Marsgroßer Planet mit 83 % Erdanziehungskraft?

Sie möchten also, dass ein Planet in Marsgröße eine Schwerkraft hat, die 0,83 der Schwerkraft der Erde entspricht.

Einige Zahlen und Fakten:

• Der Durchmesser des Mars beträgt 6779 km
• Das Volumen des Mars beträgt 163,116 x 10$^{\sf9}$km$^\sf3$
• Die Schwerkraft der Erde beträgt 9,78 m/s$^\sf2$
• 83 % der Erdanziehungskraft beträgt 8,12 m/s$^\sf2$
• Die Schüttdichte des Mars beträgt 3,934 t/m$^\sf3$(oder g/cm$^\sf3$)
• Die Schüttdichte der Erde beträgt 5,514 t/m$^\sf3$

Damit Ihr Planet in Marsgröße eine Schwerkraft von 83% der der Erde hat, 8,12 m / s$^\sf2$müsste die Schüttdichte des Planeten 8,57 t/m betragen$^\sf3$, was dem 1,554-fachen der Schüttdichte der Erde entspricht.

Da die Dichte von Eisen 7,874 t/m beträgt$^\sf3$, kann diese Erhöhung mit einem größeren Eisenkern nicht erreicht werden.

Nickel hat eine Dichte von 8,908 t/m$^\sf3$, was helfen würde, aber wie @L.Dutch vorschlägt, würde eine anomal große Menge an seltenen Schwermetallen erforderlich sein, damit Ihr Planet in Marsgröße eine Schwerkraft von 83% der der Erde hat.

Als Referenz hat die Erde die höchste Schüttdichte aller Planeten im Sonnensystem, gefolgt von Merkur (5,427 t/m$^\sf3$) und Venus (5.243 t/m$^\sf3$).

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Ich habe eine Teilsimulation durchgeführt, bei der ich mehrere seltene, wertvolle und schwere Metalle verwendet habe, um eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Metalle und deren Mengen auf Ihrem Planeten erforderlich wären, um die von Ihnen angegebenen Kriterien zu erfüllen.

Wie aus der Tabelle unten ersichtlich ist, sind die Mengen höher als das, was sie im Vergleich dazu auf der Erde wären.

Als weitere Perspektive hat Nickel eine Dichte von 8,91 t/m$^\sf3$und Ihr Planet benötigt eine Dichte von 8,57 t/m$^\sf3$. Ihr Planet könnte fast nur aus Nickel bestehen, mit einigen leichteren Elementen, um die Gesamtdichte zu verringern.

Ich bezweifle sehr, dass ein solcher Planet möglich ist

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Nach zusätzlicher Recherche, veranlasst durch einen Kommentar von @J ... und eine Frage des OP in einem Kommentar: "Könnte eine solche Neutronensternkollision nahe genug am System (Schwarzes Loch + Sternbinär) aufgetreten sein, dass eine ausreichende Menge von schwerere Metalle wurden vom Stern eingefangen, um den anomalen Planeten zu erschaffen? ". Planet K2-38b hat mit 11,0 t/m eine der höchsten Dichten aller bisher entdeckten Planeten$^\sf3$.

Es ist unwahrscheinlich, dass eine Neutronensternkollision in der Nähe eines „Schwarzes Loch + Stern-Binärsystems“ das für einen solchen Planeten notwendige Material ansammelt.

Stattdessen ist das wahrscheinlichste Szenario ,

Die beste Beschreibung für die Zusammensetzung von K2-38b stammt von einem eisenreichen Quecksilber-ähnlichen Modell, während K2-38c besser von einem Gesteinsmodell mit H2-Hülle beschrieben wird. Die maximale Kollisionsstreifengrenze zeigt, wie riesige Einschläge die Ursache für die hohe Dichte von K2-38b sein könnten.

Ihr marsgroßer Planet mit 83% Erdgravitation wäre höchstwahrscheinlich der resultierende Kern eines größeren Planeten, der durch Meteoritenbombardement von seinen äußeren Schichten befreit wurde.

