Können kleine Gasplaneten existieren?


29

Die meisten bekannten Gasplaneten (Jupiter, Saturn usw.) sind riesig. Sie werden sogar " Gasriesen " genannt.

Kann es einen Gasplaneten von der Größe der Erde geben? Wenn ja, warum? wenn nein warum


1
Da es sich um eine Beta-Version handelt, kann ich in meinem Kommentar einige Dinge erwähnen! Dies sind die Fragen, bei denen ich das Bedürfnis nach LaTeX verspüre. Ich brauche 5 Minuten, um Gleichungen aufzustellen und diese Fragen zu beantworten, kann es aber nicht mit Worten erklären! :(
Cheeku

2
@Cheeku: Geben Sie einfach Ihre Gleichung in einfachen oder doppelten Dollar ein, wie B. . LEINTEXe-x2
Gerald

Titan ist klein und steinig und hat eine dicke Atmosphäre. Es hat kein magnetisches Feld oder genug Schwerkraft, um es langfristig zu halten, also nehme ich an, dass es durch aktives Ausgasen wieder aufgefüllt wird. Wahrscheinlich hat ein Stern einen Kometen in Planetengröße in der nahen Umlaufbahn eingefangen, so dass er seine schweren flüchtigen Bestandteile als Gase in einem viel schnelleren Tempo ausschwitzt. Titan ist nicht gerade ein neues Kind auf dem Block, daher könnte es als "stabil" in Bezug darauf gelten, wie lange ein Stern wie die Sonne existiert.
LocalFluff

Antworten:


13

Laut dem Artikel "Minimale Planetengröße für die Bildung von Planeten vom Jupiter-Typ - Stabilität einer isothermen Atmosphäre, die einen Protoplaneten umgibt" (Sasaki, 1989) ist dies nicht nur möglich, sondern es wird auch vermutet, dass es sich um ein Evolutionsstadium für die Entwicklung von handelt Uranus und Neptun. Es gibt jedoch einige Bedingungen, unter denen dies möglich ist, hauptsächlich aufgrund der Entfernung von der Sonne und somit der Temperatur.

Die Ergebnisse des Artikels legen nahe, dass die kritische Masse für den „atmosphärischen Kollaps“ 0,2 der gegenwärtigen Masse der Erde für Entfernungen von 5 AE oder mehr für unser Sonnensystem beträgt (dieser Wert würde natürlich abhängig vom übergeordneten Stern variieren). Diese kritische Masse nimmt zu, je näher Sie dem übergeordneten Stern sind - der Artikel besagt ausdrücklich, dass Merkur und Mars zu klein sind, um dies zu erreichen.


7

Es gibt ein paar große Probleme mit der Bezeichnung eines kleinen Gasplaneten und hängt natürlich von Ihrer Definition eines Planeten ab . Nach der gegenwärtig akzeptierten Klassifikation (die Pluto ausschließt) muss ein Planet sein:

  • massiv genug, um durch seine eigene Masse gerundet (dh zusammengehalten) zu werden,
  • muss einen Stern umkreisen und
  • hat seine Orbitalnachbarschaft geräumt.

Alle diese Punkte sind weitgehend umstritten, aber zwei Hauptprobleme, die ein kleiner Gasplanet während und nach der Bildung innerhalb der protoplanetaren Scheibe für längere Zeit aushalten müsste, sind:

  • Es wird entweder zu nahe an der Sonne sein, die es umkreist, und die Schwerkraft des Planeten, die es zusammenhält, würde nicht ausreichen, um zu verhindern, dass es durch die Aktivität der Sonne Schicht für Schicht weggeblasen wird, sodass Sie diesen kleinen Gasplaneten möglicherweise als Protoplaneten bezeichnen als würde es nicht bestehen, oder
  • es würde sich wahrscheinlich in großer Entfernung von seiner Sonne bilden und könnte nicht in seiner Umlaufbahn bleiben, nachdem es mit zunehmender Geschwindigkeit seinen Weg aus der protoplanetaren Scheibe geräumt hatte und Schurke geworden war. So könnte es passieren, dass Sie einen so kleinen Gasplaneten einen frei schwebenden Exoplaneten oder einen Schurkenplaneten nennen .

