Насколько велика (то есть радиус) может быть планета?

Я знаю, что нормальные планеты не становятся больше, чем Юпитер (или 2 радиуса Юпитера, если они горячие), так как добавление большего количества газа просто увеличивает плотность, а не радиус, пока вы не достигнете состояния коричневой карликовой звезды.

Эта сжимаемость, я полагаю, является свойством общего среднего материала, который образует звездные системы, поскольку сверх критического размера он аккрецирует окружающий газ, а также пыль в облаке. То есть это в основном водород и четверть гелия с небольшим количеством другого материала.

А как насчет тела, сделанного из другого материала, например, из камня или металла? Не беспокоясь о процессах формирования планет, просто атомы собираются вместе и чувствуют собственную гравитацию. Возможно, его нужно выращивать медленно, чтобы у него было время остыть, прежде чем добавлять больше. В остальном никаких специальных приемов: что же будет, если навалять материал подходящего состава?

Я подозреваю, что нормальные представления о минералах не могли бы существовать под таким давлением, даже если бы их тщательно остыли. Но могут ли элементы, отличные от H и He, по-прежнему сжимать свой объем таким же образом, или каменистый мир сможет достигать размеров в миллионы миль?

А как насчет более экзотических случаев, таких как «пухлая» планета, о которой я слышал, плотность которой равна пенополистиролу?

Ответы (2)

Пухлые планеты имеют тенденцию быть похожими на Юпитер или Сатурн, вероятно, с меньшей массой, чем у Юпитера, возможно, с более низкой металличностью, но наиболее важным фактором является тепло. Либо близко к солнцу, либо недавно образовался. Тепло расширяет газовые планеты. Вы правы в том, что по мере того, как вы добавляете больше массы, масса планеты Юпитера имеет тенденцию не увеличиваться, но если внутреннего тепла достаточно, газовые планеты-гиганты могут стать немного больше, чем Юпитер. Были обнаружены планеты размером до 2 радиусов Юпитера (хотя в этих оценках есть некоторая неточность), но увеличение размеров Юпитера в значительной степени является фактором высокой температуры.

Скалистые миры никогда не станут такими большими, как Юпитер. Большая масса предотвратит это, и после определенной массы каменистый мир вряд ли останется тем, что мы считаем каменистым. Выше определенной массы он удерживает водород, который является самым распространенным газом во Вселенной, и это придает массивному каменистому миру вид, больше похожий на газового гиганта.

Но чтобы ответить на ваш вопрос теоретически, если бы у вас был каменистый мир с массой Юпитера и незначительной атмосферой, он никогда не смог бы приблизиться к диаметру Юпитера. Масса давит внутренности планеты. Меркурий, например, состоит из более плотного материала, чем Земля. Более высокое содержание железа, но менее плотная, чем Земля, потому что масса Земли сминает ее каменистую мантию и металлическое ядро. Когда вы начинаете получать каменистый мир с массой Юпитера, дробление становится значительным, и вы никогда не сможете построить каменистый мир, близкий к размеру Юпитера. Как и в случае с водородом, он достигнет определенного максимального размера, а затем начнет уменьшаться под действием гравитации. Даже так называемый «неуплотняемый» материал уплотняется под давлением внутри больших планет. Железо имеет плотность 7,874 г/см 3и чуть меньше, чем при высокой температуре, но металлическое ядро ​​Земли имеет плотность 12,6–13,0, и это в первую очередь за счет дробления. Когда вы достигаете массы Юпитера, дробление и плотность значительно больше.

При массе примерно солнечной планета была бы меньше Земли, и в основном она напоминала бы белую карликовую звезду, и ее больше нельзя было бы различить как каменистый мир.

Я могу добавить несколько ссылок, чтобы подтвердить это, если это необходимо, и если кто-то хочет выполнить математику или дать более подробный ответ, не стесняйтесь.

Я думаю, что это в принципе правильно. Планета-гигант поддерживается давлением вырождения в ее ядре, которое зависит от плотности и количества электронов на атомную единицу массы. «Каменный материал» содержит меньше водорода, поэтому каменистый Юпитер (они все равно будут газом/жидкостью) будет немного меньше.
@RobJeffries Какая-то очень плохая математика, если мы предположим вдвое большую массу на электрон, в основном в два раза большую плотность, тогда получится радиус примерно 80%, однако меньший радиус при равной массе соответствует на 59% большей гравитации, поэтому На 59 % больше дробления, которое увеличивается по мере того, как он становится меньше. Очень грубая оценка, я думаю, вы смотрите на максимальный размер 70%-75% радиуса, интуитивно я думаю, что более высокая концентрация железа и значительно более низкий водород сожмут планету сильнее, но я думаю, что это про потолок в этом теоретич.
Я не понимаю вашей точки зрения. В (идеальной) полностью вырожденной ситуации при фиксированной массе радиус зависит от мю е − 5 / 3 , куда мю е - количество единиц массы на электрон. Для чистого водорода мю е знак равно 1 , чистое железо имеет мю е знак равно 2,15 . Но газовые гиганты — это не чистый водород, а каменистый материал — не чистое железо.
Я думаю, дело только в том, что 2 к -3/5 довольно значительно. Это составляет около 66% радиуса. Я думаю, это зависит от того, что вы считаете «немного меньше». Вероятно, глупо уточнять это и/или обсуждать семантику «немного». Очевидно, что каменистого Юпитера не будет, так как он естественным образом собирает водород и имеет приличный процент газа вокруг себя, но вопрос был в размере каменистого Юпитера. 70% радиуса кажется справедливой приблизительной оценкой, если я что-то не упустил.

Максимально возможный радиус планеты, вероятно, на сегодняшний день неизвестен, потому что современные методы наблюдения не только дадут нам предвзятое представление о распределении радиусов планет, но также трудно отличить планеты от коричневых карликов.

Однако текущие данные предполагают ограничение примерно в 2 радиуса Юпитера.

Энциклопедия внесолнечных планет

Я спрашивал о физических пределах, а не о нормальной формации (которая производит газовых гигантов).
Насколько велика (то есть радиус) может быть планета?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v