Jak Titan utrzymuje atmosferę

16

Tytan, który jest mniejszy od Marsa, ma atmosferę, ale Mars nie jest w stanie utrzymać atmosfery. Nawet Luna nie ma atmosfery.

Napastnicy
źródło
1
Stare pytanie, ale nie widzę go wspomnianego poniżej. Atmosferę Tytana można uzupełnić przez odgazowanie z jego lodowatej powierzchni, skorupy i być może jezior metanowych. To może częściowo tłumaczyć atmosferę Wenus, chociaż w przypadku Wenus proces ten jest zupełnie inny. nature.com/nature/journal/v440/n7080/abs/nature04497.html
userLTK

Odpowiedzi:

11

Masz rację, że zaskakujące jest to, że Titan, będąc tylko księżycem, ma gęstą atmosferę. Zazwyczaj odpowiedź obejmuje magnetyzm: Ziemia ma atmosferę, ponieważ ciekła magma wewnątrz planety wytwarza pole magnetyczne. To pole magnetyczne zmienia ścieżki cząstek w wietrze słonecznym, zachowując w ten sposób nienaruszone gazy lotne. Mars kiedyś miał atmosferę, podobnie jak Ziemia, ale znajdując się dalej od Słońca, magma zamarła i straciła swoje właściwości magnetyczne.

Sam Titan nie ma pola magnetycznego, ale Saturn ma. Magnetosfera Saturna jest wytwarzana przez ruch super-sprężonego gazu wodorowego wewnątrz planety (płyn metaliczny). Pole jest tak silne, że obejmuje satelity, w tym Tytana.

Saturn nie ma takiej samej magmy jak Ziemia. Ziemia jest skalistą planetą. Oznacza to, że powstał tak blisko Słońca, że ​​lekkie gazy (takie jak wodór) nie mogły się zlewać z powodu wysokiej temperatury i wiatru słonecznego. Dlatego planety wewnętrzne (od Merkurego do Marsa) składają się głównie ze skały i metalu. To płynne żelazo w zewnętrznym rdzeniu sprawia, że ​​Ziemia jest magnetyczna.

Zamiast tego planety Gaseus mają mały solidny metalowy / skalisty rdzeń (stąd nie ma pola magnetycznego) i ogromną warstwę lekkich gazów (wodór i hel). Gazy zwykle nie są magnetyczne, ale pod tak ogromnym ciśnieniem przyjmują strukturę „metaliczną”, co oznacza, że ​​mogą przewodzić elektryczność jak metal. Ta sama właściwość pozwala im generować pole magnetyczne.

LR
źródło
Dlaczego magma Saturna nie zamarzła? Jest jeszcze dalej niż mars od Słońca
Strikers
Odpowiedź była nieco długa, więc po prostu wstawiłem ją do powyższej odpowiedzi. Dwa ostatnie akapity.
LR
5

Wiatr słoneczny (strumień naładowanych cząstek emitowanych przez gwiazdę) jest główną przyczyną utraty atmosfery przez ciało niebieskie . Tak więc, aby utrzymać atmosferę ciało niebieskie potrzebowałoby magnetosfery, która to pole magnetyczne, które odchyla protony i elektrony wiatru słonecznego i uniemożliwia im dostarczanie cząsteczkom energii do ucieczki z górnych warstw atmosfery.

Według aktualnych badań źródłem planetarnego pola magnetycznego są prądy wirowe w ciekłym metalu obracającego się rdzenia zewnętrznego, wywołane konwekcją i siłą Coriolisa, tzw. „ Dynama geomagnetyczne ”.

Luna jest teraz geologicznie martwa. W przypadku Marsa postawiono hipotezę o tym, że jego „dynamo” zatrzymało się z jakiegoś powodu, w każdym razie faktem jest, że Mars ma słabe i nieregularne pole magnetyczne. Ale w przypadku Tytana (który nie ma nawet dużo metalu w rdzeniu), gazowy gigant z potężnym polem magnetycznym przybywa na ratunek i chroni swoją atmosferę przed niekorzystnym działaniem wiatru słonecznego.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/54/Plasma_magnet_saturn.jpg

Jako ciekawą uwagę ciekawostek postawiono hipotezę, że to sąsiedztwo z pasmem radiacyjnym jest przyczyną większej ilości węglowodorów na Tytanie.

Bezpłatne konsultacje
źródło
5
Co z Wenus? Nie ma pola magnetycznego i jest znacznie bardziej narażona na działanie wiatru słonecznego niż inne światy atmosferyczne. (Przepraszam, że pytam o Wenus, ponieważ odpowiedzi na to pytanie wydają się na ogół: „nie wiemy”)
LocalFluff
@LocalFluff, masz mnie na tym! Poważnie, to naprawdę dobre pytanie i naprawdę chciałbym poznać odpowiedź na to pytanie (i szkoda, że ​​nie byłoby więcej badań nad Wenus zamiast marzeń o Marsie). Chcesz opublikować to jako pytanie?
Bezpłatne konsultacje
Nie warto zadawać pytań na ten temat, ponieważ nie ma odpowiedzi. Wenus jest rodzajem planety non grata, może dlatego, że najbardziej przypomina Ziemię. W większości teorii jest to wartość odstająca. IAU powinna była zdefiniować Wenus, a nie Plutona, aby nie była planetą. Jeśli chcesz dowiedzieć się o tym, czego nie wiadomo na temat Wenus, polecam Dave'a Stevensona, oto nieinformacyjny wykład jego: youtube.com/watch?v=ORUkiyoYy0E
LocalFluff
4

Saturn ma zimno, co zmniejsza tendencję gazów do odparowywania w przestrzeń kosmiczną.

Temperatura czarnego ciała obiektów Układu Słonecznego :

  • Ziemia: odległość D = 1 AU (288 K) 16 ° C
  • Mars: D = 1,5 (232 K) -40 ° C
  • Jowisz: D = 5,2 (134 K) -138 ° C
  • Saturn: D = 9,5 (103 K) -169 ° C
  • ........... Titan (94 K) -178 ° C - pomiar w porównaniu do obliczeń dla innych
  • Uran: D = 19,2 (73 K) -199 ° C
  • Neptun: D = 30,1 (63 K) -209 ° C

    Ganimedes, o masie 1,5 x 10 ^ 23 kg, w porównaniu z Tytanem o 1,3 x 10 ^ 23 kg, nie ma znaczącej atmosfery, ale jest również znacznie cieplejszy ze względu na bliskość słońca. Azot wrze w temperaturze -196 ° C, więc nie jest niemożliwe, aby chłodne dni na Tytanie wiązały się z burzami azotowymi. Metan i etan mają jeszcze wyższe temperatury wrzenia

Wayfaring Stranger
źródło
0

Mówiąc wprost, zdolność planety lub innego ciała do utrzymania atmosfery zależy od trzech czynników:

  1. Jego grawitacja
  2. Temperatura atmosfery
  3. Skład chemiczny atmosfery

Możesz to oszacować za pomocą prostej formuły

kT.solM.mr

kT.solM.m

m

W przypadku zimnej atmosfery masa ciała niebieskiego zdolnego do jej utrzymania może być dość mała. Z tego powodu Tytan lub Pluton mają atmosferę, ale Merkury i Księżyc nie.

progmastery
źródło
Odpowiedź na to pytanie nie ma nic wspólnego z wiatrami słonecznymi lub polami magnetycznymi.
progmastery
castlerock.wednet.edu/HS/stello/Astronomy/TEXT/CHAISSON/BG305/... to kolejne czytelne wyjaśnienie tego, co mówi ta odpowiedź.
bariera karty