Ein weiteres Problem, das wir noch nicht besprochen haben, ist, dass wir keinen Beobachtungsnachweis dafür haben, dass solche kleinen Gasplaneten tatsächlich existieren, wie auch immer Sie sie nennen. Das Problem liegt natürlich in der Tatsache, dass es in unserem eigenen Solar einfach keine kleineren Gasplaneten als Uranus oder Neptun gibt (Sie wählen Ihren Kandidaten für den kleinsten aus ; ersterer ist am wenigsten massereich und letzterer am wenigsten voluminös) System, während extrasolare kleine Gasplaneten wahrscheinlich zu klein wären, um über enorme Entfernungen sogar zu unseren nächsten Sternen mit irgendwelchen Methoden zum Nachweis solcher extrasolaren Planeten nachweisbar zu seinoder wir würden nicht genug in die Vergangenheit des Systems hineinsehen (dh in die Ferne), um zu sehen, wie es sich noch bildet, und es hätte bereits den Halt seiner früheren Planeten verloren, die jetzt Exoplaneten sind, oder die kleineren Protoplaneten erodiert.

Wir haben also das Rätsel, ob sie existieren (wahrscheinlich), theoretisch möglich sind (ich habe keinen Zweifel) und wie wir sie am Ende nennen würden, weil keine der beiden Möglichkeiten, die ich mir für ihre Existenz vorstellen kann, dies tun würde werden als Planeten durch die erwähnte gegenwärtige Konvention betrachtet, was tatsächlich einen Planeten ausmacht . Protoplaneten hätten ihre Nachbarschaft noch nicht geräumt, und Exoplaneten würden keinen Stern umkreisen.


6

Dies kann Ihnen helfen

KOI-314c ist selbst im Vergleich zu Uranus oder Neptun klein.

Suchen Sie auch bei Wikipedia nach "Mini-Neptun".

Es scheint also, dass diese "Zwerg-Riesen" -Planeten möglich sind.

Obwohl ich nicht über die erforderlichen Kenntnisse verfüge, frage ich mich, ob es möglich ist, einen Planeten zu geben, der kleiner ist als die Erde, die immer noch als Gasplanet betrachtet werden kann.

Stellen Sie sich zum Beispiel etwas in Marsgröße oder zwischen Mars und Erde in Größe und Masse vor (mit Größe meine ich nicht nur den "festen" Teil, sondern auch die äußeren Schichten der Atmosphäre, so wie man es am Okular sehen würde - die Venus Titan). Stellen Sie sich das als eine kräftigere Version von Titan mit einer viel ausgedehnteren und dichteren Atmosphäre vor ... könnte man das einen Gasplaneten nennen? Außerdem muss die Natur nicht genau zu unseren Klassifikationen / Erwartungen passen.

Ich weiß, dass Wasserstoff und Helium sehr flüchtig sind und eine kleine Atommasse haben, aber ich vermute, dass es in einer sehr kalten Umgebung, zum Beispiel ein paar AUs um einen rot / braunen Zwerg, einen kleinen Planeten mit einer kleinen Masse (das heißt geringer Fluchtgeschwindigkeit) geben könnte Bewahren Sie Ihre ursprüngliche Atmosphäre für Äonen.

Ich wage zu sagen, dass selbst die kreativsten Science-Fiction-Autoren die Vielfalt der Planeten, die heutzutage entdeckt werden, nicht vorhersagen können!


1

Da Gasriesen eine geringe Dichte haben, wiegen sie normalerweise weniger als ein felsiger Planet der gleichen Größe. Dies bedeutet auch, dass die Schwerkraft sehr gering ist und möglicherweise nicht in der Lage ist, die Nachbarschaft freizumachen. Somit ist es nicht als Planet definiert.


1
Was ist, wenn sie einen Kern mit hoher Dichte haben? Zum Beispiel ein Erdmassen-Gasplanet mit einem marsgroßen felsigen Kern?
Peter sagt, Monica

@peterh Ab wann verwandelt der felsige Kern einen Gaszwerg in einen felsigen Planeten mit einer dichten Atmosphäre (siehe Venus)
Michael

@Michael Obwohl die Venus im Vergleich zur Erde eine dicke Atmosphäre hat, ist sie zum Beispiel mit der Uranus absolut unvergleichlich. Die gesamte Masse des Uranus ist Gas, während die venusische Atmosphäre, obwohl sie dick ist, im Vergleich zur Masse des gesamten Planeten fast nichts ist. Ein Planet mit einer solchen Struktur, der zum Beispiel einen marsianischen Felskern und eine erdmassehaltige Gasatmosphäre hätte, existiert im Sonnensystem nicht und das Wissen der Exoplaneten ist sehr weit entfernt. Aber es scheint mir möglich. Ich habe nur gefragt, was ist, wenn es existiert.
Peter sagt, Monica
Durch die Nutzung unserer Website bestätigen Sie, dass Sie unsere Cookie-Richtlinie und Datenschutzrichtlinie gelesen und verstanden haben.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.