Wie nah können sich Planeten zueinander bilden?

Mit der heutigen Ankündigung der NASA bezüglich der Entdeckung eines Systems mit sieben erdgroßen Planeten (3 innerhalb der bewohnbaren Zone) wunderte ich mich über die scheinbar überfüllten Bedingungen. Welche Prinzipien leiten die Bildung von Planeten und die Abstände zwischen ihnen? Gibt es dafür geltende Gesetze, die gut etabliert sind? Wie nahe haben wir zwei Planeten beobachtet?

planet exoplanet planetary-formation

— SDH
quelle

Wenn Sie Gesetze erwähnen, bin ich gezwungen zu sagen, dass sie sich so nah bilden können, wie sie möchten, bis einer von ihnen Anwälte entwickelt und Zonierungsgesetze das Ganze ruinieren. Ich entschuldige mich für jede Straftat, die dies verursacht. Es sei denn, es geht natürlich um Anwälte. :-)

— StephenG

Zu Ihrer Information, das Papier schlägt vor, dass sich die Planeten weiter außen bilden und nach innen wandern, wie dies durch ihre Resonanzen angezeigt wird, was bedeutet, dass ihre Bildungsprozesse sich wahrscheinlich nicht gegenseitig unterbrechen konnten, als sie sich bildeten, und dass sie erst danach so überfüllt wurden.

— Zephyr

Wenn Sie darüber nachdenken, wie nahe Planeten sein können, sollten Sie wahrscheinlich die Hill-Kugel jedes Planeten betrachten , die Region, in der er Satelliten halten kann. Fang & Margot (2013) analysierten Kepler- Daten und stellten fest, dass Planeten Mittelwerte von hatten $\Delta = 21.7$ , wo $\Delta$ ist ein Parameter, der für zwei benachbarte Planeten von gegeben ist

Δ = \frac{a_{2} - a_{1}}{R_{H 1, 2}}

$\Delta=\frac{a_2-a_1}{R_{H1,2}}$ bei dem die

a

$a$ s sind die Semi-Major-Achsen und

R_{H 1, 2}

$R_{H1,2}$ ist der gegenseitige Hügelradius.

Ein System, das die Autoren in Betracht ziehen, ist Kepler-11 mit 6 Planeten, alle mit Semi-Major-Achsen $\leq0.466\text{ AU}$ und mit nur einer Semi-Major-Achse größer als $0.25\text{ AU}$ . Die kleinste $\Delta$ es gibt ungefähr $5.7$ , obwohl alle anderen $\Delta$ s sind ziemlich klein. Kepler-36 , mit nur zwei Planeten, hat noch eine $\Delta$ von $4.7$ .

Nach der Natur Papier über TRAPPIST-1, alle sieben Planeten haben große Halbachsen innerhalb $\sim0.063\text{ AU}$ . Sie haben gemein $\Delta$ s von $10.5\pm1.9$ - nicht viel anders als die Kepler-11-Planeten, weil sie kleinere Hügelkugeln haben. Sie können näher beieinander liegen, aber sie können viel näher beieinander liegen, ohne Stabilitätsprobleme zu haben. Darüber hinaus befinden sie sich in einer "nahezu resonanten " Konfiguration.

Wie nahe Planeten sein können, hängt also stark von ihrer Masse ab, was wiederum ihre gegenseitigen Hügelradien bestimmt, die die Stabilität bestimmen.

Trotzdem glauben die Autoren, dass die TRAPPIST-1-Planeten möglicherweise von weiter außen eingewandert sind und so in die Resonanzen eintreten. Ohne weitere Informationen können wir nicht wissen, ob dies der Fall ist, aber wenn ja, dann ist es kein Beispiel für Planeten, die sich nahe beieinander bilden.

— HDE 226868
quelle

Zu sagen 'oh, weil sie kleinere Massen haben, ihre

Δ_{m a x}

$\Delta_{max}$ ist kleiner ', ist völlig unvereinbar mit ihren gegenseitigen Hill-Radien, die bereits von den Massen abhängig sind und alle interessanten physikalischen Eigenschaften einschließen. Der Punkt ist, entweder gibt es einige

Δ_{m a x}

$\Delta_{max}$ für alle Planeten, oder es gibt einen Teil der Physik, den wir nicht verstehen.

— AtmosphericPrisonEscape

@AtmosphericPrisonEscape Ich habe nie gesagt, dass dies der Fall ist. Wo genau in meiner Antwort suchen Sie?

— HDE 226868

Sie sagen: "Sie haben mittlere Δs von 10,5 ± 1,9 - nicht viel anders als die Kepler-11-Planeten, weil sie kleinere Hügelkugeln haben." beim Vergleichen dieses Wertes mit

Δ \approx 21.7

$\Delta \approx 21.7$ Es schien also, als würden Sie versuchen, den kleineren kritischen Wert durch eine Skalierung mit der Masse zu erklären, was keinen Sinn ergibt ... Ich entschuldige mich, wenn ich die Nachricht falsch verstanden habe.

— AtmosphericPrisonEscape

@AtmosphericPrisonEscape Ihre Semi-Major-Achsen und Unterschiede in den Semi-Major-Achsen sind ebenfalls kleiner. Deshalb,

R_{H 1, 2}

$R_{H1,2}$ und

a_{2} - a_{1}

$a_2-a_1$ sind beide kleiner als bei den Kepler-11-Planeten, daher besteht nicht unbedingt eine große Chance

Δ

$\Delta$ .

— HDE 226868

Ich denke, Sie haben ein "Nicht" im Satz "... sie können [nicht] viel näher beieinander liegen ohne ... Stabilitätsprobleme" weggelassen. Ich könnte hinzufügen, dass wir keinen Namen gefunden haben (soweit ich wissen) für einen mutmaßlichen Cluster von gleich großen Körpern, die einen Stern als Gruppe umkreisen, mit den üblichen unvorhersehbaren Umlaufbahnen innerhalb einer Gruppe (3-Körper-Problem).

— Carl Witthoft