Dlaczego Wenus nie straciła atmosfery bez pola magnetycznego?

Często mówi się, że magnetosfera nie tylko chroni planetę przed promieniowaniem kosmicznym, ale także zapobiega stratom atmosferycznym. Dlaczego zatem Wenus nie straciła większości atmosfery, jeśli nie ma silnego pola magnetycznego? Czy istnieje inny mechanizm, czy też twierdzenie o znaczeniu magnetosfery dla zapobiegania stratom atmosferycznym jest błędne?

atmosphere magnetic-field venus

— Irigi
źródło

Może być również prawdą, że atmosfera Wenus jest stale uzupełniana przez aktywność wulkaniczną. Obecnie Japończycy mają sondę na orbicie wokół Wenus, która właśnie tego szuka.

— SBM1926,

@ SBM1926 Brak dowodów na znaczny wulkanizm na Wenus od setek milionów lat, AFAIK. A co z atmosferą bezmagnetycznego Tytana? Ale nie ma atmosfery Ganimedesa pomimo jego pola magnetycznego? Io z niezwykle aktywnym wulkanizmem, ale bez atmosfery i pól magnetycznych? Obserwowane pola magnetyczne, wulkanizm i atmosfery w ogóle się nie korelują. Ani w żadnym obserwowanym miejscu poza Ziemią nawet dwa z nich się nie pokrywają! Podejrzewam, że trojka jest założeniem geocentrycznym. Nawet grawitacja ma niewielki wpływ na ziemian. Mam nadzieję, że Akatsuki oświeci teraz światy!

— LocalFluff,

Nie mam pojęcia. Jestem fizykiem / inżynierem z doświadczeniem w projektowaniu i budowie urządzeń laserowych. Wygląda na to, że jeśli Mars i Wenus mają głównie atmosferę CO2 i są trochę podobne do Ziemi, powinny działać podobnie. Dlaczego Venus, znacznie bliższy wiatrowi słonecznemu, powinien mieć o wiele więcej atmosfery niż Mars, który w większości także CO2. Oba nie wydają się teraz mieć stopionego żelaznego rdzenia i wewnętrznego pola magnetycznego. Wyjaśnienia, które słyszałem, wydają się słabe. Pomóż mi!

— J Roddy

@JRoddy Gdy pojawi się więcej reputację można rozpocząć bounty na to pytanie (lub bardzo blisko spokrewniony jednego ), aby spróbować uzyskać odpowiedź, że adresy swoje obawy.

— nazwie 2voyage

@JRoddy Titan wciąż odgazowuje, co oznacza, że jego lodowata powierzchnia wciąż się topi. Kombinacja bycia wystarczająco dużą i daleko od słońca, a nie w gorącej magnetosferze. Wszystkie wystarczająco duże, wystarczająco zimne, gazowe gigantyczne księżyce prawdopodobnie były kiedyś jak Tytan. Ale to lepiej dla innego pytania.

— userLTK

Odpowiedzi:

Na stronie ESA Science and Technology znajduje się interesujący artykuł na temat magnetosfery Wenus. Artykuł znajdziesz tutaj, a prawdopodobnie odpowie na twoje pytanie.

Artykuł stwierdza, podobnie jak ty, że istnieją planety, takie jak Ziemia, Merkury, Jowisz i Saturn, które mają pola magnetyczne wywołane przez rdzeń żelazny. Te pola magnetyczne chronią atmosferę przed cząsteczkami pochodzącymi od wiatrów słonecznych. Potwierdza również twoje stwierdzenie, że Wenus nie ma tej magnetosfery wewnętrznej, aby chronić swoją atmosferę przed wiatrami słonecznymi.

Interesujące jest jednak to, że obserwacje statków kosmicznych, takie jak te wykonane przez Venus Express ESA, wykazały, że jonosfera bezpośredniej interakcji Wenus z wiatrami słonecznymi powoduje indukowane z zewnątrz pole magnetyczne, które odchyla cząstki od wiatrów słonecznych i chroni atmosferę zrzuconą z planety.

