Mögliche Kombination aus Stern + Planet + Mond? Habe ich irgendetwas übersehen, das dieses System extrem instabil oder anderweitig unmöglich macht?

Hier ist, was ich mir ausgedacht habe:

Der Stern:

  1. Ein Hauptreihenstern, ungefähr ein Sol-Analogon

  2. Jünger als Sol (sagen wir 3-3,5 Milliarden Jahre alt)

  3. ungefähr die gleiche Anfangsmasse wie Sol, hatte aber weniger Zeit, um Masse abzubrennen, ist also etwas massiver als die aktuelle Sol-Masse (1,05-ish Sol-Massen)

  4. ist auch etwas heißer, wiederum aufgrund von jünger/mehr Masse/brennend heißer (vielleicht die heißere Seite von G2, oder vielleicht ist es ein G1).

Der Planet:

  1. Gasriese

  2. Jupiter-ähnliche Elementzusammensetzung (ungefähr 74 % Wasserstoff, 25 % Helium, 1 % andere, nach Masse)

  3. Gesamtmasse von 1,5 Jupitermassen

  4. 1,5 Jupiterradius

  5. Ich glaube, diese Kombination aus Masse und Radius ergibt eine Dichte von etwa 550 kg / m ^ 3

  6. Große Halbachse von etwa 1,04 AE

  7. Ich glaube, dass diese große Halbachse plus die 1,05-Sol-Masse des Sterns eine Umlaufzeit von etwa 378 Tagen ergibt

  8. Ich glaube auch, dass dies den Planeten in die gängigsten Definitionen / Grenzen von bewohnbaren Zonen / Goldlöckchenzonen / CHZ / usw. für den beschriebenen Stern bringt.

Der Mond:

  1. Rocky (Metall/Silikat) Kruste

  2. Große Halbachse von etwa 4 Millionen km

  3. Radius von 2142 km

BEARBEITEN 4. Masse von 6,594e^23 kg (war zuvor als 6,594e^17 kg aufgeführt)

  1. Ich glaube, dass diese große Halbachse und die Masse des Mutterplaneten eine Umlaufzeit von etwa 42 Tagen ergeben

  2. Ich glaube auch, dass dieser Radius und diese Masse eine erdähnliche Schwerkraft ergeben (ja, ich weiß, dass dies einen Kern aus Handwavium erfordert, oder zumindest eine handgeschwenkte Erklärung, wie ein Kern aus Osmium / Platin dazu kam, sich im Zentrum dieses Mondes aufzuhalten ... und auf diese Weise wurde die Hand geschwenkt ...)

  3. Egal wie ich es versuche, ich kann meinen Kopf nicht um die atmosphärische Retention wickeln ... Ich hoffe, dass dieser Mond mindestens ein paar Millionen Jahre lang an einer erdähnlichen Atmosphäre festhalten kann, wenn nicht für die gesamte Evolution Zeitbereich, aber ... wow, die Informationen darüber verwirren mich ...

Faktoren, die ich zu berücksichtigen versucht habe, und verwandte Links/Artikel/Antworten:

Sternbildung, Sternentwicklung (Alter/Masse/Temperatur-Beziehungen), Sternhelligkeit, Hauptsequenz, Gasriesen-Formation/-Ort (über die Frostgrenze hinaus gebildet und später eingewandert), Gasriesen-Zusammensetzung, Gasriesen-Dichte und Radius basierend auf diesen Zusammensetzungen (insbesondere dass, wenn ein Gasriese mit mehr als 2 Jupitermassen wahrscheinlich von seiner eigenen Schwerkraft bis auf einen Jupiterradius zerquetscht wird, anstatt seinen Radius weiter zu vergrößern), Hügelkugeln, Bildungsmethoden von terrestrischen Planeten, Roche-Grenzen, Magnetosphäre und Atmosphäreneffekte auf Sternwinde und -strahlung und die umgekehrten Auswirkungen von Strahlung, die Atmosphäre, Strahlung auf dem Mond von dem Gasriesenplaneten entfernt

https://astronomy.stackexchange.com/questions/8440/maximum-and-minimum-gas-giant-ice-giant-densities

Könnte ein bewohnbarer Planet mit geringerer Schwerkraft eine dichte Atmosphäre haben?

