Wie groß könnte Hyperion sein und porös bleiben?

tl;dr - Anscheinend können felsige Planeten poröse Krusten bis zu einer beträchtlichen Tiefe haben, unter denen die Porosität aufgrund des lithostatischen Überlagerungsdrucks endet , während kleinere Objekte wie Phobos erhebliche innere Hohlräume haben können.

Anscheinend hat der Saturnmond Hyperion eine Porosität$>40\%$:

Hyperion ist Saturns größter bekannter unregelmäßig geformter Satellit und der einzige Mond, bei dem eine chaotische Rotation beobachtet wurde. Frühere Arbeiten haben die Oberfläche von Hyperion als von anderen kleinen eisigen Objekten unterschieden identifiziert, aber die Ursachen ungeklärt gelassen. Hier berichten wir über hochauflösende Bilder, die ein einzigartiges schwammartiges Aussehen im Maßstab von einigen Kilometern zeigen. Die Kartierung zeigt eine hohe Oberflächendichte relativ gut erhaltener Krater mit einem Durchmesser von zwei bis zehn Kilometern. Wir haben auch die Größe und Masse von Hyperion bestimmt und die mittlere Dichte mit 544 ± 50 kg m ^-3 berechnet , was auf eine Porosität von >40 Prozent hinweist. Die hohe Porosität kann die Erhaltung von Kratern verbessern, indem die Menge an produziertem oder zurückgehaltenem Auswurf minimiert wird, und kann dementsprechend der entscheidende Faktor bei der Herstellung dieser ungewöhnlichen Oberfläche sein.

– „Hyperions schwammartiges Aussehen“ (2007-07-05) [Referenzen weggelassen]

Ein Mond des Mars, Phobos , wurde einst für hohl gehalten , obwohl seine Porosität jetzt auf geschätzt wird$30\% \pm5\% ,$was anscheinend auf große innere Hohlräume hindeutete:

[1] Wir berichten über unabhängige Ergebnisse von zwei Untergruppen des Mars Express Radio Science (MaRS)-Teams, die unabhängig voneinander Mars Express (MEX)-Funkverfolgungsdaten zum Zweck der konsistenten Bestimmung der Gravitationsanziehung des Mondes Phobos auf dem MEX-Raumschiff analysierten, und daher die Masse von Phobos. Neue Werte für den Gravitationsparameter (GM = 0,7127 ± 0,0021 × 10 ⁻³ km ³ /s ² ) und die Dichte von Phobos (1876 ± 20 kg/m ^{3 ).}) liefern sinnvolle neue Einschränkungen für den entsprechenden Bereich der Porosität des Körpers (30 % ± 5 %), bieten eine Grundlage für eine verbesserte Interpretation der inneren Struktur. Wir schließen daraus, dass das Innere von Phobos wahrscheinlich große Hohlräume enthält. Wenn sie auf verschiedene Hypothesen angewendet werden, die sich auf den Ursprung von Phobos beziehen, stimmen diese Ergebnisse nicht mit der Behauptung überein, dass Phobos ein eingefangener Asteroid ist.

– "Präzise Massenbestimmung und die Natur von Phobos" (2010-05-07)

Anscheinend hat die Kruste des Erdmondes eine geschätzte Porosität, die von abweicht$10\%$zu$20\%$, obwohl es herum abfällt$10\, \mathrm{km}$zu$20\, \mathrm{km}$nach unten durch " lithostatischen Überlagerungsdruck " :

Die Mission Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) liefert beispiellos hochauflösende Gravitationsdaten. Das Gravitationssignal in Bezug auf die Topographie nimmt von 100 km auf 30 km Wellenlänge ab, was einer einheitlichen Krustendichte von 2450 kg/m ³ entspricht , die um 100 kg/m ³ kleiner ist als die bei 100 km erforderliche Dichte. Um ein solches frequenzabhängiges Verhalten zu erklären, führen wir Gesteinsverdichtungsmodelle unter lithostatischem Druck ein, die eine radial geschichtete Porosität (und damit Dichte) ergeben, und untersuchen die Tiefenausdehnung der Porosität. Unsere Modellierung und Analyse unterstützen die Behauptung, dass die Krustendichte von der Oberfläche zur tiefen Kruste um bis zu 500 kg/m ³ variieren muss . Wir fanden heraus, dass die Oberflächendichte von Megaregolith etwa 2400 kg/m ^{3 beträgt}mit einer anfänglichen Porosität von 10–20%, und diese Porosität wird in 10–20 km Tiefe aufgrund des lithostatischen Überlagerungsdrucks beseitigt. Unsere stratifizierten Dichtemodelle bieten verbesserte Anpassungen sowohl an primäre als auch an erweiterte Missionsdaten von GRAIL.

– „Globale Eigenschaften der Porositäts- und Dichteschichtung innerhalb der Mondkruste aus GRAIL-Schwerkraft- und Lunar Orbiter Laser Altimeter-Topographiedaten“ [PDF] (2014-03-26)

Und relativ neue Forschungen (2017) deuten darauf hin, dass die Marskruste der des Erdmondes in Bezug auf Dichte/Porosität ähnlich sein könnte:

NASA-Wissenschaftler haben Beweise dafür gefunden, dass die Marskruste nicht so dicht ist wie bisher angenommen, ein Hinweis, der den Forschern helfen könnte, die innere Struktur und Entwicklung des Roten Planeten besser zu verstehen.

Eine geringere Dichte bedeutet wahrscheinlich, dass zumindest ein Teil der Marskruste relativ porös ist. An dieser Stelle kann das Team jedoch eine andere Mineralzusammensetzung oder vielleicht eine dünnere Kruste nicht ausschließen.

„Die Kruste ist das Endergebnis von allem, was in der Geschichte eines Planeten passiert ist, daher könnte eine geringere Dichte wichtige Auswirkungen auf die Entstehung und Entwicklung des Mars haben“, sagte Sander Goossens vom Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland. Goossens ist der Hauptautor eines Geophysical Research Letters-Papiers, das die Arbeit beschreibt.

Die Forscher kartierten die Dichte der Marskruste und schätzten die durchschnittliche Dichte auf 2.582 Kilogramm pro Kubikmeter (etwa 161 Pfund pro Kubikfuß). Das ist vergleichbar mit der durchschnittlichen Dichte der Mondkruste. Typischerweise wurde die Marskruste als mindestens so dicht angesehen wie die ozeanische Kruste der Erde, die etwa 2.900 Kilogramm pro Kubikmeter (etwa 181 Pfund pro Kubikfuß) beträgt.

– „Neue Gravitationskarte deutet darauf hin, dass der Mars eine poröse Kruste hat“ (2017-09-13)

Was die Erde betrifft, hier ist ein Dichtediagramm:
$\hspace{50px}$,
was zeigt , dass der plötzliche Dichtesprung unter der Kruste an der Moho - Diskontinuität . Vermutlich neigt jede signifikante Porosität dazu, an dieser Grenze zu enden.

"Planetary Satellite Physical Parameters" listet die Dichten vieler kleinerer Körper des Sonnensystems auf, aus denen Porositätsbereiche für kleinere Körper abgeleitet werden könnten, obwohl es Porositäten nicht direkt auflistet.

Es gibt Grenzen, wie groß ein Körper sein kann, ohne "rund" zu sein. Die Grenzen hängen davon ab, aus welchen Materialien das Objekt besteht. Bei einem eisigen Objekt beträgt die Größe etwa 400 km, bei einem felsigen Objekt eher 600 km. Beachten Sie, dass Hyperion hauptsächlich aus Eis besteht und an seiner breitesten Ausdehnung etwa 135 km lang ist.