar de la atmósfera del planeta, aunque no puedo decir de antemano si la relación es lineal/exponencial/etc.
@Palarran Lo importante es la profundidad del pozo de gravedad. Un planeta muy denso podría tener 1 g y, sin embargo, no podría contener una atmósfera, el exterior de la esfera de Dyson alrededor de un cúmulo globular podría estar en microgravedad y, sin embargo, no tendría problemas para mantener una atmósfera.

Para decir lo obvio, un cuerpo astronómico tiene que producir o adquirir una atmósfera para tenerla. Por lo tanto, es probable que la composición de una atmósfera sea el producto de la tasa de adquisición atmosférica promedio por unidad de tiempo multiplicada por el número de unidades de tiempo entre el comienzo de la adquisición de una atmósfera y el cese de la adquisición de una atmósfera.

Menos la tasa de pérdida atmosférica promedio por unidad de tiempo multiplicada por el número de unidades de tiempo entre el comienzo de la pérdida de una atmósfera y el cese de la pérdida de una atmósfera. En cualquier momento, un cuerpo astronómico puede ganar y perder atmósfera, ganar pero no perder atmósfera, perder atmósfera y no ganar, o no ganar ni perder atmósfera.

Y, por supuesto, las tasas de ganancia y pérdida atmosférica pueden variar enormemente.

Una forma de que un planeta pierda atmósfera es que las moléculas, átomos e iones que se mueven rápidamente escapen al espacio interplanetario. Las moléculas, los átomos y los iones escapan de las capas exteriores de la atmósfera. Una vez leí que se calculó que si la velocidad de escape del cuerpo astronómico era X veces la velocidad promedio de las partículas en la capa de escape, el cuerpo astronómico retendría la atmósfera durante miles de millones de años sin mucho escape. No recuerdo exactamente el valor de X, pero creo que era 5 o 6.

Creo que la velocidad de las partículas en la capa de escape de una atmósfera depende de su temperatura, que es el resultado de la radiación solar directa sobre ellas más el calor que se eleva desde el cuerpo astronómico. Por lo tanto, algunos cuerpos astronómicos alejados del Sol, como Titán y Tritón, pueden retener más atmósfera de la que podrían retener si estuvieran a la distancia de la Tierra del Sol.

Los cuerpos astronómicos también pierden partículas atmosféricas en el espacio debido a partículas cargadas en el viento solar o estelar emitido por la estrella que golpea la atmósfera. Los cuerpos astronómicos con campos magnéticos lo suficientemente fuertes están protegidos de ese proceso desviando o atrapando las partículas cargadas.

Las atmósferas también se pueden perder al volverse líquidas o sólidas. En la Tierra, por ejemplo, el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero que mantiene la Tierra lo suficientemente caliente para la vida, queda atrapado en los minerales y se pierde de la atmósfera. A lo largo de las edades, la tectónica de placas empuja gradualmente algunas placas de la corteza debajo de otras placas y hacia la capa de magma. Eventualmente, parte de ese magma enriquecido con dióxido de carbono llega a la superficie y el dióxido de carbono se libera nuevamente a la atmósfera, manteniendo un equilibrio aproximado. Los planetas sin placas tectónicas no tendrán ese ciclo de dióxido de carbono.

En la Tierra, la mayoría de las plantas y los animales liberan dióxido de carbono a la atmósfera, mientras que las plantas también convierten el dióxido de carbono y la luz solar en bioquímicos y oxígeno, produciendo así el oxígeno libre de la Tierra en la atmósfera.

Por lo tanto, es relativamente simple calcular si un cuerpo astronómico específico retendría una atmósfera específica durante miles de millones de años, y mucho menos fácil calcular si alguna vez adquiriría ese tipo específico de atmósfera dadas las condiciones iniciales de formación planetaria.

¿Cómo se obtiene una atmósfera densa con menos gravedad que la terrestre?
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