Was sind einige plausible Erklärungen für die Bildung eines nicht heißen "flauschigen" Gasriesenplaneten?

Bei meiner Recherche und Vorbereitung auf die Frage, die ich unmittelbar vor dieser Frage gestellt habe , wurde ich in das Konzept der "flaumigen" Gasriesen eingeführt, Gasriesen mit einer deutlich geringeren Dichte, als aufgrund ihrer Masse sonst zu erwarten wäre. In einem Kommentar zu meiner vorherigen Frage wurde vorgeschlagen, dass diese im Allgemeinen darauf zurückzuführen sind, dass der Gasriese so nahe um seinen Stern kreist, dass die Wärme des Sterns das Volumen der Atmosphäre des Gasriesen effektiv erhöht, was den Radius vergrößert und verringert Gesamtdichte.

Aber gibt es andere plausible Erklärungen dafür, warum ein Gasriese im Vergleich zu einem "normalen" Gasriesen eine geringere Dichte, einen höheren Radius usw. haben könnte?

Als Nebenbemerkung bin ich auch auf das Konzept der "gescheiterten Sterne" gestoßen, die anfangen, Wasserstoff zu verbrennen, aber in relativ kurzer Zeit (weniger als eine halbe Milliarde und in einigen Fällen nur wenige hunderttausend Jahre) keinen Brennstoff mehr haben ) und werden zu Braunen Zwergen. Könnte die überschüssige innere Wärme aus der kurzen Phase der Wasserstoffverbrennung die „Atmosphäre“ des Stirnzwerges auf diese Weise „aufblasen“ und sie über die stellare / geologische / evolutionäre Zeit (2+ Milliarden Jahre) aufrechterhalten?

"Ausgefallene Sterne" sind erheblich schwerer (etwa 10+ mal schwerer) als Jupiter, und es gibt keinen einfachen Weg, diese Masse zu verlieren.
Eine Randnotiz - in Ihrer vorherigen Frage scheinen Sie bereit zu sein, den Kern Ihres Mondes aus "Handwavium" herzustellen. Wie wissenschaftlich muss man mit dem Wirtsplaneten umgehen?
@Alexander In diesem Fall, da 1 Jupiter-Radius bereits die Anforderungen meiner Geschichte erfüllt, aber ein größerer Radius besser wäre, bin ich bereit, mit "Höchst unwahrscheinlich, aber innerhalb der bekannten Physik erklärbar" oder sogar "theoretisch möglich" zu gehen wenn sich einige der unwahrscheinlicheren physikalischen Theorien als wahr herausstellen", aber kein direktes "Handwavium", da ich das bekommen kann, was ich brauche, ohne es mit 1 Jupiterradius zu verwenden

Antworten (2)

Heizung ist wirklich Ihre einzige Option. Jupiter (und Saturn) haben bereits Atmosphären, die größtenteils aus dem Material mit der geringsten Dichte bestehen, aus dem man einen Gasriesen machen kann.

Obwohl ich kein Astrophysiker bin, würde ich spekulieren, dass eine Art Mechanismus, der zu Konvektionsströmen aus dem Kern des Planeten führte (Jupiters Kern ist heißer als die Oberfläche der Sonne), ausreichen könnte, um Ihren Riesen auf eine angenehme Flauschigkeit zu erwärmen , aber Sie können die Nähe zu einem Stern als Mechanismus für verringerte Dichte wirklich nicht übertreffen.

Bearbeiten Sie im Hinblick auf Ihre nachfolgende Bearbeitung: Braune Zwerge sind wesentlich dichter als Gasriesen, weil sie ausgefallene Sterne sind.

"Eine Art Mechanismus, der zu Konvektionsströmen führte"> Meinen Sie so etwas wie die "perfekte Kombination" aus Rotationsgeschwindigkeit, Radius und den daraus resultierenden Coriolis-Effekten usw Riesen) vom Kern erhitzt? Vielleicht sollte ich es einfach aufdrehen, damit die Winde von Uranus wie eine Brise aussehen ...
Es müsste mehr sein als das – die Flüssigkeitsschicht, die den metallischen Kern des Riesen umgibt, müsste auch ständig in Bewegung sein und die Energie aus dem Kern nach oben bringen. Ehrlich gesagt, es greift nach Strohhalmen, da dies in normalen Planetenmodellen nicht auftaucht, also ein außergewöhnlicher Umstand sein müsste.

Machen Sie Ihren Gasriesen nicht ganz so riesig.

Verkleinern Sie die Masse und Größe Ihres Gasriesen. Die Dichte des Gasriesen ist auf die große Schwerkraft des massereichen Objekts zurückzuführen. Oder, je nachdem, wie Sie es betrachten möchten, liegt an dem Gewicht der ganzen zusätzlichen Masse, die höher in der Atmosphäre ist und auf sie niederdrückt.

Skalieren Sie Ihren Planeten so, dass weniger Atmosphäre vorhanden ist, die Sie belasten können, und pressen Sie alles in eine dichte Form.

Schließlich wird das Gas, wenn es weit genug herunterskaliert wird, nicht zusammenhalten und sich verteilen.

Sehen Sie sich die astronomy.SE-Frage an. Können kleine Gasplaneten existieren? Dann machen Sie Ihren Gasplaneten so klein wie möglich.

