Каковы некоторые правдоподобные объяснения образования негорячей «пушистой» газовой гигантской планеты?

Итак, в моих исследованиях и подготовке к вопросу, который я задал непосредственно перед этим , я познакомился с концепцией «пушистых» газовых гигантов, газовых гигантов со значительно более низкой плотностью, чем можно было бы ожидать, учитывая их массу. В комментарии к моему предыдущему вопросу было высказано предположение, что это обычно происходит из-за того, что газовый гигант вращается так близко к своей звезде, что тепло от звезды эффективно увеличивает объем атмосферы газового гиганта, что увеличивает радиус и уменьшает общая плотность.

Но есть ли другие правдоподобные объяснения того, почему газовый гигант может иметь меньшую плотность, больший радиус и т. д. по сравнению со «стандартным» газовым гигантом?

В качестве примечания я также столкнулся с концепцией «неудавшихся звезд», которые начинают сжигать водород, но заканчивают топливо в относительно короткие сроки (менее полумиллиарда, а в некоторых случаях всего несколько сотен тысяч лет). ) и стать коричневыми карликами. Может ли избыточное внутреннее тепло от короткой стадии горения водорода «раздувать» «атмосферу» лобного карлика и поддерживать ее в течение звездного/геологического/эволюционного времени (2+ миллиарда лет)?

«Неудавшиеся звезды» значительно тяжелее (примерно в 10+ раз тяжелее), чем Юпитер, и нет простого способа потерять эту массу.
Примечание: в своем предыдущем вопросе вы, кажется, готовы сделать ядро ​​​​своей луны из «handwavium». Насколько научно нужно относиться к принимающей планете?
@Alexander В этом случае, поскольку 1 радиус Юпитера уже удовлетворит потребности моей истории, но больший радиус был бы лучше, я готов пойти с «крайне маловероятным, но, безусловно, объяснимым в рамках известной физики» или даже «теоретически возможным если некоторые из маловероятных физических теорий окажутся верными", но никакого откровенного "ручного удара", так как я могу получить то, что мне нужно, без него, используя 1 радиус Юпитера.

Ответы (2)

Отопление действительно ваш единственный вариант. Юпитер (и Сатурн) уже имеют атмосферы, состоящие в основном из наименее плотного материала, из которого можно сделать газовый гигант.

Хотя я не астрофизик, я бы предположил, что какого-то механизма, который привел к конвекционным потокам от ядра планеты (ядро Юпитера горячее, чем поверхность Солнца), может быть достаточно, чтобы нагреть вашего гиганта до приятной пушистости. , но вы действительно не можете превзойти близость к звезде как механизм уменьшения плотности.

Отредактируйте с учетом вашего последующего редактирования: коричневые карлики значительно плотнее газовых гигантов, потому что они неудавшиеся звезды.

«какой-то механизм, который привел к конвекционным потокам»> Вы имеете в виду что-то вроде «идеальной комбинации» скорости вращения, радиуса и возникающих в результате эффектов Кориолиса и т. гиганты) нагретые ядром? Может быть, я должен просто раскрутить его, чтобы ветры Урана выглядели как бриз...
Это должно быть нечто большее — жидкий слой, окружающий металлическое ядро ​​гиганта, также должен постоянно находиться в движении, перенося энергию из ядра. Честно говоря, это цепляние за соломинку, поскольку это не то, что проявляется в обычных планетарных моделях, поэтому это должно быть экстраординарное обстоятельство.

Сделайте своего газового гиганта не таким гигантским.

Уменьшите массу и размер своего газового гиганта. Плотность газового гиганта обусловлена ​​большой гравитацией объекта большой массы. Или, в зависимости от того, как вы хотите на это посмотреть, из-за веса всей дополнительной массы выше в атмосфере, давит на него.

Уменьшите масштаб своей планеты, чтобы было меньше атмосферы, на которую можно было бы надавить, и сожмите все это в плотную форму.

В конце концов, если уменьшить его достаточно сильно, газ не будет держаться вместе и рассеется.

Проверьте вопрос astronomy.SE Могут ли существовать маленькие газовые планеты? Затем сделайте свою газовую планету как можно меньше.

