Wie könnte ein kleinerer Planet als die Erde eine höhere Schwerkraft haben?

Ich möchte einen Planeten (oder Satelliten) bauen, der:

  • ist kleiner als die Erde,
  • hat eine dickere Atmosphäre als die Erde, aber atmungsaktiv,
  • hat weder intensiven Vulkanismus noch irgendwelche extremen Bedingungen dieser Art, die die Atmosphärendichte erhöhen würden,
  • dreht sich um einen Doppelstern ähnlich wie BY Draconis

Eine höhere Schwerkraft sorgt für eine höhere Atmosphärendichte. Wenn Sie das Gefühl haben, dass dies die beste Option ist, um den Planeten als friedlichen Ort zu erhalten, daher meine Frage.

Frage:
Wie ist das möglich? Ist es kohärent in einem solchen System mit mindestens zwei (kleinen jungen) Sternen?

Bonusfragen: Wie würde das Sternensystem aussehen? Würden die anderen tellurischen Planeten im System notwendigerweise gleich aussehen? Gäbe es noch Gasriesen?

Umlauft der Planet die Komponenten A und B oder die Komponente C?
Na, beides? Im Wiki steht, dass sie nahe beieinander liegen ...
Nr. A und B liegen nahe beieinander, während C 260 AE entfernt ist (Geben oder Nehmen).
Schauen Sie sich Neutronensterne an. Sie sind keine Planeten, aber sie sind dicht und würden Ihnen eine ernsthafte Schwerkraft verleihen. Wenn Sie die Prinzipien erneut anwenden können, sind Sie sortiert.
Die Erde ist bereits dichter als gewöhnlich für einen Planeten dieser Größe. Es ist der dichteste Planet in unserem Sonnensystem.
Ich wollte dasselbe wie Philipp oben. Es wird angenommen, dass dies so ist, weil wir während der Kollision einen Teil des Kerns von Theia (dem Planeten, von dem angenommen wird, dass er mit der Erde kollidierte und der zum Mond wurde) zurückbehalten haben. Ich sehe jedoch nicht ein, warum ein ursprüngliches Sonnensystem nicht eine höhere Eisenhäufigkeit haben und somit dichtere Planeten mit größeren Kernen produzieren könnte. Ich fürchte jedoch, dass, wenn es sich nicht um ein älteres System handelt, in dem der Kern stärker abgekühlt ist als die Erde, dieser höhere Eisengehalt und der Wunsch nach einer dickeren Atmosphäre beide mehr Vulkanismus implizieren würden (was Sie nicht wollen).

Antworten (8)

Ich denke, die anderen haben gute Arbeit geleistet, um die Hauptfrage zu beantworten, woraus es bestehen würde (ich hätte auch Eisen oder etwas Ähnliches gesagt), also werde ich einige der anderen Dinge ansprechen.

Das BY Draconis- System ist jung . Wirklich, wirklich, jung. Die Komponenten A und B sind sicherlich noch nicht weit entwickelt, weil sie die Protosternphase ihres Lebens noch nicht verlassen haben. Soweit ich weiß, gibt es keine protoplanetare Scheibe im System. Eine gute Faustregel lautet: Keine protoplanetare Scheibe ⟹ Keine Planeten. Dies scheint dieses ganze Szenario - zumindest zum jetzigen Zeitpunkt - auszuschließen. Ich bezweifle auch, dass das System irgendwelche Schurkenplaneten einfangen könnte. Sie sind einfach nicht alt genug für die Wahrscheinlichkeit, dass das passiert.

Jeder Planet, der Komponente A oder B umkreist, wäre dem Leben nicht förderlich. Diese beiden Sterne bilden eine BY-Draconis-Variable . Dies bedeutet, dass es aufgrund von Oberflächenaktivität zu drastischen Änderungen der Leuchtkraft kommen kann, wie z. B. Sternflecken (das extrasolare Äquivalent von Sonnenflecken). Veränderliche Sterne sind aufgrund ihrer Variabilität im Allgemeinen nicht gut für das Leben. Einige sind jedoch periodisch, was sie regelmäßig macht, aber BY-Draconis-Variablen sind nicht periodisch.