Es wird angenommen, dass Merkur ein resultierender Kern eines Planeten ist, der bombardiert wurde. Die Größe Ihres Planeten liegt mit einem Durchmesser von 6779 km zwischen der Größe von Merkur mit einem Durchmesser von 4879 km und K2-38b mit einem Durchmesser von 19.622 km.

Hohe Mengen an schwereren Metallen/Elementen zu haben ist eher unglaubwürdig: Die Herstellung der schweren Elemente im Periodensystem dauert lange

Elemente, die schwerer als Eisen sind, werden in großen Sternen in energieabsorbierenden Prozessen hergestellt, und ihre Häufigkeit im Universum (und auf der Erde) nimmt im Allgemeinen mit zunehmender Ordnungszahl ab.

In der Milchstraße machen 10 Elemente, von denen das schwerste Eisen ist, 99,95 % aller Elemente aus, sodass eine sehr hohe Konzentration schwerer Elemente unwahrscheinlich ist.

Es kann immer noch vorkommen, dass ein Gesteinsplanet von der leichteren Kruste abgelöst wird und einen großen Kern aus Eisen behält, wie es beim Merkur der Fall ist :

Quecksilber besteht zu etwa 70 % aus metallischem und zu 30 % aus silikatischem Material. Die Dichte von Merkur ist mit 5,427 die zweithöchste im Sonnensystem$g/cm^3$, nur geringfügig weniger als die Dichte der Erde von 5,515$g/cm^3$

Damit es eine so hohe Dichte hat, muss sein Kern groß und reich an Eisen sein.

Der Kern von Merkur hat einen höheren Eisengehalt als jeder andere große Planet im Sonnensystem, und mehrere Theorien wurden vorgeschlagen, um dies zu erklären. Die am weitesten verbreitete Theorie besagt, dass Merkur ursprünglich ein ähnliches Metall-Silikat-Verhältnis wie gewöhnliche Chondrit-Meteoriten hatte, von denen angenommen wird, dass sie typisch für die felsige Materie des Sonnensystems sind, und eine Masse hatte, die ungefähr dem 2,25-fachen seiner derzeitigen Masse entsprach. Früh in der Geschichte des Sonnensystems wurde Merkur möglicherweise von einem Planetesimal von etwa 1/6 dieser Masse und mehreren tausend Kilometern Durchmesser getroffen. Der Aufprall hätte einen Großteil der ursprünglichen Kruste und des Mantels abgetragen und den Kern als relativ wichtigen Bestandteil zurückgelassen.

Aber auch hier sprechen wir immer noch von einem Eisenkern.

Es stellt sich heraus, dass es wirklich definitiv realistisch ist

Die rohen Zahlen auf den anderen Posten sind korrekt, aber sie ignorieren die Schwerkraft, dh den Druck. Die Dichte des inneren Erdkerns beträgt etwa 12 Tonnen pro Kubikmeter, obwohl er hauptsächlich aus Eisen besteht.

Seltsamerweise die maximale Gravitationsbeschleunigung – etwa 11$m/s^2$– der Erde wird an der Grenze des äußeren Kerns etwa 3480 Kilometer vom Erdmittelpunkt entfernt erreicht. Das entspricht fast dem Marsradius von 3390 km.

Die tatsächlich erforderliche Zusammensetzung würde die Lösung eines Gleichungszustands erfordern, der mir ein Rätsel ist, aber als Referenz ist K2-38b der dichteste Exoplanet mit einer mittleren Dichte von 11 Tonnen pro Kubikmeter.

Die Zahlen stammen von der Wiki-Seite Gravity of Earth .

AKTUALISIEREN

Jemand bei der NASA hat tatsächlich einige Berechnungen durchgeführt. Ein Erdmassenplanet aus Eisen hätte einen Durchmesser von etwa 5000 Kilometern. Das ist weniger als der Durchmesser des Mars (~6800 km). Noch wichtiger ist, dass die Schwerkraft auf der Oberfläche der Eisenkugel der Erdmasse etwa 7-mal höher wäre als auf der Erde.

Das bedeutet, dass 83 % Erdgravitation an der Oberfläche eines marsgroßen Planeten plausibel klingen und nicht einmal zu einer massiven Eisenkugel führen würden.