Есть ли четкая разница между каменистыми и газообразными планетами?

Планета газового гиганта достаточно велика, чтобы удерживать много водорода и гелия. Каменистая планета — это планета с твердой поверхностью. Это эмпирическое правило, позволяющее различать твердые и газообразные планеты.

Но газообразные планеты могут иметь твердое ядро, а каменистые планеты могут иметь очень плотную атмосферу. Так существует ли четкая разница между двумя категориями планет (возможно, связанная с разной историей формирования) или существует континуум планет, который идет от более каменистых к более газообразным? Если это континуум, где установлен предел между двумя типами?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно знать общий состав множества планет, чего, я думаю, мы не знаем. В большинстве случаев мы знаем только радиус или оценку массы, но не то и другое, и даже когда мы знаем и то, и другое, существует диапазон составов с одинаковым радиусом и массой. Помимо каменистых и газообразных планет, возможно, существуют и водные миры. В распределении радиусов есть Фултоновский разрыв с небольшим количеством планет между 1,5 и 2 радиусами Земли, чтобы можно было отделить твердые планеты от газообразных, хотя есть выбросы, такие как скалистые планеты с массой больше, чем Нептун.
В статье astronomy.com/news/2020/01/… утверждается, что существует только два типа планет: маленькие каменистые или большие газовые. Однако это игнорирует газовые карлики и мегаземли.
Плотность известна для многих: для каждой транзитной планеты, где также выполняются измерения rv.

Ответы (1)

Обнаруженные в настоящее время планеты не показывают четкого различия между твердыми и газообразными планетами. Хотя кажется, что есть два ансамбля , скалистые планеты размером с Землю и «суперземли» и газообразные планеты (размером с Юпитер), между ними есть широкий переход. Переход примерно там, где мы находим Нептун и Уран. Поэкспериментируйте с отображением различных параметров на сайте exoplanet.eu

До сих пор ведутся споры о том, является ли это очевидное истощение «ледяных гигантов» (холодных, газообразных, но с более тяжелыми газами, такими как метан и т. д., вместо водорода и гелия в качестве основных компонентов) реальным или результатом предвзятости наблюдений.

Вкратце:

Аргумент в пользу «реально» заключается в том, что более вероятно, что во внутренней туманности, внутри снежной зоны у вас достаточно материала для образования планет земной группы, но слишком жарко и слишком мало, чтобы вырасти до размера, при котором может образоваться значительная атмосфера. сохранено. За пределами снежной зоны у вас есть еще много твердых частиц (все льды), так что вы формируете ядра, которые становятся достаточно большими, чтобы также аккрецировать атмосферу.

Однако контраргумент состоит в том, что вы действительно находите планеты всех размеров на всех звездных расстояниях, у вас есть различные начальные условия с различной плотностью твердых тел в протопланетных дисках, и, таким образом, любой конечный результат возможен с возможной различной вероятностью. Фактические наблюдения, похоже, подтверждают это.

Вообще, в современной литературе и на конференциях планеты часто различают дальше, чем просто скалистые и газообразные: есть земные, суперземли, нептуноподобные и газовые гиганты, и часто затем несколько отделяются даже так называемые горячие юпитеры и горячие нептуны, газовые гиганты, которые мигрировали внутрь после образования.

РЕДАКТИРОВАТЬ: одно возможное различие, которое можно было бы провести между каменистым и газообразным, касается атмосферы: если атмосфера становится достаточно плотной на нижних уровнях, что различие между газом и жидкостью исчезает (таким образом достигается критическая точка), это газовая планета, в противном случае Скалистая планета с атмосферой.

Рад, что последний абзац был добавлен, поскольку он конкретно отвечает на вопрос.
Проблема с этим различием заключается в знании уравнения состояния.