Dies schließt Komponente C jedoch nicht aus. Es scheint ein roter Zwerg zu sein, weit entfernt von den beiden anderen. (Das ganze System erinnert mich an eine jüngere Version des Alpha Centauri/Proxima Centauri-Systems) Die Gefahr dabei ist, dass, wenn der Rote Zwerg ein Leuchtstern ist, er möglicherweise auch nicht lebensfreundlich ist. Außerdem bin ich mir nicht sicher, wie einfach es für einen Planeten wäre, hier herauszukommen, da sich ein Großteil der Masse des Systems im Zentrum des binären Paares befindet, was bedeutet, dass sie mit größerer Wahrscheinlichkeit jeden möglichen Planeten aufnehmen würden. Material bilden.

Daher bezweifle ich stark, dass sich Planeten in dem System bilden könnten, und wenn dies der Fall wäre, wären sie höchstwahrscheinlich (sicherlich im Moment) nicht bewohnbar. Ich denke, dies schließt auch den Teil "andere Planeten" Ihrer Frage aus, obwohl Wikipedia dies sagt:

Möglicherweise gibt es eine vierte Komponente des Systems, die mit einer Periode von 114 Tagen umkreist, aber dies wurde nicht visuell bestätigt.

Das gibt uns also etwas Hoffnung.

Eisen ist also das häufigste schwere Element und wird per Definition in alten Sternen durch Nova- und Supernova-Explosion erzeugt. Sie haben also Recht, die Antwort lautet: "Wesentlich dichtere Planeten sind sehr unwahrscheinlich, insbesondere um junge Sterne herum". Physik. Es funktioniert einfach.
@PeterMasiar IIRC, es sind Elemente, die schwerer als Eisen sind und von einer Supernova produziert werden. Eisen ist das letzte und schwerste Element, das bei den normalen Fusionsprozessen entsteht, bevor einer der End-of-Life-Prozesse (Brauner Zwerg, Supernova, Neutronenstern, Schwarzes Loch usw.)
@RBarryYoung Eisen wird in einigen Supernovae produziert , aber Sie haben Recht, dass im Allgemeinen die schwereren Elemente produziert werden.
@Peter Warum wäre es bei jungen Sternen ungewöhnlich, wenn die Materialien von sterbenden Sternen ausgeworfen werden? Ich meine, diese Sterne sind tot, also was hindert neue Sterne daran, sich in ihrer Nähe zu bilden und etwas von diesem schweren Material anzuziehen? Sind wir nur zu weit vom galaktischen Zentrum entfernt?
@dyarob Junge Sterne bilden sich in riesigen Molekülwolken (siehe Wiki-Artikel), die sich nicht unbedingt in der Nähe von Supernova-Überresten oder toten Sternen befinden.
@ HDE226868 könnte aber sein, oder? „Der Stern entwickelt sich dann zu einer degenerierten Form und recycelt einen Teil seiner Materie in die interstellare Umgebung, wo er zur Bildung einer neuen Generation von Sternen mit einem höheren Anteil an schweren Elementen beitragen wird.“ bbc.co.uk/science/space/universe/sights/stars
@dyarob (Entschuldigung, dass ich nicht vorher geantwortet habe; ich habe deinen Kommentar verpasst). Es könnte definitiv sein. Es tut mir Leid; Ich wollte damit nicht sagen, dass es unmöglich ist. Sie haben Recht.