Und fügen Sie Hitze hinzu, wie Sie erwähnt haben.

Um dies noch besser zu machen, könnten Sie, wie Sie vorgeschlagen haben, gleichzeitig auch Wärme hinzufügen. Wärme von einem Stern zu bekommen, ist der einfachste Weg, an den man denken kann, aber ich hatte gerade eine andere Idee. Vielleicht befindet sich der Gasplanet noch in einem frühen Stadium seiner Entstehung (wird diese Form aber noch lange behalten) und ist dabei, die Materie in seiner Umlaufbahn zu beseitigen. Wenn es brennbare Materialien anzieht, könnten sie sich in Ihrem Planeten entzünden, um ihn warm zu halten.

Es gibt einige Möglichkeiten, wie Sie behaupten könnten, dass es auf der Umlaufbahn Ihres Planeten brennbare Materialien gibt. Die offensichtlichen wären eine kürzlich in der Nähe befindliche Supernova. Aber vielleicht gab es früher (einen) Planeten in der Nähe, die zerstört wurden, oder vielleicht existieren sie noch und stoßen Material aus, das von Ihrem Planeten absorbiert wird.

Es ist ein bisschen weit hergeholt, aber Sie können wahrscheinlich mit einem angemessenen Maß an Aufhebung des Unglaubens bei Ihrem Publikum rechnen, wenn Sie sagen, dass Ihr Planet einen Mond hat, der Sauerstoff aus Geysiren oder Vulkanen ausstößt, die der Umlaufbahn des Mondes entkommen und vom Planeten eingefangen werden . Eine Sauerstoffwolke, die vom Mond auf den Gasplaneten herabsteigt, könnte dann an einer Reaktion beteiligt sein, die hilft, die Wärme aufrechtzuerhalten. Vielleicht setzt es sich in der Mitte ab, da es leichter ist als die anderen Elemente und ein paar Steine ​​in der Mitte gelegentlich Funken schlagen, zusammen mit dem Sauerstoff und einem anderen Element entsteht Wärme.

Beim vorherigen Absatz müssen Sie sich darauf verlassen, dass sich das Publikum nicht fragt: "Warum geht dieser Sauerstoff vor diesem Punkt keine Bindung mit dem Wasserstoff ein?" Sie könnten stattdessen wahrscheinlich andere Chemikalien verwenden, die eine bessere und solidere Entschuldigung für Sie darstellen würden, aber ich bin kein Chemiker. Man könnte es auch einfach nicht vollständig erklären und es bei „Elemente, die von den Monden des Gasplaneten ausgestoßen und vom Planeten angezogen werden, erzeugen eine langsame, stetige exotherme Reaktion, die die Temperatur und Dichte des Planeten aufrechterhält. Dies wird nicht ewig dauern, da das Material darin ist Monde ist nicht unendlich, aber diese Situation wird viele Leben lang andauern." Dies ist leicht von Hand gewellt, aber es ist nicht unvernünftig und könnte möglich sein.

Zusammenfassung

Mit der reduzierten Masse muss dieser Temperaturanstieg möglicherweise nicht schwerwiegend sein. Mit der Masse-/Größenreduktion in Kombination mit Temperaturerhöhung durch chemische Aufnahme, die zu allmählichen endothermen Prozessen führt, sollten Sie also gut sein.

Damit gibt es eine Reihe von Problemen - das OP wollte ausdrücklich eine geringere Dichte als ein Standardgasriese - alles, was Standardbildungsprozesse verwendet (wie im Beitrag von astronomy.SE beschrieben), wird Standarddichte sein. Darüber hinaus gibt es keine denkbare chemische Reaktion, die eine Masse dieser Größe für geologische Zeit erhitzen könnte. Brennstoffe (und Sauerstoff vom unrealistischen Mond) zu haben, fügt einer Seite, die das thermische Budget des Planeten beschreibt, nicht mehr als eine Fußnote hinzu. Supernovae stoßen im Allgemeinen keine Brennstoffe aus. Gasriesen mit geringer Masse müssen eher eisige als felsige Kerne haben.
@jdunlop 1) Die Formationsmethode bestimmt nicht die Dichte. Die anderen Variablen, die die Dichte beeinflussen, können wiederum durch die Formationsmethode beeinflusst werden, aber unabhängig von der Methode war mein Hauptpunkt, "es kleiner und weniger massiv zu machen". 2) In diesem Astronomiebeitrag ging es darum, kleinere Gasplaneten zu bekommen, und schlug vor, dass es möglich sei, einen kleineren Gasplaneten zu haben. 3) Die chemische Reaktion muss nicht das einzige sein, was den Planeten wärmer hält, aber so oder so habe ich nur eine andere Idee verworfen, und ich habe ausdrücklich gesagt, dass dieser Teil eine Strecke war, aber wahrscheinlich am meisten vergehen würde ... (1 /2)
(2/2) ... die ungläubige Suspendierung der Zuschauer. 4) Ich dachte an die Supernova, die Sauerstoff ausstößt, um die anderen chemischen Prozesse zu unterstützen, aber Sie haben Recht, sie braucht mehr als das. Mein gesamter Heizabschnitt war eine marginale Ergänzung, und ich gab an, dass es sich um eine Dehnung handelte, aber er nahm mehr Platz ein als mein Hauptpunkt, also sollte ich ihn vielleicht kürzen oder entfernen.