Wie bekommt man eine dichte Atmosphäre mit weniger als erdähnlicher Schwerkraft?

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Also meine Frage hat 2 Hauptteile:

  1. Gibt es etwas, das ich hätte berücksichtigen sollen, aber nicht getan habe, das mein System in einem Zeitrahmen von ein paar Millionen Jahren (vorzugsweise ein paar Milliarden) instabil oder von Anfang an unmöglich macht (außer dem Handwavium-Kern des Mondes)?

  2. Angenommen, ich habe nicht alle zutreffenden Aspekte außer Acht gelassen, habe ich irgendwelche eklatanten mathematischen oder konzeptionellen Fehler gemacht? (Habe ich eine Ziffer oder Dezimalstelle übersehen, und mein Planet befindet sich tatsächlich in meinem Stern? Habe ich ein Konzept wie Hill Spheres oder Roche Limits völlig falsch verstanden, so dass ich, obwohl ich versuchte, sie in Betracht zu ziehen, es völlig versäumt habe, es anzuwenden richtig?)

1,5 Jupiterradius (bei nur 1,5-facher Masse)? Das ist 3,375-mal so voluminös und 2,25-mal weniger dicht. Flauschiger Jupiter :)
@Alexander Ja, das habe ich versucht, obwohl ich nicht sicher bin, ob ich es hätte versuchen sollen. Die Idee ist ein großer Radius, um eine große Winkelgröße zu erzeugen, wenn man sie von der Mondoberfläche aus betrachtet. Ich habe versucht, es irgendwie auf „bekannte“ Exoplaneten zu stützen und es gleichzeitig von seltsamen Extremen in „bekannten“ Exoplaneten fernzuhalten, die sich als Fehler in unseren Fähigkeiten herausstellen könnten, sie zu messen. Aber diese Beziehung zwischen Radius / Masse / Dichte ist genau die Art von Sache, von der ich nicht sicher bin, ob ich sie gut genug verstehe, und die diese Frage ausgelöst hat
Nicht heiße "flauschige" Jupiter konnten wir bisher nicht beobachten, aber es gibt keine strenge Wissenschaft, die dies verbietet. Wenn Sie es für Ihre Geschichte brauchen, sollte das in Ordnung sein.
@Alexander Antworten auf diese Frage werden wahrscheinlich der entscheidende Faktor für endgültige Änderungen am System sein, bevor Sie in die Geschichte einsteigen. 1,0 Jupiterradius ist akzeptabel, wenn es darauf ankommt, aber ich hätte es gerne ein bisschen mehr, wenn es eine plausible Erklärung dafür gibt, ihn größer zu machen, das kocht den Mond nicht. "Keine harte Wissenschaft, die es verbietet" ist jetzt gut genug :)

Antworten (1)

Wie Sie bereits mit Alexander in den Kommentaren besprochen haben, neigen super-jovianische Welten dazu, im Durchmesser zu schrumpfen und in der durchschnittlichen Dichte zuzunehmen, sobald sie etwa +5-10% über der jovianischen Masse liegen, also ist Ihr Gasriese vielleicht ein bisschen auf dem Fluff-Ball-Seite, es könnte vielleicht passieren, aber wir haben es noch nie gesehen. Ein möglicher Mechanismus wäre ein sehr heißer, dichter, radioaktiver Kern mit einer dicken reinen Wasserstoff/Helium-Atmosphäre, die durch Konvektionsströme hochaktiv und schwimmfähig gehalten wird durch die Erwärmung der unteren Schichten, über die geologische Zeit nicht stabil, aber nichts ist es jemals. Derzeit beträgt die mittlere Dichte 589 kgm -3 und er umkreist weit außerhalb seiner stellaren Roche-Grenze von etwa 2.250.000 km, also sollte alles gut sein. Der Planet hat eine Hügelkugel von etwa 1,2 x 10 10km oder ziemlich genau 80 AE, also wird es definitiv den fraglichen Mond einfangen.