Es ist unwahrscheinlich, dass ein natürlicher Planet eine wesentlich höhere Dichte als Eisen hat. Abgesehen von einigen äußeren Kraftelementen, die leichter als Eisen sind, werden sie häufiger vorkommen als Elemente, die schwerer als Eisen sind. Eine Kollision zweier Planeten könnte funktionieren. Die Kollision könnte einen Teil eines Kerns vom Rest der Masse trennen, wahrscheinlich in einen Mond. Das Kernfragment könnte, nehme ich an, eine höhere Dichte als Eisen haben. Sie bräuchten dann eine zweite "genau richtige" Kollision, um den Mond von gleichzeitig ausgestoßenen leichteren Materialien zu befreien. Ich glaube nicht, dass es absolut unmöglich ist, aber es ist sehr unwahrscheinlich.

Übrigens hängen Schwerkraft und atmosphärische Dichte nicht direkt zusammen, wohl aber atmosphärische Zusammensetzung und Schwerkraft. Sie möchten also eigentlich nur eine Schwerkraft in der Nähe von 1 G haben, nicht etwas wesentlich Höheres, was helfen sollte. Auch "atmungsaktiv" setzt der Atmosphäre eine Grenze. Es könnte besser sein, hier nicht exotisch zu werden und einfach eine kleinere, dichtere Erde zu haben.

Das einzige mir bekannte Szenario einer Kollision zweier Planeten ist die Impakttheorie für die Entstehung des Mondes: en.wikipedia.org/wiki/Giant_impact_hypothesis Es endet nicht mit der Schaffung eines sehr schweren Satelliten. Wie sehen Sie, dass dies geschieht, um einen schweren Mond zu bilden?
@dyarob Du brauchst zwei Kollisionen. Beide "genau richtig" auf eine unwahrscheinliche Weise.
Glaubst du, wenn alle leichte Materie vom Mond entfernt würde, wäre seine Schwerkraft höher als die der Erde? (Ich bin mir nicht sicher, ob ich dir hier folge)
Vielleicht würde eine Kollision mit dem nackten Kern eines toten Planeten den ganzen Planeten mit nur einem Aufprall viel schwerer machen? ( gizmodo.com/… )
@dyarob Selbst wenn der Aufprall einen schweren Teil des Kerns auswerfen würde, wäre die durchschnittliche Dichte des ausgeworfenen Materials aufgrund der Geometrie geringer als die des ursprünglichen Planeten. Das zweite Aufprallereignis ist erforderlich, damit das meiste Material in einer Weise, die die Dichteverteilung ändert, auf den Planeten statt auf den Mond zurückfällt.
@dyarob Der nackte Kern ist im Wesentlichen das, was mein erster Aufprall auswerfen sollte. Es wäre also die gleiche Anzahl von Kollisionen.
Aber der resultierende Mond wäre immer noch klein. Selbst wenn seine Gesamtdichte hoch ist, wäre seine Gesamtmasse viel geringer als die des ursprünglichen Planeten, daher denke ich nicht, dass seine Schwerkraft so wichtig wäre.
@dyarob Stimmt. Leider sind Elemente, die dichter als Eisen sind, relativ selten. Ich wette im Grunde, dass mehr als 2 Planeten aus Ausgangsmaterialien genug Rohstoffe haben würden, um etwas deutlich Dichteres als die Erde in Planetengröße zu ermöglichen.
Beachten Sie, dass die Venus eine massiv dickere Atmosphäre als die Erde hat, aber eine etwas geringere Schwerkraft. Das Verhältnis zwischen Schwerkraft und atmosphärischer Dicke kann stark variieren.
@TimB "Übrigens hängen Schwerkraft und atmosphärische Dichte nicht direkt zusammen ..." <- aus dem letzten Absatz meiner Antwort. Nicht ganz richtig, wirklich, sie hängen direkt zusammen, aber es gibt so viele andere Variablen, dass die Beziehung nicht besonders nützlich ist.
Wenn der Planet künstlich ist, ist es nicht undenkbar, einen aus LED zu machen. Das würde jedoch eine sehr wörtliche Verwendung von „Worldbuilding“ erfordern.
Angesichts der Beweise, die wir haben, würde der Planet, wenn er von der Natur geschaffen werden soll, wahrscheinlich zwei Kollisionen benötigen (drei kleinere Planeten), und er könnte zwei Monde haben. Ich konnte einfach nicht herausfinden, was mit dem bestehenden Mond passiert, der während der ersten Kollision entstanden ist, wenn der dritte Planet mit dem neuen Planeten kollidiert.

