Была бы Европа планетой-океаном, если бы находилась в обитаемой зоне?

Если бы подобное Европе тело находилось в обитаемой зоне Солнца, скажем, на орбите между Землей и Марсом, стало бы тело и осталось водной планетой-океаном? В обитаемой зоне Солнце нагреет и растопит ледяную поверхность Европы, которая сначала превратится в водяной пар, потому что на Европе нет атмосферы, но водяной пар может образовать атмосферу вокруг Европы (которая также будет содержать кислород), и в конечном итоге Европа может получить жидкую поверхность воды. Возможно ли это? А атмосфера останется или не может остаться из-за низкой гравитации Европы? Но что, если бы подобное Европе тело имело марсианскую гравитацию и/или земную магнитосферу?

Без магнитного поля солнечный ветер вскоре сдует атмосферу, и вода частично замерзнет, ​​а частично испарится.
@YellowSky А если бы у него была земная магнитосфера?
Тогда это будет что-то среднее между Марсом и Луной, поскольку Европа меньше Луны, и даже ядро ​​гораздо большего Марса замерзло миллиарды лет назад. Если бы Европа была размером с Землю с магнитосферой, как у Земли, она была бы похожа на Землю с гораздо более глубоким океаном.

Ответы (1)

Согласно Арншайдту и соавт. (2019) « Атмосферная эволюция водных миров с низкой гравитацией », переход между «планетоподобной» и «кометоподобной» (ускользающей) атмосферой происходит при поверхностной гравитации около 1,48 м/с 2 . В качестве предостережения: водные миры, рассматриваемые в статье, представляют собой объекты, которые имеют водные резервуары в размере 40% от общей массы, что намного больше, чем Марс или Европа, такие миры будут больше похожи на увеличенные версии Ганимеда.

Поверхностная сила тяжести на Европе составляет 1,315 м/с 2 , что делает ее кометоподобной стороной перехода. В соответствии с этим маловероятно, что Европа сможет поддерживать долгосрочные обитаемые условия перед лицом выхода из атмосферы.

Марсианская гравитация составляет 3,71 м/с 2 , что ставит ее на планетоподобную сторону перехода, так что «супер-Ганимед» с марсианской гравитацией, вероятно, сможет поддерживать долгоживущие условия для жизни.

Они также отмечают, что высокое альбедо льда означает, что дегляциирующие ледяные миры, как правило, полностью пропускают долгоживущее обитаемое состояние, переходя прямо из замороженного состояния в безудержную оранжерею/атмосферный побег:

Обратная связь ледяного альбедо может препятствовать переходу от состояний снежного кома к умеренным состояниям: это уже было продемонстрировано для миров с земной массой ( Янг и др., 2017 ). Мы можем включить обратную связь ледяного альбедо в нашу модель, используя простую ступенчатую функцию альбедо.

А ( Т с ) "=" { α я Т с < 273 К α л Т с ≥ 273 К
где α я - альбедо ледяного (снежного кома) состояния, а α л это альбедо, когда на поверхности есть жидкая вода. Графики гистерезиса для различных вариантов α я показаны на рисунке 5. Мы наблюдаем, что состояние снежного кома, испытывающее дегляциацию звездного потока, обычно полностью обходит долгоживущее состояние, за исключением очень низких α я ценности. Хотя механизм, устанавливающий внутренний край обитаемой зоны, другой, вывод о том, что обитаемое состояние, вероятно, будет обойдено при дегляциации, вызванной звездным потоком, такой же, как и у Янга и др. (2017).

(выделено мной)

Если какая-либо цивилизация развивается на обитаемой планете с поверхностной гравитацией 1,48 м/с^2 и плотностью, подобной земной, она, несомненно, могла бы стать космонавтом по дешевке, в качестве бонуса. Низкая скорость убегания упростила бы реализацию космических пушек в стиле Верна и одноступенчатого вывода на орбиту .
@ksousa да, хотя низкое Δv для выхода на собственную орбиту по-прежнему поможет им лишь в ограниченной степени добраться до других тел - для этого в любом случае потребуются большие многоступенчатые ракеты. Большее изменение игры заключается в том, что они действительно могут построить космический лифт с удлинителем из рогатки, и это позволит даже межпланетные запуски с очень скромными потребностями в энергии.
@leftaroundabout: Меньшая масса их родного мира (поверхностная гравитация 1,48 м/с^2 — примерно 15% от земной — на теле с плотностью Земли требует тела, гораздо менее массивного, чем Земля; поскольку поверхностная гравитация тела с если плотность пропорциональна кубическому корню из массы тела, это будет означать родной мир с массой около одной трети процента массы Земли ) также будет означать более мелкий гравитационный колодец, что значительно облегчит побег из родного мира. сфера влияния - и, оказавшись в межпланетном пространстве, они смогут использовать помощь гравитации (1/2)
(2/3) добраться до других тел в своей солнечной системе практически бесплатно (начиная, если необходимо, с помощью гравитации из самого родного мира). С другой стороны, тело того же состава, что и Земля, но менее массивное, будет иметь значительно меньшую плотность (из-за увеличивающих плотность эффектов гравитационного сжатия — причины, по которой Земля является самым плотным гравитационно-округлым телом в нашей Солнечной системе). , плотнее даже Меркурия - будучи намного слабее), увеличивая его радиус и еще больше ослабляя его поверхностную гравитацию, и, таким образом, требуя несколько более массивного тела, чтобы (2/3)
(3/3) избегать падения ниже критического порога поверхностной гравитации 1,48 м/с^2; это несколько расширит сферу влияния тела, частично нейтрализуя часть пользы, полученной от первого упомянутого эффекта.
«Гравитация помогает из самого родного мира» работает не очень хорошо. Я знаю, это возможно, но для этого нужно несколько раз облететь вокруг Солнца. Для экономичного путешествия вам нужно начать с достаточного количества Δv, чтобы добраться хотя бы до соседней планеты.
Была бы Европа планетой-океаном, если бы находилась в обитаемой зоне?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v