Как Титан поддерживает атмосферу

Титан, который меньше чем Марс, имеет атмосферу, но Марс не способен поддерживать атмосферу. Даже у Луны нет атмосферы.

Вы правы, что удивительно, что Титан, будучи просто луной, имеет густую атмосферу. Обычно ответ включает в себя магнетизм: у Земли есть атмосфера, потому что жидкая магма внутри планеты создает магнитное поле. Это магнитное поле изменяет пути частиц в солнечном ветре, таким образом сохраняя летучие газы нетронутыми. У Марса действительно была атмосфера, как у Земли, но, находясь дальше от Солнца, магма замерзла и потеряла свои магнитные свойства.

У самого Титана нет магнитного поля, но у Сатурна есть. Магнитосфера Сатурна создается движением сверхсжатого водородного газа внутри планеты (металлическая жидкость). Поле настолько сильное, что охватывает спутники, включая Титан.

У Сатурна нет такой же магмы, как у Земли. Земля - ​​это скалистая планета. Это означает, что он был сформирован так близко к солнцу, что легкие газы (такие как водород) не могли объединиться из-за высокой температуры и солнечного ветра. Поэтому внутренние планеты (от Меркурия до Марса) состоят в основном из камня и металла. Именно жидкое железо во внешнем ядре делает Землю магнитной.

Вместо этого планеты Газе имеют небольшое твердое металлическое / каменистое ядро ​​(следовательно, оттуда нет магнитного поля) и огромный слой легких газов (водорода и гелия). Газы обычно не являются магнитными, но под таким огромным давлением они принимают «металлическую» структуру, что означает, что они могут проводить электричество как металл. Это же свойство позволяет им генерировать магнитное поле.

Солнечный ветер (поток заряженных частиц, испускаемых звездой) является главной причиной потери небесным телом своей атмосферы . Таким образом, для сохранения атмосферы небесному телу потребуется магнитосфера, то есть магнитное поле, которое отклоняет протоны и электроны солнечного ветра и препятствует тому, чтобы они давали молекулам энергию для выхода из верхних слоев атмосферы.

Согласно современным исследованиям, источником планетарного магнитного поля являются вихревые токи в жидком металле вращающегося внешнего ядра, вызванные конвекцией и силой Кориолиса, так называемым « геомагнитным динамо ».

Теперь Луна в значительной степени геологически мертва. Для случая с Марсом было выдвинуто предположение, что его «динамо» остановилось по какой-то причине, в любом случае это факт, что у Марса слабое и нерегулярное магнитное поле. Но в случае с Титаном (у которого даже нет большого количества металла в ядре), газовый гигант с мощным магнитным полем приходит на помощь и защищает свою атмосферу от неблагоприятного воздействия солнечного ветра.

Как интересное примечание пустяков, было выдвинуто предположение, что это соседство с радиационным поясом является причиной более высокого содержания углеводородов на Титане.

Сатурну холодно, что снижает склонность газов испаряться в космос.

Температура черного тела объектов солнечной системы :

• Земля: расстояние D = 1 AU (288 K) 16 ° C
• Марс: D = 1,5 (232 К) -40 ° С
• Юпитер: D = 5,2 (134 К) -138 ° С
• Сатурн: D = 9,5 (103 K) -169 ° C
• ........... Титан (94 К) -178 ° C - измеряется против калька для других
• Уран: D = 19,2 (73 К) -199 ° C

• Нептун: D = 30,1 (63 К) -209 ° C

  Ганимед, массой 1,5х10 ^ 23 кг, против Титана в 1,3х10 ^ 23 кг, не имеет существенной атмосферы, но он также намного теплее из-за своей близости к солнцу. Азот кипит при -196 ° C, поэтому не исключено, что холодные дни на Титане связаны с азотными дождями. У метана и этана температура кипения еще выше

Проще говоря, способность планеты или другого тела поддерживать атмосферу зависит от трех факторов:

1. Его гравитация
2. Температура атмосферы
3. Химический состав атмосферы

Вы можете оценить это, используя простую формулу

Где - постоянная Больцмана, - абсолютная температура газа, - гравитационная постоянная, - масса планеты, а - масса конкретной молекулы. Если молекулы газа удовлетворяют формуле выше, их кинетическая энергия намного меньше глубины потенциальной ямы гравитации планеты, поэтому они не могут убежать. Так что планета сохранит свою атмосферу.Т О М $k$$T$$G$$M$$m$

В случае Земли, например, ее гравитации недостаточно для удержания водорода и гелия, которые имеют наименьшие молекулярные массы ( масса протона = 2).$m$

В случае холодной атмосферы масса небесного тела, способного ее удержать, может быть довольно небольшой. Это причина того, что у Титана или Плутона есть атмосфера, а у Меркурия или Луны нет.