Учёные из Германии распознали вокруг ледяной луны Сатурна тончайший слой атмосферы. Помогли им в этом возмущения, зарегистрированные в магнитосфере планеты.
Приборы Cassini, пролетавшего мимо Дионы, показали, что спутник оставляет следы в магнитном поле, генерируемом газовым гигантом. Между тем это было бы невозможно, не имей луна своей атмосферы.
Сам по себе ледяной «мячик» не способен вызвать возмущения, так для этого необходимы заряженные частицы, например, из атмосферы луны, объясняет один из авторов работы Свен Саймон (Sven Simon) из университета Кёльна (Universität zu Köln).
Находка озадачила астрономов. Диона всего в полтора раза плотнее воды, учёные предполагают, что она обладает каменным ядром, покрытым коркой льда. Этот спутник Сатурна не способен поддержать близ себя атмосферу, как Земля, то есть не может при помощи мощной гравитации не дать частицам разбежаться по космосу.
Первооткрыватели оболочки Дионы полагают, что тонкий слой вещества сохраняется только потому, что он постоянно пополняется. Поверхностный лёд луны бомбардируют высокозаряженные частицы из потоков, опоясывающих Сатурн, в результате образуются молекулы O2 и H2.
Похожим образом формируется атмосфера другого спутника Сатурна Реи. Правда, его кислородное «одеяло» удерживается близ тела гравитационными силами.
Что же касается исследования состава атмосферы Дионы, то его астрономы намерены провести при следующем пролёте Cassini близ луны – 12 декабря 2011 года. Учёные планируют настроить детекторы космического аппарата на поиск возможных веществ.
Подробнее о находке рассказывает статья в журнале Geophysical Research Letters.
Притяжение 0.23 м/c2 (средняя температура 87К)
Для сравнения, на Марсе первая космическая равна 3546 м/с (температура 210К, до 268К)
Делаю оценку.
Скорость молекул пропорциональна квадрату температуры.
Первая космическая по моим подсчётам равна 361 м/с
Температура пропорциональна квадрату скорости молекул.
В сравнении с Марсом температура на Дионе ниже в 2.5-3 раза, соответственно была такая же атмосфра как на Марсе, её первая космическая должна быть порядка 3546:9=416 м/c Это немногим выше, чем на самом деле. Значит атмосфера сравнима с атмосферой марса, только более разряжена, возможно, более тяжёлые элементы, но не слишком.
Однако должен внести следующие ложки дёгтя. Во-первых, у вас как раз получилось, что средняя скорость молекул больше первой космической (хотя правильнее было бы считать по второй космической, но не суть). Во-вторых, даже ежели бы скорость получилась меньше, из распределения Максвелла следует, что всё равно какая-то часть молекул будет обладать скоростью больше второй космической, стало быть, такая молекула может улететь в космос, ежели окажется в нужном месте. Наверное, так можно даже рассчитать скорость улетучивания атмосферы, ежели постараться.
Также не следует забывать солнечный ветер (хотя как его рассчитывать — это я также не знаю).
Максимальная температура на луне 390К
Для водорода получаем скорость 2.2 км/c, т.е водорода на Луне быть не должно.
Для кислорода, для атома, получаем 550 м/с. Кислород мог бы быть на Луне, но есть ещё и другие факторы: гравитация Земли, которая, возможно разогреет газ, солнечный ветер, наконец случайное распределение скоростей. Возможно, раньше температура на Луне была выше.
Если температура разогрева превосходила бы 3000 градусов, то из неметалов мог бы остаться только селен (если это газ). Выбор небольшой.
Вулканы рождаю газы, только какие? При такой температуры, сера удержаться не должна, по моему.
Газ вещество не связанное, поэтому он будет легко перемещаться под действием гравитации. Допустим он сосредоточился на дальней стороне от Земли. Если Луна вращалась, то это вызвало бы силы трения. Попеременный нагрев, также вызвал бы силы трения.
Наконец. Пока газ движется относительно Земли со скоростью 8км/с, На него действует только сила притяжения Луны. Реально молекулы газа имеют все возможные направления, поэтому гравитация Земли может повлиять на распределение газа. Формулу, тогда надо уточнить.
Титан от Сатурна на много дальше, чем Луна от Земли. Может по этому и не разогрел. А может и разогрел. Там разве не бывает вулканов?
__________________________________________ тут ясно написано что падение атмосферы из за низкой гравитации.... не спорю титан дальше чем луна.. но масса сатурна еще 6ольше. то есть сила притяжения выше
2. На Луне прогрев достигает390К, или 150 градусов по Цельсию.
3. Гравитация зависит от расстояния, а не только от массы. Для примера можем сравнить Луну и Титан
Титан: орбита 1.2 *10^9 м, масса Сатурна 5.7*10^26 кг, диаметр Титана 5.2*10^6 м.
Луна орбита 3.8*10^8 м, масса Земли 6*10^25 кг, диаметр Луны 3.4*10^6 м.
Подсчитываем разницу гравитации в нижней и верхней точке планет (разница в потенциальной энергии) (без G).:
Для Титана 5.7*10^26*(1/(1.2*10^9)^2-1/(1.2*10^9+5*10^6)^2)=3.2*10^6
Для Луны 6*10^25*(1/(1/(3.8*10^8)^2-3.8*10^8+3.4*10^6)^2)=
7.34*10^6
Таким образом на Луне гравитация должна сказываться раза в 2 сильнее.
У луны и Титана не круговая орбита.
1. проинтегрировать по объёму.
2. Посчитать в апогее и перигее, точнее в самой отдалённой и самой близкой точке к матери-планете.
3. Учесть период обращения (разделить на него).
4. Т.к. спутники излучают через свою поверхность, то надо полученную энергию разделить не на объём спутников, а на их площадь поверхности.
5. При различной температуре планет, они будут и излучать по разному (пропорционально 4-ой степени температуры). Надо взять самую холодную температуру на планете, или среднюю, чтобы оценить во сколько раз одна планета излучает больше другой. Также надо исключить нагрев от Солнца (он обратно пропорционален квадрату расстояния до него)
Соответственно это может вызвать трещины на нём.
Я не знаю откуда берутся те или иные элементы на планетах. Я просто анализирую на предмет их удержания на планете.
Квадрат скорости молекул при этом падает в три раза, соответственно
G*M/R (квадрат первой космической) должен упасть в 3 раза, а скорость, соответственно примерно в 1.75 раза, что соответствует 2 км/с
Атмосфера Марса не подходит.
V^2=3RT/m=3*8.3143*10^7*87/m, где
m — молекулярная масса газа, а скорость считается в см/с
Получаем:
130321*10^4=2170*10^7/m или
m=16.6
Это кислород или газ чуть тяжелее (фтор).
Возможно, разлагается лёд