¿Cuál es el ámbito teórico más grande de agua líquida que pudiera existir en el espacio mantienen unidas debajo de él es la propia gravedad? ¿Siempre me he preguntado si podría existir un planeta del tamaño de la tierra como un solo volumen de agua? ¿Si en la órbita de una estrella (que supongo que tendría que seguir siendo un líquido), la radiación UV de la estrella se evaporaría un mundo acuoso? ¿Las leyes de la física permiten enormes volúmenes de agua líquida a flotar en el espacio?
Respuestas
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Los planetas hechos principalmente de agua casi seguro que existe, y al menos uno puede haber sido detectado.
Sin embargo, estos organismos no será hecha completamente de líquido. De hecho, estos serán en su mayoría sólida, incluso si la temperatura es muy alta. Esto es porque el agua puede formar más de una forma de hielo. El tipo que está familiarizado con las formas a bajas temperaturas y es menos denso que el agua. Pero hay varios otros tipos que se forman a muy altas presiones en su lugar. Estos "exótico" ices son más pesados que el agua líquida, por lo que se hunden hasta el fondo. Usted puede obtener una idea de la presión que suponía mirando un diagrama de fases del agua, por ejemplo, aquí o aquí.
Los océanos de la tierra no son lo suficientemente profunda para que este tipo de presiones que existe, pero si todo el planeta se hicieron de agua, el planeta estaría compuesto en su mayoría de "exótico" ices, cubierto por una capa relativamente delgada de líquido (aunque esto sería todavía mucho más profundo que los océanos de la Tierra). De hecho, Europa, Titán y muchas de las lunas del sistema Solar exterior son, probablemente, más o menos como este, excepto que tienen una capa de agua normal de hielo en la parte superior del océano líquido, debido a que están tan fríos.
Otra respuesta se menciona la posibilidad de que hubiera una transición suave de vapor de agua a agua líquida, en lugar de un claro de la superficie del océano como existe en la Tierra. Si esto es verdad o no, depende de la temperatura. El punto crítico del agua es alrededor de $647\,\mathrm{K}$ o $374^\circ\mathrm{C}$. Si la temperatura es mayor que esto, entonces no habrá una fase de transición entre la atmósfera y el líquido, pero si es inferior, a continuación, no se, tal como existe en la Tierra.
Con los detalles de la forma en que se puede abordar la cuestión de la estabilidad. La primera pregunta fue ¿cuál es el mayor cuerpo de agua líquida que puede mantenerse unido bajo su propia gravedad. Sin embargo, no creo que un cuerpo puede existir en absoluto. Si lo hiciera, tendría que ser más bien pequeñas con el fin de evitar la formación de especies exóticas de hielos en su interior. Pero eso significaría su gravedad sería bastante baja, por lo que no tiene una atmósfera. La baja presión en la superficie podría causar que el agua se evapore o hervir, y las moléculas del gas resultante sería fácilmente moviendo lo suficientemente rápido para escapar de el cuerpo de la atracción gravitacional. (Por supuesto, las cosas son diferentes si permitimos que la superficie a ser congelados - ver el sistema Solar exterior lunas - pero estoy asumiendo que usted está especialmente interesado en un cuerpo con un líquido de la superficie.)
Sin embargo, si permitimos que el interior se compone de especies exóticas de ices en lugar de líquido, se vuelve mucho más fácil. Entonces todo lo que necesitamos es que sea lo suficientemente grande que la velocidad de escape es mayor que la velocidad de las moléculas de vapor de agua. Cualquier cosa, desde alrededor de la Tierra de tamaño hacia arriba debe hacer el truco. Creo que no hay un límite superior para el tamaño, excepto que si es muy, muy grande, los núcleos en su núcleo, se comienzan a fundirse y se convertirá en una estrella.
Usted menciona la radiación UV provoca una pérdida de agua, y esto es un problema para un cuerpo del tamaño de la Tierra. La radiación UV puede dividir el agua en hidrógeno y oxígeno, y los átomos de hidrógeno tienen una mayor velocidad, lo que es más fácil para ellos para escapar hacia el espacio. En la Tierra tenemos la suerte de tener un oxidante de la atmósfera, que tiende a convertir los átomos de hidrógeno de nuevo en moléculas antes de que puedan escapar. Si no fuera por eso, los océanos de la Tierra ya habría desaparecido.
Sin embargo, si empezamos con un puro, $\mathrm{H_2O}$ planeta que es lo suficientemente grande, eventualmente, también tendrá una atmósfera de oxígeno. No a causa de la fotosíntesis, sino simplemente porque, como el hidrógeno escapa hojas de oxígeno detrás. Dado el tiempo suficiente me sería de esperar que esto conducir a un protector de la atmósfera de oxígeno que más impide la fuga de hidrógeno.
El único detalle a la izquierda es cómo obtener una temperatura de la superficie que está en el rango correcto de la superficie del líquido. Esto depende de la distancia de la estrella, sino también en la composición de la atmósfera. En la Tierra, la atmósfera de la composición es principalmente debido a la acción de la biosfera, que mantiene la temperatura regulada sólo en el rango correcto para que el agua sea líquida. Tal vez es posible imaginar la vida en un mundo de agua, en forma de photosynthesising organismos similares a algas, que podría jugar un papel similar.
Rudi
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Un planeta en todos los líquidos el agua es muy raro. Pero toda el agua todavía es físicamente posible. Usted sólo tiene que tener masa suficiente de agua para mantener todo el cuerpo en conjunto, por la gravedad.
Diferentes estados físicos del agua existen, sin embargo, más lejos se encuentra el centro de gravedad estará en estado gaseoso (vapor de agua), la reducción en la densidad y la presión a medida que nos adentramos hacia el más puntos en el exterior de la atmósfera y el espacio exterior.
Cuanto más se va hacia el centro de gravedad sin embargo, la presión, junto con la temperatura aumentará hasta que se vuelve lo suficientemente alta como para muy probable que se forme super crítico del agua. Ese es un estado donde el agua va a estar en un estado donde distintas fases de líquido a gas, no existe.
Por otro lado, un planeta en el que todos los líquidos del estado no es posible ya que la gravedad no va a permitir que la presión sea igual en todas las partes del planeta, lo que resulta en la distinción de las fases. También si el planeta tenía un débil suficiente gravedad como para permitir que el vapor escape poco a poco, el planeta poco a poco se evaporan desde el exterior hasta que se agota completamente. El vapor de agua que rodea el cuerpo líquido que he descrito anteriormente actúa como una zona de amortiguamiento entre el espacio exterior, que no tiene ninguna presión, y las zonas más densas de abajo.
La UV le dan energía a las moléculas de vapor de agua y tienden a escapar, pero se puede superar tal efecto por una lo suficientemente fuerte que la gravedad. Puesto que el hidrógeno es el más ligero de los gases, la gravedad de la tierra no puede sostener moléculas de hidrógeno, por lo tanto usted no puede encontrar en nuestra atmósfera, a diferencia de los otros gases que se necesita más energía para escapar.
Un buen ejemplo de un planeta en un estado similar a la descripción aquí es Urano. El planeta está compuesto principalmente de gas y líquido, aunque no en su totalidad de un tipo de ellos.
Tal planeta, además, no es probable que de forma natural se componen de agua pura, como los cuerpos celestes, como los meteoritos y polvo, etc.. que Se llene con impurezas, con lo que rompe la regla de que usted acaba de señalar.
Para que una estrella se formó usted necesitará un poco más de 70 veces la masa de un gigante gaseoso como júpiter a la forma. Así que si están por debajo de ese tipo de masa que estás bien con tu planeta.
