Wie groß (d. h. Radius) könnte ein Planet sein?

Ich weiß, dass normale Planeten nicht größer als Jupiter werden (oder 2 Jupiterradien, wenn es heiß ist), da das Hinzufügen von mehr Gas nur die Dichte erhöht, nicht den Radius, bis Sie den Punkt erreichen, an dem Sie ein brauner Zwergstern sind.

Diese Kompressibilität ist, nehme ich an, eine Eigenschaft des gesamten durchschnittlichen Materials, das Sternsysteme bildet, da es jenseits einer kritischen Größe das Umgebungsgas sowie Staub in der Wolke ansammelt. Das heißt, es ist hauptsächlich Wasserstoff und ein Viertel Helium mit ein bisschen anderem Zeug.

Aber was ist mit einem Körper aus anderen Stoffen wie Stein oder Metall? Ohne sich um Planetenbildungsprozesse zu kümmern, nur dass Atome aneinander gestapelt sind und die Eigengravitation spüren. Vielleicht muss es langsam wachsen, damit es Zeit zum Abkühlen hat, bevor Sie mehr hinzufügen. Sonst keine Spezialtechniken: Was würde passieren, wenn Material geeigneter Zusammensetzung aufeinander gehäuft würde?

Ich vermute, dass normale Vorstellungen von Mineralien unter dieser Art von Druck nicht existieren würden, selbst wenn man sie vorsichtig abkühlen lässt. Aber können andere Elemente als H und He ihr Volumen immer noch auf die gleiche Weise komprimieren, oder könnte eine felsige Welt Größen von Millionen von Kilometern erreichen?

Was ist mit exotischeren Fällen, wie dem "geschwollenen" Planeten, von dem ich gehört habe, der die Dichte von Styropor hat?

Antworten (2)

Geschwollene Planeten sind in der Regel Jupiter- oder Saturn-ähnlich, wahrscheinlich mit geringerer Masse als Jupiter, vielleicht mit geringerer Metallizität, aber der wichtigste Faktor ist Wärme. Entweder in der Nähe der Sonne oder erst kürzlich entstanden. Hitze dehnt Gasplaneten aus. Sie haben Recht, wenn Sie mehr Masse hinzufügen, neigt der Planet der Jupitermasse dazu, nicht größer zu werden, aber wenn genügend innere Wärme vorhanden ist, können Gasriesenplaneten etwas größer als Jupiter werden. Es wurden Planeten mit bis zu 2 Jupiterradien beobachtet (obwohl diese Schätzungen einige Ungenauigkeiten aufweisen), aber das Wachsen größer als Jupiter ist größtenteils ein Faktor für hohe Temperaturen.

Felsenwelten werden niemals so groß wie Jupiter. Die größere Masse wird dies verhindern, und jenseits einer bestimmten Masse ist es unwahrscheinlich, dass eine felsige Welt das bleibt, was wir als felsig betrachten. Ab einer bestimmten Masse hält es Wasserstoff fest, das am häufigsten vorkommende Gas im Universum, und das würde der massiven Gesteinswelt eher das Aussehen eines Gasriesen verleihen.

Aber um Ihre Frage theoretisch zu beantworten: Wenn Sie eine felsige Welt mit Jupitermasse und einer vernachlässigbaren Atmosphäre hätten, könnte sie niemals in die Nähe des Jupiterdurchmessers kommen. Die Masse zerquetscht das Innere des Planeten. Merkur zum Beispiel besteht aus dichterer Materie als die Erde. Höherer Eisengehalt, aber weniger dicht als die Erde, weil die Masse der Erde ihren felsigen Mantel und ihren metallischen Kern zermalmt. Wenn Sie anfangen, eine felsige Welt mit Jupitermasse zu bekommen, wird die Zerkleinerung erheblich, und Sie könnten niemals eine felsige Welt bauen, die annähernd so groß wie Jupiter ist. Wie bei Wasserstoff würde es eine bestimmte maximale Größe erreichen, dann würde es unter dem Druck der Schwerkraft kleiner werden. Selbst sogenanntes "nicht komprimierbares" Material verdichtet sich bei dem Druck im Inneren großer Planeten. Eisen hat eine Dichte von 7,874 g/cm 3und etwas weniger als bei hohen Temperaturen, aber der metallische Kern der Erde hat eine Dichte von 12,6–13,0, und das liegt hauptsächlich an der Zerkleinerung. Wenn Sie die Jupitermasse erreicht haben, ist die Zerkleinerung und Dichte deutlich größer.

