Von dieser Frage getrennt, da sie zu groß war.
Ich entwerfe ein exoplanetares System, das Opfer eines vorbeifahrenden Super-Jupiters wurde, der von einer nahe gelegenen Supernova ausgestoßen wurde, der in den größten Gasriesen des Systems stürzte und dann das System verließ.
Planetensystem
Das Planetensystem ist ziemlich jung; es hat noch nicht abgeschlossen, terrestrische Planeten zu bilden. Es verschmolz aus den Überresten mehrerer Supernovae, die bemerkenswert hohe Mengen an Fluor und Chlor aufwiesen. Alle Körper im System besitzen bemerkenswerte Mengen dieser beiden Elemente. Die kürzliche Bildung eines Pulsars in einem benachbarten System hat einen Großteil des Systems verstrahlt und einen Super-Jupiter darauf geschleudert. Der Super-Jupiter kollidierte auf seinem Weg aus dem System mit dem größten Gasriesen des Systems, verteilte einen Großteil der Masse seines Opfers über das System und störte die Umlaufbahnen der meisten Planeten und Protoplaneten.
Das innere System besteht aus etwa 35 Protoplaneten, viele davon mit etwas exzentrischen Umlaufbahnen. Es gibt einen dünnen Asteroidengürtel, aber die meisten Asteroiden sind über das System verteilt, anstatt konzentriert zu sein. Ein Eisriese befindet sich am Rand des inneren Systems und ist nach innen gewandert. Das äußere System beginnt mit dem ehemals zweitgrößten Gasriesen im System, der Massenkonzentrationen des ehemals größten absorbiert. Ein Mini-Neptun umkreist einen anderen Gasriesen und wird wahrscheinlich bald mit ihm kollidieren. Ein weiterer Mini-Neptun befindet sich bei 65 AE, nachdem er vom ankommenden Super-Jupiter weggeschleudert wurde. Es wird jetzt aus dem System migriert.
Der große Gasriese folgte unmittelbar dem Asteroidengürtel, als er getroffen wurde.
Zwei große Fragen hier:
Hinweis: Ich habe die beteiligten planetaren Massen absichtlich vage gelassen, um keine Probleme mit dem System zu verschärfen. Fühlen Sie sich frei, beliebige Massen anzunehmen, die Sie möchten.
Die Hauptschwierigkeit beim Sammeln von Gasen liegt in der Geschwindigkeit des Gases. Solange die Relativgeschwindigkeit zwischen der Gaswolke und dem relativ nahen Planeten oder Mond klein ist, besteht die Möglichkeit, etwas Gas einzusammeln. Die Antwort von Gary Walker hat eine gute Annäherung erster Ordnung.
Die Schwierigkeit besteht darin, dass der Schurkenplanet nicht mit interplanetarer Geschwindigkeit, sondern mit interstellarer Geschwindigkeit in das System eindringt. Die schnellste Geschwindigkeit, die ein Objekt in unserem Sonnensystem bewegen kann und dennoch an die Schwerkraft der Sonne gebunden bleibt, beträgt 72 km/s. Ein ankommender Körper bewegt sich mindestens mit dieser Geschwindigkeit, wenn nicht sogar noch schneller. Da wir wissen, dass KE=1/2MV^2 ist, ist es trivial zu sehen, dass Geschwindigkeitserhöhungen übergroße Auswirkungen auf die vom aufprallenden Körper abgegebene kinetische Energie haben.
In der Praxis hat ein Objekt, das sich mit bloßer Umlaufgeschwindigkeit (6-7 km/s) bewegt, bereits genug Energie, um extrem gefährlich zu sein. Das Space Shuttle benötigte Ersatzfenster wegen aufprallender Lacksplitterin der Umlaufbahn, so dass ein ganzer Jupiterplanet, der sich mit interstellarer Geschwindigkeit bewegt, mehr kinetische Energie erzeugt, als mein Taschenrechner Nullen hat ... Der Aufprall wird die Atmosphären der beiden Planeten im Wesentlichen zu Dampf oder Plasma aufblitzen lassen, und alle Auswürfe werden sich ziemlich extrem bewegen Geschwindigkeiten und haben eine enorme Menge an thermischer Energie. Die Hochgeschwindigkeitsgase, die von der Kollision kommen, werden mit größerer Wahrscheinlichkeit alles, mit dem sie in Kontakt kommen, auswaschen, anstatt dem Körper hinzuzufügen, und es sei denn, der Körper hat ein extrem starkes Gravitationsfeld oder ein starkes Magnetfeld im Fall von Plasma atmosphärische Komponenten werden direkt an den verschiedenen Körpern vorbeiblasen. Protoplanetare Körper müssen auf kalte, sich langsam bewegende Gaswolken treffen, um die Gase durch Gravitation zu sammeln
Übrigens versuchen Sie immer noch, den Planeten reaktive Gase hinzuzufügen, aber diese Elemente werden stark an andere Elemente gebunden, egal was Sie tun (wenn Sie es als Dampf mit hoher Geschwindigkeit und hoher Temperatur injizieren, wird es einfach noch reaktiver ). deshalb sind sie reaktiv und kommen beispielsweise nicht als freie Elemente auf der Erde vor.