Die Oberflächengravitation ist eine Funktion sowohl der Masse des Planeten als auch seines Radius. Nach Newtons Gravitationsgesetz die Kraft, die eine Masse an der Oberfläche eines Planeten mit Masse erfährt  M und Radius  r ist proportional zu M / r 2 . Wenn die Dichte des Planeten ist  ρ , dann ist seine Masse proportional zu ρ r 3 , also ist die Gravitation an der Oberfläche proportional zu ρ r . Wenn Sie also möchten, dass ein kleinerer Planet als die Erde eine höhere Oberflächengravitation hat, benötigen Sie eine höhere Dichte.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, könnte darin bestehen, einen proportional größeren Kern als den der Erde oder eine dichtere Kruste zu haben. Aber ich habe keine Ahnung, wie machbar das wäre.

Wie könnte ein kleinerer Planet als die Erde eine höhere Schwerkraft haben?

Der einfachste Weg ist, den Kern hauptsächlich aus Gold zu machen. Ist das jetzt wahrscheinlich? Nein, ist es möglich? Ja. Es würde sicherlich Spaß machen, einen „goldenen“ Planeten in einer Sci-Fi-Welt zu haben.

Wenden Sie sich für Planeten aus massivem Gold an Magrathea.
Vielleicht hat König Midas diesen Planeten berührt.

Es ist möglich. Sie benötigen entweder:

  1. Ein größerer Kern im Verhältnis zum Mantel.
  2. Ein dichterer Kern, vielleicht Gold, Blei oder Uran.
  3. Eine Akkretion um eine uralte außerirdische Technologie herum, vielleicht ein Gravitationsantrieb.
  4. Eine andere Massequelle. Vielleicht ist der Planet eine Extrusion einer 4-dimensionalen Hypersphäre in unser Universum. Vielleicht ist es mit einem größeren Objekt verbunden, das seitwärts aus unserer Dimension verschoben wurde.
Der Urankern könnte gewisse eigentümliche Nebenwirkungen haben

Ich bin kein Experte darin, aber es scheint mir, dass, wenn der Planet einen schwereren Kern als den der Erde hat, er auch eine höhere Schwerkraft hätte.

Die Erde hat einen Kern aus einer Eisen-Nickel-Legierung . Ein Blick ins Periodensystem zeigt mehrere Elemente, die schwerer als Eisen sind, von denen einige als Kern eines Planeten geeignet sein könnten.

Das ist ein interessanter Punkt, aber ist es überhaupt möglich, einen tellurischen Planetenkern mit einer signifikanten Menge schwererer Elemente als Eisen zu haben? Ich bezweifle es, aber ich habe herausgefunden, dass eine hohe anfängliche Metallizität der Akkretionswolke zu mehr Metall in den daraus geborenen Sternen und Planeten führt ( www2.cnrs.fr/en/703.htm )
@dyarob: Betrachten Sie vermutete "Eisenplaneten": en.wikipedia.org/wiki/Iron_planet Es muss nicht darum gehen, einen hohen Anteil an Elementen zu haben, die schwerer als Eisen sind, sondern viel weniger Silikat. Zum Beispiel ist die Dichte von Merkur ungefähr gleich der der Erde, aber ein Erdmassenkörper mit der Zusammensetzung von Merkur wäre dichter als Merkur (wegen höherem Druck in der Mitte). Um, ähm.... 20% oder so? ( en.wikipedia.org/w/… ). Es wäre also kleiner als die Erde und hätte daher eine höhere Oberflächengravitation.

