Jak Titan utrzymuje atmosferę

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

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.

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.

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

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

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

$k$$T$$G$$M$$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.