Der Mond ist jetzt tatsächlich handwaviumlastig, ich habe eine durchschnittliche Dichteberechnung mit den neuen Zahlen durchgeführt und kam mit 16,018 gcm -3 heraus . Anscheinend wird die Oberflächengravitation 0,97 betragen, genau dort, wo Sie es wollen. Die vorgeschlagene Umlaufbahn des Mondes liegt gut innerhalb der Hill Sphere des Gasriesen, also sollte er sich in einer stabilen Umlaufbahn und weit außerhalb seiner Roche-Grenze von 85000 km befinden, sodass der Mond selbst stabil genug sein sollte.

Die Roche-Radius-Berechnungen wurden mit der Excel-Formel auf dieser Seite durchgeführt .

Kurz gesagt, es sollte ein stabiles System sein, aber es gibt etwas Seltsames mit der Oberflächengravitationsberechnung für den Mond, das ich nicht herausfinden kann.

Danke. Ich bin meine Zahlen noch einmal durchgegangen, und ich glaube, ich habe die Dezimalstelle gefunden, die ich zuvor übersehen habe (irgendwie um 6 Dezimalstellen verschoben, glaube ich). Ich habe die Masse des Mondes entsprechend bearbeitet. Klappt das besser?
@Dalila Das ist sicherlich eine Handwavium-Kerndichte. Ich werde die ganze Antwort noch einmal ausführen und wir werden sehen, was wir bekommen.
Ich erwarte eine Kerndichte, die ungefähr dreimal dichter ist als die der Erde (etwas mehr als 16000 kg / m ^ 3, wenn ich diesmal richtig gerechnet habe, ist es offensichtlich sehr wahrscheinlich, dass ich es wieder vermasselt habe), obwohl sie nicht ganz dicht genug ist, um a zu sein fester, reiner Osmium-Marmor im Weltraum ... obwohl ein fester, reiner Osmium-Marmor-'Kern' mit erdähnlichen Außenschichten irgendwie die Dichte ist, nach der ich gesucht habe ...
@Dalila Anscheinend hatte ich die erste Oberflächengravitationszahl irgendwie falsch, obwohl alles andere, das diese Zahl verwendet, immer noch dasselbe ist wie zuvor und ich alle dieselben Taschenrechner verwende. Schauen Sie sich trotzdem die neuen Ergebnisse an und ich glaube, ich habe alle Rechner verlinkt, die ich verwendet habe, die Daten, die ich einfüge, kamen direkt aus Wikipedia.
Auf dieser Seite, auf die Sie für die Schwerkraftberechnung verwiesen haben, haben Sie, glaube ich, den Radius in KM anstelle von Metern eingegeben. Ich habe KM in meiner Frage angegeben, aber die Website verwendet Zähler in ihrer Berechnung. Geht das aus?
@Dalila Yup genau richtig, ich war verwirrt zwischen den Dichte- und Schwerkraftrechnern, bei der Dichte können Sie die Einheiten ändern, aber nicht für die Schwerkraft, alles fest. Das sollte jetzt alle Grundlagen abdecken, denke ich.
Ja, diese Art von Verwirrung ist genau der Grund, warum ich diese Frage gestellt habe, um zu sehen, wie oft ich mich auf dem Weg verwirrt habe, und um alles in Ordnung zu bringen. Vielen Dank für die Hilfe und die Antwort, genau so etwas hatte ich mir erhofft.
Mögliche Kombination aus Stern + Planet + Mond? Habe ich irgendetwas übersehen, das dieses System extrem instabil oder anderweitig unmöglich macht?
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