Когда у планеты есть атмосфера?

[Vitaliy]

И не забываем, что температура экзосферы (откуда и происходит убегание молекул) может сильно отличаться от эффективной температуры планеты. Так, температура экзосферы Юпитера 1000-1100К, температура экзосферы Земли 1500К, у горячего юпитера HD 209458 b (Осириса) она достигает 5-10 тыс.К. Возможно, именно поэтому Меркурий и Ганимед лишены атмосферы...

Так Меркурий и Ганимед отстоят от Солнца на совсем разных расстояниях. При чем тогда температура экзосферы.
По логике предложения у Ганимеда атмосфера должна быть.

[signing_kettle]

Где-то на форуме проводился расчет, что для устойчивости на временах ~ миллиардов лет нужно превышение второй космической скорости над средней скоростью молекул атмосферы в 5.5-6 раз

Почему второй? Первой будет достаточно - там уже солнечный ветерок подхватит и пока-прощай! 

[vika vorobyeva]

При чем тогда температура экзосферы.

Вот причем.
Мы сравниваем вторую космическую скорость небесного тела и среднюю скорость молекул его атмосферы. Вопрос: какого уровня атмосферы? (Понятно, что средняя скорость молекул атмосферы - это средняя температура по больнице) Ответ: среднюю скорость молекул (атомов, ионов) экзосферы, а эта температура обычно гораздо выше как температуры тропопаузы, так и эффективной температуры планеты. Высокая температура экзосферы облегчает уход атомов и молекул в космос и способствует потере атмосферы небесным телом.

Ганимед и Меркурий отстоят от Солнца на разных расстояниях, это верно. Но у них обоих есть общее свойство. Они достаточно массивны, чтобы обладать хотя бы неплотной атмосферой, но при этом ее не имеют. При том они оба обладают магнитным полем, хоть и слабым. Они оба подвергаются действию: Меркурий - солнечного ветра, Ганимед - потоку заряженных частиц из магнитосферы Юпитера. Возможно, именно взаимодействие с потоком заряженных частиц подняло температуру экзосферы этих тел и "сдуло" их газовые оболочки.

[alexxx]

Где-то на форуме проводился расчет, что для устойчивости на временах ~ миллиардов лет нужно превышение второй космической скорости над средней скоростью молекул атмосферы в 5.5-6 раз.

Перепутал, спасибо что исправили.

И не забываем, что температура экзосферы (откуда и происходит убегание молекул) может сильно отличаться от эффективной температуры планеты. Так, температура экзосферы Юпитера 1000-1100К, температура экзосферы Земли 1500К, у горячего юпитера HD 209458 b (Осириса) она достигает 5-10 тыс.К. Возможно, именно поэтому Меркурий и Ганимед лишены атмосферы...

Но температура экзосферы всё равно будет зависить от расстояния от Солнца, если конечно нет иного способа её разогрева.

Ганимед и Меркурий отстоят от Солнца на разных расстояниях, это верно. Но у них обоих есть общее свойство. Они достаточно массивны, чтобы обладать хотя бы неплотной атмосферой, но при этом ее не имеют. При том они оба обладают магнитным полем, хоть и слабым. Они оба подвергаются действию: Меркурий - солнечного ветра, Ганимед - потоку заряженных частиц из магнитосферы Юпитера. Возможно, именно взаимодействие с потоком заряженных частиц подняло температуру экзосферы этих тел и "сдуло" их газовые оболочки.

А, если не секрет, из каких газов могли бы состоять их атмосферы?

[vika vorobyeva]

А, если не секрет, из каких газов могли бы состоять их атмосферы?

У Меркурия - из углекислого газа.
У Ганимеда - из аргона и/или кислорода.

[alexxx]

У Ганимеда - из аргона и/или кислорода.

А не слишком ли редкие газы? Кислород конечно распространён, но он скорее всего, уйдёт на окисление поверхности планеты, а Аргона, раз в сто меньше чем кислорода.

[vika vorobyeva]

А не слишком ли редкие газы? Кислород конечно распространён, но он скорее всего, уйдёт на окисление поверхности планеты, а Аргона, раз в сто меньше чем кислорода.

А если поверхность планеты состоит из водяного льда?
А аргон-40 не так уж и редок - в составе земной атмосферы его 1%. Он образуется в результате распада калия-40 и диффудирует из недр наружу. Однако на свою беду он неплохо растворяется в воде (3,3 мл на 100 г) и до поверхности, видимо, не добрался

[Пенелопа]

Наличие воды должно влиять на состав атмосферы, а значит отчасти на ее наличие. Вообще ответ может зависеть от  того какие возможности для химических реакций были в начале существования планеты. 
Вот кислород, насколько я понимаю, не может быть в виде молекул кислорода. Только если есть источник его постоянного получения.

[Olweg]

А, если не секрет, из каких газов могли бы состоять их атмосферы?

У Меркурия - из углекислого газа.
У Ганимеда - из аргона и/или кислорода.

А азот?

[Marlin]

Здесь не упоминалось ещё о сильной вулканической активности планеты. Выброс газов и создание парникового эффекта.

[vika vorobyeva]

А азот?

По идее, Ганимед мог бы удержать и азот, вот только откуда его взять? В момент образования системы Юпитера там было слишком тепло для конденсации аммиака, и аммиачный снег не был захвачен. Напротив, на расстоянии орбиты Сатурна аммиак уже сконденсировался, и Титан получил свою плотную азотную атмосферу
Считается, что у Ганимеда 6.5% массы приходится на железное ядро, 48.5% массы - на силикатную мантию, и 45% - на протяженную ледяную оболочку, возможно, с подледным океаном. Из-за распада радиоактивных элементов и выделении тепла при гравитационной дифференциации на границе силикаты/лед, скорее всего, извергались или до сих пор извергаются вулканы. Но практически любые извергаемые газы прекрасно растворяются в воде, образуя соли (хлориды, карбонаты, сульфаты и пр.) Аргон соли не образует, но он и сам по себе неплохо растворяется в воде. Что остается? Только молекулярный кислород, который и образует эфемерную атмосферу Ганимеда.

Upd Интересно, что у Каллисто тоже есть эфемерная атмосфера примерно той же плотности, что и у Ганимеда - 10¹⁴-10¹⁵ частиц на 1 кв.см поверхности. Но состоит она не из кислорода, а из углекислого газа Правда, и поверхность у Каллисто куда больше загрязнена органическим материалом, чем поверхность Ганимеда.

[Muxa]

По идее, Ганимед мог бы удержать и азот, вот только откуда его взять?

А на Земле он откуда?

[vika vorobyeva]

А на Земле он откуда?

Хороший вопрос. Не знаю

[Stepa]

Можно  было бы окислить аммиак. Но откуда взять аммиак. :-) А также кислород для окисления аммиака.
Американские товарищи ядерную реакцию предложили, которая могла бы идти в карбонатах под действием титанического потока нейтрино.

12C + 16O + 2e *  +2ν↦2 14N + 4He

http://adsabs.harvard.edu/abs/2004NCimC..27...99F

[nitzy]

Азот вроде в химю элем. перед кислородом?

[Stepa]

Правильно. C - N - O.

Честно скажу, не сразу сообразил, откуда там нейтроны в этой реакции. Потом вспомнил, что C-13 и O-17 тоже есть. Вот они и дают нейтронный избыток. Который затем превращается в альфа-частицу. Этакий "нейтронный" цикл - по аналогии с протонным.