И добавить тепла, как вы упомянули.

Чтобы сделать это еще лучше, вы могли бы, как вы предложили, одновременно добавить тепло. Получить тепло от звезды — самый простой способ придумать, но у меня только что появилась другая идея. Возможно, газовая планета находится в начале своего формирования (но еще долго будет удерживать эту форму), и она находится в процессе очистки материи на своей орбите. Если он притягивает легковоспламеняющиеся материалы, они могут загореться внутри вашей планеты, поддерживая ее нагрев.

Есть довольно много способов заявить, что на орбитальном пути вашей планеты есть легковоспламеняющиеся материалы. Очевидными из них будут недавние соседние сверхновые. Но, возможно, ранее поблизости были планеты, которые были уничтожены, или, может быть, они все еще существуют и выбрасывают материал, который поглощается вашей планетой.

Это немного натянуто, но вы, вероятно, можете рассчитывать на разумную степень недоверия вашей аудитории, если вы скажете, что на вашей планете есть луна, которая выбрасывает кислород из гейзеров или вулканов, которые покидают лунную орбиту и захватываются планетой. . Облако кислорода, спустившееся с Луны на газовую планету, могло бы затем вовлечься в реакцию, помогающую сохранять тепло. Возможно, он оседает в центре, потому что он легче других элементов, а несколько камней в центре время от времени испускают искры, а в сочетании с кислородом и каким-то другим элементом вы получаете тепло.

Что касается предыдущего абзаца, вам нужно рассчитывать на то, что аудитория не задается вопросом: «Почему этот кислород не связывается с водородом до этого момента?» Возможно, вместо этого вы могли бы использовать другие химические вещества, которые обеспечили бы вам лучшее и более надежное оправдание, но я не химик. Вы также можете просто не объяснять это полностью и оставить это на уровне «Элементы, выбрасываемые из лун газовой планеты и притягиваемые к планете, обеспечивают медленную, устойчивую экзотермическую реакцию, которая поддерживает температуру и плотность планеты. Это не будет длиться вечно, так как материал в Луны не бесконечны, но такая ситуация продлится много жизней». Это немного волнообразно, но это не является необоснованным и может быть возможным.

Резюме

С уменьшенной массой это повышение температуры, возможно, не должно быть значительным. Таким образом, с уменьшением массы/размера в сочетании с повышением температуры за счет химического поглощения, что приводит к постепенным эндотермическим процессам, у вас все должно получиться.

С этим связано множество проблем — ОП явно хотела более низкую плотность, чем у стандартного газового гиганта — все, что использует стандартные процессы формирования (как подробно описано в посте astronomy.SE), будет стандартной плотностью. Вдобавок к этому не существует никакой мыслимой химической реакции, которая могла бы нагреть массу такого размера за геологическое время. Горючие вещества (и кислород с нереальной Луны) не добавят ничего, кроме сноски на страницу с подробным описанием теплового баланса планеты. Сверхновые обычно не выбрасывают горючие вещества. Газовые гиганты с малой массой должны иметь ледяное, а не каменистое ядро.
@jdunlop 1) Метод формирования не определяет плотность. На другие переменные, влияющие на плотность, в свою очередь, может влиять метод формирования, но независимо от метода моей главной мыслью было «сделать его меньше и менее массивным». 2) Этот астрономический пост был о том, как получить газовые планеты меньшего размера, и предполагалось, что газовая планета меньшего размера возможна. 3) Химическая реакция не обязательно должна быть единственной причиной, поддерживающей планету теплее, но в любом случае я просто выдвинул еще одну идею, и я специально указал, что эта часть была натянутой, но, скорее всего, пройдет больше всего ... (1 /2)
(2/2) ... приостановка недоверия зрителей. 4) Я думал о том, что сверхновая выбрасывает кислород, чтобы помочь другим химическим процессам, но вы правы, для этого нужно нечто большее. Вся моя секция обогрева была маргинальным дополнением, и я указал, что это растяжка, но она занимала больше места, чем моя основная часть, поэтому, возможно, мне следует укоротить или удалить ее.