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【探讨】星球要多大才能自行维持地化状态

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众所周知,你游连天卫五这种奇葩小卫星都能攻略而人家直径才473公里,比游戏中并未收录(我忘了)的土卫二还小,质量更是只有地球的十万分之一(重力感人)

很显然,TeG里面并无维持参数的设施,到了点关设施就定格在那里了
但天卫五这种星球,就算有磁场保护,凭这点质量改造之后真的能自行维持水和大气吗?
这个就要好好想想为什么有的星球具有大气层,有的星球不具有。比如说彗星里面有很多物质,但不具有大气层。第一反应就是,彗星的质量太小,周围的引力场过弱,因此不能留住大气层。
可是,除了来自星球的万有引力,也没有受到其他的外力,为什么气体留不住呢?
不同于固体和液体的物质结构,气体有热运动。那么如果分子动能使得分子具有足够大的能力,就能够逃逸出大气了。
根据热力学分子平均动能公式,以氧气分子为例,将地球的散逸层温度代入,可得氧气分子的均方速度为1.6km/s。
也就是说,只要这个值不高于星球的逃逸速度,气体就能留住了呗。气体留住,水也能留住了嘛。。。
戳啦
这里得出的只是代表分子平均动能。若大气各层温度是一个定值,那么总有那么些氧气分子具有超过逃逸速度的速度,而完成逃逸。这也是氢气在地球上很难长期大量存在的原因。
一般认为,如果行星表面的逃逸速度高于行星大气中给定粒子的均方根速率的4倍以上,则该种粒子从行星大气中的逃逸将进行得非常缓慢,实际上可以认为行星表面上此种粒子的大气成分将“永远”地存在下去。
也就是说,实际上星球的最低逃逸速度要达到6.4km/s。假设星球密度与地球相同,那么0.15倍左右的地球质量将会是一个阈值;如果逸散层附近的温度只有250K,那么大概在0.04倍地球质量左右。
像土卫六、冥王星,距离太阳远,大气温度要低很多,预期逸散量就明显更少。
然而,我们的天卫五只有0.19km/s的逃逸速度跳崖很爽,地球化就有点难了


IP属地:广东1楼2022-04-04 19:00回复
    说实话小一点也完全可以(大致稳定维持10^8年那种),只要磁场到位,到水星质量都没问题
    但木卫三以下可能就不行力(悲)


    IP属地:广东6楼2022-04-06 15:50
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