Planetenklassifizierung nach Dichte

In unserem Sonnensystem variiert die Dichte der großen Planeten zwischen 0,7 g/cm3 (Saturn) und 5,5 g/cm3 (Erde).

Bei Exoplaneten variiert die Dichte von sehr gering (0,03 g/cm3 für Kepler-51x) bis sehr hoch (77,7 g/cm3 für Kepler-131c, Daten laut NASA Exoplanet Archive ).

Wir wissen, dass Körper mit geringer Dichte aus Gas bestehen und andere Gesteinsplaneten sind. Wikipedia bietet einige Annäherungen darüber.

Gibt es eine detaillierte Klassifizierung von Planetenkörpern nach Dichte? Eine Einteilung, die beispielsweise besagt, dass die Dichte unter 1,5 g/cm3 einem Gasplaneten entspricht; zwischen 1,5 und 3 sind eisig; zwischen 3 und 8 sind felsig; über 8 g/cm3 sind noch steiniger etc...

Wäre eine solche Einteilung sinnvoll?

Falls vorhanden, welches sind die numerischen Grenzen für die verschiedenen Arten von Körpern?

Antworten (1)

Es gibt keine 1:1-Abbildung zwischen Dichte und Zusammensetzung/Struktur. Sie müssen sich detaillierte Planetenmodelle ansehen. Beispielsweise sind einige heiße Jupiter extrem dicht ( 10 g/cm 3 ), aber sie sind zweifellos Gasgiganten. Die Ursprünge dieser Vielfalt sind die Quelle vieler Spekulationen und Theorien, liegen aber sicherlich im Bereich der bekannten Physik.

Ein Beispiel für die Schwierigkeiten kann diesem Plot von Lissauer et al. entnommen werden. (2014) , die die Massenradiusebene für kleine Planeten zusammen mit den Loci von Modellen für verschiedene Zusammensetzungen zeigt. Linien mit konstanter Dichte werden ebenfalls auf dem Diagramm gezeichnet, aber beachten Sie, dass ein Planet einer bestimmten Zusammensetzung abhängig von seiner Masse eine Reihe von Dichten haben kann.

Exoplaneten-Massenradius-Beziehung

Noch merkwürdiger erscheint die Situation bei Riesenplaneten. Im Allgemeinen sind massereichere Riesenplaneten dichter, was von der grundlegenden Theorie entarteter Gase erwartet wird, aber Objekte einer bestimmten Masse können eine fast eine Größenordnung große Dichteverteilung aufweisen. Unten ist ein Diagramm, das ich von exoplanets.org gemacht habe. Mit ziemlicher Sicherheit markiert die Veränderung der Art der Beziehung bei etwa 0,1 Jupitermassen den Übergang von Gasriesen zu Eisriesen und anderen Gesteinsplaneten, aber beachten Sie, dass Gasriesen genauso dicht sein können wie kleinere Planeten. dh eine Klassifizierung, die nur auf der Dichte basiert, würde nicht funktionieren, aber Masse und Dichte geben mehr Aufschluss.

Planetendichte-Massenbeziehung