Angenommen, ein hypothetisches System ohne Gas, sondern nur festes Gestein, wie groß kann ein Planet durch das Zusammenwachsen dieser Gesteine ​​entstehen?

Ich habe gehört, dass Gasriesen in erster Linie riesige Festkörper sind, wie normale Gesteinsplaneten, die durch ihre Massenzunahme exponentiell immer mehr Gas in ihre Atmosphäre aufgenommen haben, das sie nutzen, um noch mehr Masse aufzunehmen, noch mehr Gas zu gewinnen, und praktisch jeder Planet, den wir haben Heute wissen wir ab einer gewissen Größenschwelle, dass es sich um einen Gasriesen handelt

Angenommen, ein Gebiet im Weltraum mit sehr wenig oder gar keinem Gas, aber einem reichlichen Vorrat an Gestein, wie groß kann ein fester Planet werden, der aus diesen verschmolzenen Gesteinen besteht?

Wenn es weiche Eisfelsen gibt, gibt es einen Schneeballeffekt, sonst springt alles herum.

Antworten (1)

Das hängt sehr stark von der Struktur der Festkörper ab, also davon, ob sie in Form von kleinem Staub oder zerschmetterbaren Planetesimalen vorliegen.

In jedem Fall beträgt die verfügbare mittlere Staubmasse für die Planetenbildung etwa 158 M e A R T H (siehe Tychoniec et al., (2020) ). Wenn Sie all diese Masse als Staub belassen, ohne Gaswechselwirkungen, wird der Staub nicht zu Planetesimalen zusammenfließen, da eine hydrodynamische Instabilität erforderlich ist, um die metergroße Barriere zu überwinden ( Johansen et al., (2014) ) .

Wenn Sie jedoch zulassen, dass all dieser Staub in Planetesimale umgewandelt wird, hängt die Größe des Planeten, den Sie bilden können, davon ab, wie eng Sie die Planetesimale packen können. Die absolute obere Masse des gebildeten Planeten wird durch die 158 angegeben M e A R T H , aber realistischerweise wird das niedriger sein, da Planetesimale und Kollisionsauswurf während der Zerschlagungsphase der Planetenbildung verloren gehen.

Da Sie nach der Größe dieses hypothetischen Planeten gefragt haben, nehmen wir an, dass keine Kompressionseffekte und daher die gleiche mittlere Dichte wie die Erde vorliegen, Sie würden eine feste Kugel von der Größe erhalten 158 1 / 3 R e A R T H ≈ 5.4 R e A R T H .

Warum ist es aber nur auf das 5,4-fache des Erdradius begrenzt? Was genau ist der limitierende Faktor und was passiert, wenn wir diesen Punkt überschreiten? Liegt es daran, dass wir Steine ​​so fest zusammendrücken können?
Es gibt keine feste Masse mehr um einen typischen Stern herum, selbst während der Planetenbildung (geben Sie unseren Take-Faktor von 3 an). Er ging sogar von einer sehr geringen Dichte aus, wobei eine dichtere Form unter Druck im Inneren nicht berücksichtigt wurde
Ich bin fasziniert von der endgültigen Gleichung von 158^(1/3)rearth≈5.4rearth. Warum wird die Kubikwurzel der Masse nur zur Annäherung des Radius verwendet? Wenn die Gleichung für das Volumen einer Kugel und die tatsächliche durchschnittliche Dichte der Erde verwendet wird, ist der Radius ≈ 2; [r^3 = 3(158)/4π(5,514)]. Liege ich falsch?
@Fred: Das ist es 4 / 3 π R 3 = M / ρ , was bedeutet ( R / R ⊕ ) 3 = M / M ⊕ bei gleicher Dichte.
@Hash: Dies ist eine Obergrenze für den Radius bei gleicher Dichte wie die der Erde. Lässt man die Masse komprimieren, also die Dichte zunehmen, so wäre der Radius kleiner. Für die einfache Radiusschätzung siehe meinen Kommentar oben.
Angenommen, ein hypothetisches System ohne Gas, sondern nur festes Gestein, wie groß kann ein Planet durch das Zusammenwachsen dieser Gesteine ​​entstehen?
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