Bei etwa der Masse der Sonne wäre der Planet kleiner als die Erde, und er würde im Grunde einem weißen Zwergstern ähneln und nicht mehr als Gesteinswelt erkennbar sein.

Ich kann ein paar Links hinzufügen, um dies bei Bedarf zu untermauern, und wenn jemand die Mathematik ausführen oder eine detailliertere Antwort geben möchte, zögern Sie nicht.

Ich denke, das ist im Grunde richtig. Ein riesiger Planet wird in seinem Kern durch den Entartungsdruck gestützt, der von der Dichte und der Anzahl der Elektronen pro atomarer Masseneinheit abhängt. "Gesteinsmaterial" hat weniger als Wasserstoff, daher wird das Gesteinsjupiter (sie wären immer noch Gas/Flüssigkeit) etwas kleiner sein.
@RobJeffries Einige sehr schlechte Mathematik, wenn wir doppelt so viel Masse pro Elektron annehmen, im Grunde die doppelte Dichte, dann ergibt sich ein Radius von ungefähr 80%, aber der kleinere Radius bei gleicher Masse entspricht einer um 59% größeren Schwerkraft 59 % stärkere Zerkleinerung, die mit zunehmender Verkleinerung zunimmt. Eine sehr grobe Schätzung, ich denke, Sie betrachten eine maximale Größe von 70% -75% des Radius. Intuitiv würde ich denken, dass die höhere Eisenkonzentration und der deutlich niedrigere Wasserstoff den Planeten mehr schrumpfen lassen würden, aber ich denke, das ist so über die Decke in diesem theoretischen.
Ich verstehe deinen Punkt nicht. In einer (idealen) vollständig entarteten Situation, für eine feste Masse, hängt der Radius ab μ e − 5 / 3 , wo μ e ist die Anzahl der Masseneinheiten pro Elektron. Für reinen Wasserstoff μ e = 1 , hat reines Eisen μ e = 2.15 . Aber Gasriesen sind kein reiner Wasserstoff und Gesteinsmaterial ist kein reines Eisen.
Ich denke, der Punkt ist nur, dass 2 hoch -3/5 ziemlich signifikant ist. Das entspricht etwa 66 % des Radius. Ich denke, es hängt davon ab, was Sie als "etwas kleiner" betrachten. Wahrscheinlich albern, es genauer auszuarbeiten und / oder die Semantik von "ein wenig" zu diskutieren. Offensichtlich würde ein felsiger Jupiter nicht entstehen, da er auf natürliche Weise Wasserstoff sammeln und einen angemessenen Prozentsatz an Gas um sich herum haben würde, aber die Frage war nach der Größe eines felsigen Jupiters. 70% des Radius scheinen eine faire Schätzung zu sein, es sei denn, ich vermisse etwas.

Der maximal mögliche Radius eines Planeten ist wahrscheinlich bis heute nicht bekannt, weil die derzeitigen Beobachtungstechniken uns nicht nur ein verzerrtes Bild von der Verteilung der Planetenradien vermitteln, sondern es auch schwierig ist, Planeten und Braune Zwerge voneinander zu unterscheiden.

Aktuelle Daten deuten jedoch auf eine Grenze von etwa 2 Jupiterradien hin.

Die Enzyklopädie der extrasolaren Planeten

Ich habe nach den physikalischen Grenzen gefragt, nicht nach der normalen Formation (die Gasriesen hervorbringt).
Wie groß (d. h. Radius) könnte ein Planet sein?
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