Har solsystemets planeter haft en Habitable zone?

Satt och funderade lite över "the habitable zone" i vårt solsystem.
Solen har väl varit varmare förut under dess livstid, om jag inte är helt ute och cyklar, för Mars har väl haft typ samma klimat som Jorden långt bak i tiden?
Och nu till min fråga: Har "the habitable zone" befunnit sig längre bort i solsystemet en gång i tiden, dvs att tex Uranus nån gång har haft ett så att säga uthärdligt klimat?

Det snackas ju litet om att Mars en gång i tiden kanske har varit beboelig, även enligt människostandard, och även att månen Europa kan ha liv under istäcket.

Tycker Europa är väldigt intressant, känns som den mest troliga platsen att hitta liv på utanför vår planet.
Och hoppas att man får uppleva expeditionen dit under sin livstid!

Ja Europa är den bit av solsystemet som jag är mest nyfiken på, just för att det fortfarande kan finnas liv där. Dock så hyser jag inga större förhoppningar om att en bemannad expedition dit (Eller ens en seriös obemannad en) blir av inom min livstid. Ligger ju inga pengar i det tyvärr (Snyft!).

Mars med sina månar däremot är hyfsat inom räckvidd och jag är tvärsäker på att vi kommer att ha folk där inom trettio år, och att vi genom dem kommer att ha hittat bevis för att det har existerat iaf någon form av liv där tidigare!

Har vi inte åkt till Månen på fyrtio år så kommer vi inte att åka till Mars på femtio.

Mitt råd till NASA är att upprätta en bas på Månen och driva den ett tag. Där drar vi erfarenheter till en framtida bemannad Mars-expedition. Innan dess är riskerna för stora. För att inte tala om kostnaden.

Mars är en helt annan värld än Månen. Väldigt mycket större skillnad än mellan Antarktis och Sahara, så hundslädar och dricksvatten är inte användbara på båda platserna. Några av skillnaderna är:

- Gravitation, som är avgörande för hur massiv utrustningen behöver vara. Apollos månlandare ska inte ha kunnat stå upp på jordytan.
- Temperatur, på Månen mellan -170 och +100 C.
- Dygnslängd, man kan inte använda bara solceller på Månen om man ska övernatta.
- Resurser, på månen mest bara lättmetaller, medan Mars har en atmosfär man kan utvinna raketbränsle till och vattenis på sina håll.
- Väder, Månens atmosfär är Solens atmosfär så protonvinden och dess elektriska uppladdning av måndammet styr Månens väder, medan Mars har mer jordliknande väder och årstider, fast även globala dammstormar.

Månen och Mars är två olika destinationer som behöver två olika projekt för att genomföras. Billigast, värdefullast, säkrast och snabbast att genomföra är så klart att börja med att besöka Mars båda månar. Behövs ingen landning och raketuppskjutning på en annan värld, erfarenheterna av ISS är utmärkta för att hantera dessa asteroidliknande microgravitationsmånar. När man tagit sig till och från Mars månar mellan två konjunktioner så är steget ned till Mars yta betydligt lättare nästa gång. Och det mest värdefulla materialet från Mars tros finnas på dess månar. Material som kastats ut av asteroidnedslag medan Mars hade sjöar och tät atmosfär och som så många hoppas kanske liv. Det materialet har bara bevarats på månarnas vakuum, på Mars självt har det eroderat.

Solen lyste svagare för miljarder år sedan, inte starkare. Den beboeliga zonen var alltså närmare solen och inte längre från den. Däremot värmer växthusgaser upp världar så att de blir varmare än de skulle ha blivit på samma avstånd från stjärnan utan atmosfär. Utan växthuseffekt hade även jorden varit frusen. Därmed går det inte att utan hänsyn till atmosfären avgöra exakt var den beboeliga zonen slutar, Mars hade helt enkelt mycket mer växthusgaser för miljarder år sedan när det fanns flytande vatten där.

Så långt ut som till Uranus räcker det dock inte oavsett växthusgaser (utom den för en stenplanet orealistiska atmosfären av mycket tätt väte som felaktigt har föreslagits som en möjlighet för flytande vatten på ytan av världar som inte kretsar runt en stjärna). Uranus är dessutom en gasplanet och kan inte ha varit beboelig. Ingen av Uranus månar har heller tillräcklig gravitation för att behålla en atmosfär.

Tack för ett intressant och utförligt svar!
Okej, men då kommer det alltså innebära att den beboeliga zonen kommer att flyttas utåt i solsystemet?

Ja, men redan idag hade Mars kunnat bli beboelig med en lämplig växthuseffekt. Gasplaneterna längre ut kan inte bli beboeliga, de flesta av deras månar kan inte ens idag hålla kvar atmosfärer och Saturnus måne Titan som har en atmosfär kommer inte att kunna behålla den när det blir ens i närheten av tillräckligt varmt för flytande vatten där.

Du är ute och cyklar men inte helt. Solen har varit aningen varmare men den har även varit mindre. Den har vuxit genom eonerna och kommer fortsätta med det hela sitt liv. Så i solsystemets ungdom strålade den ur sig mindre strålning vilket betyder att hela solsystemet i själva verket varit kallare. De beboeliga zonerna i solsystemet har alltså rört sig utåt, inte inåt. Att Mars var mer beboelig i sin ungdom beror inte på solstrålning. Det beror på att atmosfären var tätare. Men Mars kunde bara ha en tät atmosfär så länge vulkanism spydde ur sig gaser som koldioxid. Mars är betydligt mindre än jorden så Mars geologiska aktivitet upphörde. Och därefter dog planeten. Mars befinner sig fortfarande inom den beboeliga zonen. Det är själva planeten det är fel på.

Venus har på samma sätt varit kallare i sin ungdom. Den kanske var mer vänlig för liv en gång med hav som höll atmosfärsgaserna från atmosfären. Vid något tillfälle blev dock Venus så varm att en skenande växthuseffekt drog igång som resulterat i den förbrända värld i ser idag. Venus ligger idag väldigt nära, men utanför, den beboeliga zonen.

När det gäller de andra planeterna så har deras enorma massor förhindrat att en yta, som skulle kunna producera liv som vi känner till det, kunnat bildats. Men ändå indikerar modeller över solsystemet att de yttre planeterna inte alltid funnits där de finns nu. De har på något sätt vandrat in och ut i solsystemet och varit närmare solen vid tillfällen. Men ingen av de planeterna kan ha varit så nära solen som Mars är nu. Då skulle det inte funnits några planeter i det inre solsystemet.

Venus har på en viss höjd i sin atmosfär samma densitet som vatten och liknande temperatur som på Jorden, och Solen lyser in där. Men det finns vad jag förstår inte en droppe vatten i Venus atmosfär. På en planet med våtare atmosfär så kanske även såna platser skulle kunna vara beboeliga även om markytan är het och lider av svavelsyreregn.

Den lilla mängd vattenånga som finns kvar i Venus atmosfär utsätts för den ultravioletta strålningen på hög höjd där vattenmolekylerna slås sönder till väte och syre. Vätet försvinner ut i rymden medan syret reagerar med bundet kol på planeten och bildar koldioxid. Det var så Venus förlorade det mesta av sin vattenånga efter att haven kokade bort.