タイタンはどのように大気を維持していますか

火星よりも小さいタイタンには大気がありますが、火星は大気を維持することができません。ルナにも雰囲気はありません。

ちょうど月であるタイタンが厚い雰囲気を持っていることは驚くべきことです。通常、答えには磁気が含まれます。地球内の液体マグマは磁場を生成するため、地球には大気があります。この磁場は太陽風の粒子の経路を変更し、揮発性ガスをそのまま保存します。火星は地球と同じように大気を持つために使用していましたが、太陽から遠く離れているため、マグマは凍結して磁気特性を失いました。

タイタン自体には磁場はありませんが、土星にはあります。土星の磁気圏は、惑星内部の超圧縮された水素ガス（金属流体）の動きによって生成されます。フィールドは非常に強力で、タイタンを含む衛星を取り囲んでいます。

土星には地球と同じマグマがありません。地球は岩だらけの惑星です。これは、高温と太陽風のために軽いガス（水素など）が合体できないほど太陽の近くに形成されたことを意味します。したがって、内側の惑星（水星から火星まで）は、ほとんどが岩と金属で構成されています。地球を磁気にするのは、外側のコアにある液体鉄です。

ガゼウスの惑星は、代わりに小さな固体金属/岩石のコア（したがって、そこからの磁場はありません）と、軽いガス（水素とヘリウム）の巨大な層を持っています。ガスは通常磁性ではありませんが、そのような巨大な圧力の下では「金属」構造を取ります。つまり、金属のように電気を通すことができます。これと同じ特性により、磁場を生成できます。

太陽風（星から放出される荷電粒子の流れ）は、天体が大気を失う主な原因です。したがって、大気を維持するためには、天体は磁気圏、つまり太陽風の陽子と電子を偏向させ、大気の上部層から逃げるエネルギーを分子に与えないようにする磁場が必要です。

現在の研究によれば、惑星磁場の源は、対流とコリオリの力によって引き起こされる、回転する外側コアの液体金属中の渦電流であり、いわゆる「地磁気ダイナモ」です。

今、ルナは地質学的にほとんど死んでいます。火星の場合、「ダイナモ」が何らかの理由で停止したという仮説が立てられています。いずれにせよ、火星は弱く不規則な磁場を持っているという事実です。しかし、タイタン（コアに多くの金属さえない）の場合、強力な磁場を備えたガスの巨人が救出に来て、太陽風の悪影響から大気を保護します。

興味深い雑学ノートとして、この隣接する放射線帯がタイタンのより高い炭化水素の豊富さの原因であるという仮説が立てられました。

それは土星によって冷たくなり、ガスが宇宙に蒸発する傾向を減らします。

太陽系オブジェクトの黒体温度：

• 地球：距離D = 1 AU（288 K）16°C
• 火星：D = 1.5（232 K）-40°C
• 木星：D = 5.2（134 K）-138°C
• 土星：D = 9.5（103 K）-169°C
• ........... Titan（94 K）-178°C-測定値とその他の計算値
• 天王星：D = 19.2（73 K）-199°C

• 海王星：D = 30.1（63 K）-209°C

  1.5X10 ^ 23 kgの質量のガニメデは、1.3X10 ^ 23 kgのタイタンと比べて、実質的な雰囲気はありませんが、太陽に近いため、かなり暖かくなります。窒素は-196°Cで沸騰するため、タイタンの寒い日には窒素暴風雨が伴うことは不可能ではありません。メタンとエタンの沸点はさらに高い

簡単に言えば、大気を維持する惑星や他の体の能力は、3つの要因に依存します。

1. その重力
2. 大気温度
3. 大気の化学組成

簡単な式を使用してそれを推定できます

$k$$T$$G$$M$$m$

$m$

寒い大気の場合、それを保つことができる天体の質量はかなり小さいかもしれません。これが、タイタンやプルートには大気がありますが、水星や月にはない雰囲気がある理由です。