aber ich bin kein Planetenphysiker mit nur grobem Verständnis der Orbitalphysik, hauptsächlich informiert vom Kerbal Space Program (nehmen Sie das für das, was es wert ist). Beachten Sie auch, dass es große Schwankungen in den Ergebnissen geben kann, wenn die Massen der beteiligten Planeten um 10 % oder weniger variieren.
Es wird nicht allzu lange dauern, bis sich all diese hochelliptischen Bahnen innerhalb des Systems in häufigere nahezu kreisförmige Bahnen verwandeln, die wir in unserem Sonnensystem sehen. Der Grund dafür ist, dass stark elliptische Umlaufbahnen dazu neigen, ziemlich schnell auf andere Dinge zu stoßen.
Jede Art von Orbitalsystem kann in Universe Sandbox modelliert werden , obwohl ich nicht weiß, ob es die planetarische Zusammensetzung modellieren wird. Und anders als mein Gehirn wendet es rigoros die Gesetze der Physik und Thermodynamik an. Sie können jede Art von Situation einrichten, die Sie wollen, und zusehen, wie alles in einem glorreichen Planeten explodiert, der Feuer zerstört.
Was ist das Ergebnis des bei der Kollision abgeschleuderten Gases?
Selbst in einem frühen Sonnensystem wird das Jupiter-Ziel seine Umlaufbahn von nahegelegenen Planeten geräumt haben – wenn dies nicht der Fall wäre, hätte das Jupiter-Ziel es nicht geschafft, eine sehr große Masse zu erreichen. In einem solchen Fall trennen den Jupiter mindestens 10 Millionen Kilometer vom nächsten Planeten in einer stabilen Umlaufbahn. Beachten Sie auch, dass die Dauer der größten Annäherung immer durch die Unterschiede in der Umlaufgeschwindigkeit um den Stern begrenzt ist.
Angenommen, das kombinierte Jovian-Ziel und die Superjovian-Kugel verlieren beide etwa 10 Prozent ihrer Masse bei der Kollision als Auswurf. Nehmen Sie außerdem an, dass die kombinierte Planetenmasse dem 30-fachen der Jupitermasse entspricht, dh dass eine potenzielle Atmosphäre im Wert von insgesamt 3 Jupitern ausgestoßen wird. Diese Atmosphäre besteht zwangsläufig hauptsächlich aus Wasserstoff und der Rest größtenteils aus Helium. Dies stellt eine kombinierte Masse dar, die erheblich höher ist als die des durchschnittlichen Paares von Gasriesen.
Betrachten Sie den Auswurf als äquivalent zu einer großen Explosion. Wie viel der Auswurfmassen würde die Erde in der optimistisch nahen Entfernung von 10 Millionen km treffen? Die Fläche einer Kugel mit 10 Millionen km Durchmesser beträgt etwa 1,25e15 km^2, die Querschnittsfläche der Erde beträgt etwa 1,27e8 km^2, also würde nur etwa 1 Teil von 10 Millionen der Auswürfe direkt auf die Erde einwirken eine Explosion (oder ein einzelner Orbitaldurchgang durch die Auswurfwolke). Von den Auswurfmassen von 3 Jupiter würde also etwa eine Masse von 0,0000003 Jupiter auf die Erde treffen. Das ist immer noch viel Masse, etwa 5,69 bis 20 kg wert, insb. wenn man bedenkt, dass dies etwa das 100-fache der Gesamtmasse der Erdatmosphäre ist.
Dies ist nur eine Annäherung erster Ordnung, aber es ist eindeutig plausibel, dass Sie nicht nur eine Atmosphäre bekommen können, sondern ziemlich viel davon. Zugegeben, die Erde kann eine Wasserstoff/Helium-Atmosphäre nicht über Äonen aufrechterhalten und kleinere Planeten würden sie viel schneller verlieren. Die Verteilung des Auswurfs wird überhaupt nicht gleichmäßig sein, so dass Sie je nach Aufpralldetails weniger oder mehr erwarten können. Man muss nicht besonders nah dran sein, um eine neue Atmosphäre zu bekommen.
Aufgrund des Sonnenwinds wird die Ejekta ziemlich schnell aus dem inneren Sonnensystem getrieben, aber Sie brauchen nur 1 Durchgang in der frischen Ejektawolke, um viel Atmosphäre aufzunehmen.
Emo-Bob
Thukydides
Emo-Bob
Thukydides