¿Podría Urano tener una superficie sólida debido a su composición interna y falta de calor interno?

Jan 26 2021

Urano es el séptimo planeta desde el Sol. Está clasificado como gigante de hielo, que, a diferencia de un gigante gaseoso, como Júpiter o Saturno, está compuesto principalmente por elementos más pesados ​​que el hidrógeno o el helio.

Se considera que Urano tiene un manto hecho de "hielos" como fluidos supercríticos (agua, amoníaco y metano), debajo de una atmósfera compuesta de hidrógeno molecular, helio y metano.

Una de las particularidades llamativas de Urano, además de su inclinación axial, es su importante falta de calor interno, hasta el punto de que no emite más calor del que recibe del sol. La temperatura registrada en la tropopausa es de 49 K, lo que convierte a Urano en el planeta más frío del sistema solar.

Esto me hizo preguntarme, ¿y si (dado que nunca enviamos una sonda dentro de la atmósfera de Urano) la temperatura en el punto donde la atmósfera da paso al manto helado solo se eleva a, digamos, 200-230 K? (¿O realmente tenemos evidencia que descarta esta posibilidad?)

A esas temperaturas, el agua permanece en estado sólido independientemente de la presión. Entonces comencé a pensar si es posible que Urano pudiera tener una corteza sólida hecha de hielo de agua, que flotaría sobre un manto hecho de fluidos supercríticos (en el caso del agua, el hielo tiene una densidad menor que el agua supercrítica si ' ¿No estoy equivocado?). Esta corteza podría tener amoníaco líquido que tendría su propio ciclo como el agua en la Tierra.

Estoy buscando crear una Impresión Artística y me preguntaba si este entorno en el que estaba pensando es realmente posible dado el conocimiento que tenemos sobre la ciencia planetaria, o mi imaginación está yendo demasiado lejos.

Respuestas

2 Willk Jan 26 2021 at 22:20

Nieve profunda.

Cerca de la superficie, la atmósfera de hidrógeno de Urano está bajo alta presión, por lo que, aunque hace mucho frío, la atmósfera densa puede contener una buena cantidad de agua gaseosa, amoníaco, alcanos y sulfuro de hidrógeno.

La cantidad que puede contener la atmósfera varía según la estación y la temperatura. Cuando llega el invierno, la atmósfera de enfriamiento tiene menos capacidad para contener sustancias "disueltas" y estas se precipitan como el sólido: nieve.

El inicio del invierno significa fuertes nevadas en Urano y los fuertes vientos producen espectaculares derivas cambiantes. En verano, las corrientes retroceden, sublimando de nuevo en la atmósfera cálida.

Estas corrientes de hielo en partículas son en sí mismas incoloras, pero no son blancas y negras en la superficie de Urano. Los montículos brillan con carga eléctrica. La acción del viento sobre la nieve produce inmensas cargas eléctricas en la atmósfera completamente seca, pero la mala conductividad de los diversos hielos puros significa que encontrar un camino a tierra para estas cargas es casi imposible. En cambio, la carga se reequilibra con la atmósfera. Las cimas puntiagudas de las formaciones de nieve producen el fuego de San Telmo, que en la atmósfera de hidrógeno produce tonos lavanda, rosa y magenta.

1 M.A.Golding Jan 27 2021 at 11:32

Posiblemente sería una buena idea tener solo unas pocas islas flotantes sólidas en la atmósfera de Urano, en las que una sonda espacial podría intentar aterrizar una, en lugar de una superficie sólida sobre todo el planeta.

En Triplanetary , Amazing Stories de EE Smith , enero-abril de 1934, y First Lensman (1950) se mencionan cuatro guerras con JOvians. La mención de los adeptos del Júpiter polar norte me hizo preguntarme si se suponía que había una isla flotante gigante en la atmósfera joviana sobre el polo norte en la serie Lensman .

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1918374[1]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?1198[2]

Creo que una vez se teorizó que la gran mancha roja de Júpiter era una isla sólida gigante flotando en la atmósfera. Y posiblemente podría ser más plausible que Urano tenga una característica atmosférica que sea más pequeña que cualquiera de las que se han estudiado y se ha demostrado que son tormentas, es decir, una especie de isla flotante sólida, que estar completamente cubierta por una corteza sólida. Se cree que la Mancha Oscura de Urano es un ciclón de unos 1.300 kilómetros por 2.700 kilómetros. Por lo tanto, cualquier característica de Urano que no se haya probado que sea una tormenta probablemente sería mucho más pequeña que la Mancha Oscura de Urano, pero posiblemente lo suficientemente grande como para contener cosas interesantes.

Segunda parte: algunas historias de ciencia ficción con superficies sólidas en los planetas gigantes.

Ha habido algunas historias de ciencia ficción en las que los planetas gigantes Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno tenían superficies sólidas.

Por ejemplo, "El planeta de la duda" de Stanley G. Weinbaum, Historias asombrosas , octubre de 1935. Que está ambientada en Urano.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47540[3]

Otra historia es "También paseamos perros" de Robert Heinlein, Astounding Science Fiction , julio de 1941, en la que se mencionan jovianos inteligentes que aparentemente viven en una superficie sólida.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46427[4]

En "Not Final!" De Isaac Asimov, Astounding Science Fiction , octubre de 1941, y "Victory Unintentional", Super Science Stories , agosto de 1942,

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?46442[5]

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?44199[6]

Se representaron jovianos que vivían sobre una superficie sólida.

En "Bridge" Astounding Science Fiction de James Blish , febrero de 1952, se construyó un puente hacia ninguna parte sobre la superficie sólida de Júpiter. Curiosamente, Blish acuñó la frase "gigante gaseoso" en 1952, por lo que debería haber sido consciente de la falta de superficie sólida en Júpiter.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55942[7]

En "Call Me Joe" de Poul Anderson, Astounding Science Fiction , abril de 1957, se representa una superficie sólida en Júpiter.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?55693[8]

Y no puedo evitar pensar que esas fueron algunas de las últimas buenas historias de ciencia ficción que representan superficies sólidas en los planetas gigantes. Ciertamente, los libros de astronomía más y más populares comenzaron a describir los planetas gigantes como sin superficies sólidas a medida que avanzaba el siglo XX, lo que hacía cada vez más difícil para los fanáticos de la ciencia ficción aceptar tales superficies sólidas en las historias.

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