Besteht Jupiter vollständig aus Gas?

Ich habe gehört, dass Jupiter aus Gas besteht. Aber in der Schule habe ich gelernt, dass Jupiter eine 2,5-fache Schwerkraft der Erde hat (Schwerkraft, die einen Kometen zerreißen kann) und dass die Schwerkraft proportional zur Masse ist.

Wenn also Jupiter nur aus Gas besteht, wie kann er dann eine so hohe Gravitation haben und so viele Monde um sich herum halten?

Jupiter hat viel Gas. Setz dich im Theater nicht neben ihn.
Jupiter besteht (meistens) aus Elementen, die bei Standardbedingungen für Temperatur und Druck (STP, 0-20 °C, 1 atm) gasförmig sind . Jupiter ist meistens nicht bei STP – die Drücke sind in den meisten dieser Giganten so groß, dass diese „Gase“ zu Flüssigkeiten und Feststoffen komprimiert werden, um eine Gesamtdichte zu erhalten, die mit Wasser vergleichbar ist (1,33 g/ml für Jupiter, 0,68 g/ml für Saturn).
@Nick T. Heiße Jupiter-Exoplaneten können eine ähnliche Dichte wie Blei haben. Sie sind immer noch Gasriesen . Das Gas im Zentrum der Sonne ist 160-mal dichter als Wasser.
@RobJeffries Sie sind bei 1 atm bereits 4 Größenordnungen höher als Wasserstoff (oder Dutzende, wenn Sie es als Nebel bezeichnen), also was sind noch ein paar? Ich habe hauptsächlich darauf angespielt, wie "Gas" subjektiv ist.
@ Nick T Nein, es ist nicht subjektiv. Gasteilchen haben keine (oder zumindest geringe) Wechselwirkungsenergie im Vergleich zu ihrer kinetischen Energie. Die Materie im Zentrum der Sonne verhält sich (fast) wie ein ideales Gas.
@RobJeffries gut, "voreingenommen" von dem, was wir auf der Erde erleben.
@ Nick T Voreingenommen? Gase und Flüssigkeiten und Feststoffe sind ganz verschiedene Dinge. Die Änderungen zwischen ihnen – Phasenänderungen – treten nicht bei bestimmten Dichten auf, sondern an Orten in der Druck-gegen-Temperatur-Ebene. Wenn es wie eine Ente geht und wie eine Ente quakt, ist es eine Ente. Das Gas im Zentrum der Sonne ist ein ideales Gas und verhält sich auch so, obwohl es 160-mal so dicht ist wie Wasser. Es könnte Feststoffe und wahrscheinlich auch Flüssigkeiten im Inneren des Jupiter geben, aber wir wüssten bereits alles, wenn es nur auf die Dichte – die einigermaßen gut bekannt ist – im Kern ankäme, etwa das 70-fache der von Wasser.
Strikers - bitte fügen Sie keine neuen Fragen als Bearbeitung hinzu. Der Komet hat Jupiter getroffen - die Bilder sind online. Es hat den Kern als solchen wahrscheinlich nicht "aufgeschlagen" - es wäre hineingefallen, bis die Dichten übereinstimmten, so dass es sich möglicherweise an der Oberfläche der Flüssigkeit befinden könnte.

Antworten (4)

Der Komet Shoemaker–Levy 9 stürzte vor einigen Jahren in Jupiter ein.

Neben diesen Molekülen wurde auch die Emission von schweren Atomen wie Eisen, Magnesium und Silizium nachgewiesen, deren Häufigkeit mit der in einem Kometenkern übereinstimmt.

Diese schweren Elemente stimmen damit überein, dass der Komet zumindest teilweise aus Gestein besteht. Es ist also bekannt, dass Jupiter zumindest etwas Gestein enthält. Tatsächlich wird angenommen, dass sich Gasriesen um einen anfänglich kleinen felsigen oder metallischen Kern bilden, der über eine ausreichende Schwerkraft verfügt, um Wasserstoff, Helium, Wasser usw. aus dem protoplanetaren Nebel anzusaugen. Unter „kleinem felsigem Kern“ wird normalerweise etwas mit der Masse von zwei oder mehr Erden verstanden. Das Gravitationsfeld eines solchen Körpers macht es sogar Wasserstoff schwer, eine Austrittsgeschwindigkeit zu erreichen.

Die von Ihnen angegebene Quelle scheint nicht eindeutig zu sein, ob die schweren Atome von Shoemaker-Levy oder von Jupiter selbst stammen. Da vermutet wird, dass Jupiter nur bis zu 78 % seines Radius fest ist (ISBN 0816051968) und da vorhergesagt wird, dass die äußeren Schichten seines festen Kerns aus metallischem Wasserstoff bestehen, halte ich es für unglaublich unwahrscheinlich, dass schwere Atome wie Eisen, Magnesium und Silizium existieren in solchen Konzentrationen, dass man sie als kometenartig bezeichnen würde. Die Emissionen müssen vom Zerfall des Kometen selbst stammen.
@MatthewPiziak Sicher, ich wollte nichts anderes andeuten. Aber jetzt sind sie Felsen und Teil von Jupiter. Damit Jupiter, wie gefordert, völlig felsfrei ist, müsste man sich einen Mechanismus einfallen lassen, um vorbeiziehende Staubkörner und Asteroiden aus dem Todesgriff der Schwerkraft des Planeten auszuschließen.
Ah, entschuldige, ich habe dich falsch verstanden. Ich verstehe, was du jetzt sagst. Da Shoemaker-Levy jetzt Teil von Jupiter ist, enthält Jupiter daher Eisen, Magnesium und Silizium. :)

Es spielt keine Rolle, ob der Körper aus Gas, Gestein, Flüssigkeit oder Plasma besteht, die vier Aggregatzustände der Materie haben alle Masse. Wie wir wissen, erzeugt Masse ein Gravitationsfeld, und je mehr Masse, desto stärker die Schwerkraft - und Jupiter hat die 317-fache Erdmasse.