Jednak artykuł wyjaśnia również, że magnetosfera Wenus nie jest tak ochronna jak magnetosfera ziemska. Pomiary pola magnetycznego Wenus wykazują kilka podobieństw, takich jak ugięcie wiatrów słonecznych i ponowne połączenia w ogonie magnetosfery, powodując cyrkulację plazmy w magnetosferze. Różnice mogą tłumaczyć fakt, że niektóre gazy i woda są tracone z atmosfery Wenus. Pole magnetyczne Wenus jest około 10 razy mniejsze niż pole magnetyczne ziemi. Kształt pola magnetycznego jest również inny. Ziemia ma ostrzejszy magnetotail odwrócony od słońca, a Wenus ma bardziej magnetyczny ogon w kształcie komety. Podczas ponownych połączeń większość plazmy ginie w atmosferze.

Artykuł wyjaśnia zatem, że chociaż Wenus nie ma wewnętrznego pola magnetycznego, ale oddziaływanie gęstej atmosfery z wiatrami słonecznymi powoduje indukowane z zewnątrz pole magnetyczne, które odchyla cząstki wiatrów słonecznych. Artykuł sugeruje jednak, że różne pole magnetyczne może powodować, że lżejsze gazy nie są tak dobrze chronione, a zatem giną w przestrzeni kosmicznej.

Mam nadzieję, że to wystarczająco odpowiada na pytanie.

Z pozdrowieniami, MacUserT

— MacUserT
źródło

Czy przeczytałeś artykuł?

— MacUserT,

Dziękuję za świetną odpowiedź! Artykuł jest również bardzo interesujący!

— Irigi,

Istnieją inne sposoby na utratę atmosfery. Na przykład Jean's Escape . Jeśli średnia prędkość cząsteczki gazu przekroczy prędkość ucieczki, planeta straci atmosferę.

Wenus jest głównie który ma wyższą masę cząsteczkową niż i naszej atmosfery. Tak więc dla danej temperatury i ciśnienia cząsteczki dwutlenku węgla mają wolniejszą prędkość. Grawitacja Wenus jest mniej więcej taka sama jak ziemska i około dwa razy większa niż grawitacja Marsa. $CO_2$ $0_2$ $N_2$

Podsumowując, stroma studnia grawitacyjna Wenus i masywne cząsteczki gazu mogą być pomocne w utrzymywaniu atmosfery przez Wenus.

— HopDavid
źródło

Myślę, że jest to bardziej prawdziwe w przeciwnym znaczeniu. Mars również nie ma pola magnetycznego, ale brakuje mu ciężkich gazów Wenus. Właśnie dlatego Mars ma znacznie mniej (nieistotną) atmosferę. Niedawno naukowcy odkryli, że Mars ma także zorzę, co sugeruje ponowne połączenia w ogonie magnetosfery. Wskazuje to, że Mars ma również bardzo małe pole magnetyczne z powodu interakcji wiatrów słonecznych z atmosferą.

— MacUserT

C O_{2}

$CO_2$

Tak, zarówno atmosfera Marsa, jak i Wenus CO2. Jednak Wenus ma dwukrotnie większą grawitację niż Mars.

— HopDavid,

Oto artykuł, który lubię cytować abyss.uoregon.edu/~js/ast121/lectures/lec14.html . Pokazuje zależność między efektywną temperaturą i wielkością ciała a retencją atmosfery. Oczywiście wiatr słoneczny może powodować utratę lżejszych / wyższych / szybszych cząstek w wyniku kilku procesów, a pole magnetyczne odbija część wiatru słonecznego. Oczywiste jest również, że w odległości Jowisza i Saturna jest mniej wiatru słonecznego.

— Jack R. Woods

To mały punkt, ale to prędkość ucieczki, a nie grawitacja, do której cząstki muszą dotrzeć, aby uciec. Mars ma niższą grawitację niż Merkury, ale większą masę, więc ma większą prędkość ucieczki.

— userLTK