Um eine Schwerkraft zu haben, die gleich oder größer als die der Erde ist, müsste der Planet eine Masse haben, die gleich oder größer als die der Erde ist. Angesichts der Gravitationseffekte, die bei dieser Art von Masse und Doppelsternen im Spiel sind, werden Sie vulkanische Aktivität haben.

Hallo Geo., willkommen bei Worldbuilding! (FYI, Ihre Antwort ist in Ordnung; ich kritisiere sie nicht - bekommen Sie hier nicht die falsche Idee) Wie würde die vulkanische Aktivität aus der größeren Masse oder den Doppelsternen folgen?
Wenn der Planet keinen festen Kern hat, was reine Fiktion ohne Wissenschaft wäre, würden die Gravitationskräfte des Planeten, die mit einem Doppelstern interagieren, mehr vulkanische Aktivität verursachen, als wir auf unserem Planeten haben, wenn sie nur mit Sonne und Mond interagieren. Theoretisch könnte man die vulkanische Aktivität unter den Rauschpegel minimieren, indem man den Mond eliminiert und den Tag des Planeten gleich einem ganzen Jahr macht (dh dieselbe Seite des Planeten ist immer dem Stern zugewandt, den er umkreist). Aber da Sie einen Doppelstern haben, ist das nicht möglich.
Um eine vulkanische Aktivität im Zusammenhang mit der Anziehungskraft des Sterns zu haben, müsste man dem Stern wirklich nahe sein (AFAIK, im Sonnensystem wurde es nur in einigen wenigen Jupitermonden beobachtet). Selbst wenn BY Draconis etwas kälter zu sein scheint als die Sonne, bezweifle ich, dass Sie einen bewohnbaren Planeten so nahe an ihn heranbringen könnten. Und die beiden Hauptsterne scheinen so nahe zwischen ihnen zu sein, dass Planeten um sie herum wahrscheinlich genau die gleiche Anziehungskraft erhalten, die sie von einem einzelnen Objekt in ihrem Baryzentrum erhalten würden.

Machen Sie es zu einem gescheiterten Alien-Experiment

Wie andere Antworten bereits ausdrücken, ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass ein Ihrer Beschreibung ähnliches Objekt auf natürliche Weise vorkommt. Mein Vorschlag an Sie ist also, daraus ein gescheitertes Alien-Experiment zu machen. Dies wird Ihre Geschichte geheimnisvoller machen und als Bonus eine großartige Grundlage für Prequels und Fortsetzungen bieten.

Eine längst ausgestorbene außerirdische Rasse hat eine große Menge sehr dichter Materie in einer Umlaufbahn um das System herum angesammelt. Inzwischen sind etwa eine Million Jahre vergangen, in denen Kometen und die Überreste der Protosterne eine sehr dünne (~50-100 Meter) Kruste auf dem Objekt geschaffen haben. Die Atmosphäre wurde auch von den Außerirdischen geschaffen, die anscheinend Sauerstoff geatmet haben, genau wie Menschen.

Das dichteste dem Menschen bekannte Material ist das Quark-Gluon-Plasma, aber das könnte zu exotisch sein und erfordert spezielle Behälter, die wahrscheinlich keine Millionen Jahre überleben werden. Das dichteste bekannte Element ist Osmium, dicht gefolgt von Iridium. Wenn wir eine Osmium-Iridium-Legierung verwenden, beträgt die Dichte etwas mehr als 2,2 kgm -3 . Wenn wir die dünne Kruste berücksichtigen und uns mit einer mittleren Dichte von 2,2 kgm -3 begnügen , erhalten Sie für einen Planetoiden mit 0,25 Erdradien eine Gravitationsbeschleunigung von fast 1 g (9,78 ms -2 ). Für einen mondgroßen Planetoiden beträgt die Schwerkraft 10,68 ms -2 und gibt Ihnen die gewünschte leicht dichte Atmosphäre.

Wie könnte ein kleinerer Planet als die Erde eine höhere Schwerkraft haben?
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