Sie meinen damit unnötig zu sagen, dass Jupiter aufgrund der Gasmasse Schwerkraft hat.
Streikenden - der Kern ist mit ziemlicher Sicherheit flüssig (meistens Wasserstoff und Helium), aber selbst wenn dort Feststoff wäre, wäre es kein Gestein. Die Schwerkraft hängt ganz von der Masse ab. Es spielt keine Rolle, in welcher Form diese Masse vorliegt.
Metallischer Wasserstoff hat, wie wir gesehen haben, eine Dichte von etwa 0,6 g/cm³: astronomy.stackexchange.com/questions/8251/… Steine ​​haben etwa 2 bis 7 oder mehr pro Kubikzentimeter. Wenn es keinen Phasenwechsel in festem Wasserstoff in der Nähe des Kerns gibt, werden diese Felsen sinken wollen. Dafür haben sie schon lange Zeit.

Ich stimme (natürlich) mit allen anderen hier überein, dass die Schwerkraft an der "Oberfläche" des Jupiter vollständig durch die auf dieser Oberfläche enthaltene Masse bestimmt wird. Die Zusammensetzung spielt dabei keine Rolle.

Ich bin jedoch anderer Meinung als einige in der Antwort auf die Frage zum Titel der Überschrift. Wir wissen einfach nicht, ob Jupiter einen felsigen Kern hat.

Eine populäre Theorie für die Bildung von Riesenplaneten besagt, dass sie damit beginnen müssen, einen felsigen/eisigen Kern mit einer Masse von vielleicht dem 10- bis 20-fachen der Masse der Erde zu bilden. Diese reichert sich dann langsam für ein paar Millionen Jahre an, bis sie massiv genug für eine außer Kontrolle geratene kurze Periode der Gasakkretion wird, die ihre gesamte Masse aufbaut. Siehe http://blog.planethunters.org/tag/core-accretion/ für ein weiteres beliebtes Konto.

Wenn Jupiter so entstanden ist, sollte er einen Kern haben. Dies ist jedoch nicht das einzige Spiel in der Stadt. Planeten könnten sich auch in der protoplanetaren Scheibe bilden, indem sie direkt zusammenbrechen, in diesem Fall gäbe es keinen felsigen/eisigen Kern. Die jüngsten Entdeckungen einer möglichen Planetenbildung um die < 1 Das Millionen Jahre alte HL Tau hat zu einem Wiederaufleben dieser Idee geführt - es ist schwierig, so schnell Gasriesen durch Kernakkretion zu bilden.

Die Antwort kann ziemlich bald kommen. Im Juli 2016 wird die NASA-Raumsonde Juno im Orbit um Jupiter eintreffen. Eines der Hauptziele der Mission ist es, mehr Informationen darüber zu sammeln, wie massiv der Kern im Zentrum von Jupiter ist, indem eine Batterie von Instrumenten verwendet wird, darunter ein Experiment, das sehr empfindlich auf winzige Schwankungen des Gravitationsfelds reagiert.

http://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(Raumschiff) http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/overview/index.html#.VI9PuiusVSg

Also kam die Antwort?

Nach Newtons Gesetz der universellen Gravitation braucht man einfach wechselwirkende Massen, um zwischen ihnen eine Gravitationskraft zu erzeugen. Gase haben Masse und können daher zur Gravitation beitragen. Also selbst wenn Jupiter vollständig gasförmig ist, ist er außerdem so unglaublich massiv (so viel Gas!), dass er eine viel stärkere Anziehungskraft hat als die Erde. Die Sonne ist schließlich auch gasförmig.

Seien Sie jedoch vorsichtig, wenn jemand die Gravitationskräfte so einfach mit dem „2,5-fachen“ vergleicht. Darin steckt immer eine versteckte Annahme/Referenz, weil die Kraft von mehr als nur der Masse abhängt (z. B. Abstand). Die Schwerkraft der Erde ist viel stärker, wo ich sitze! Im Fall Ihres Lehrers ist damit wahrscheinlich gemeint, dass die Gravitationskraft, die Sie auf der Oberfläche des Jupiters spüren, das 2,5-fache der Kraft ist, die Sie auf der Erdoberfläche spüren würden. Um eine "Oberfläche" für einen Gasplaneten auszuwählen, müssen Sie mehr Annahmen treffen.

Wie auch immer, für die Titelfrage ist es sehr wahrscheinlich, dass Jupiter nicht vollständig gasförmig ist. Mit all dieser Materie (nicht nur Wasserstoff und Helium, sondern allem anderen, aus dem unser Sonnensystem besteht) und all dieser Anziehungskraft haben Sie zwangsläufig ausgefällte Feststoffe, die zu einem festen Planetenkern kondensieren.

Besteht Jupiter vollständig aus Gas?
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