Планета из железа

Очень близкий вариант такой планеты уже существует в нашей Солнечной системе. Это первая планета Меркурий (не химический элемент ртуть, а планета). Википедия утверждает:

Хотя высокая плотность Земли в значительной степени является результатом гравитационного сжатия, особенно в ядре, Меркурий намного меньше, и его внутренние области не так сжаты. Поэтому, чтобы иметь такую ​​высокую плотность, его ядро ​​должно быть большим и богатым железом.

Ядро Меркурия составляет 42% всего его объема. Напротив, ядро ​​Земли составляет ничтожные 17% от всего ее объема. Однако я не могу ничего сказать о присутствии элемента ртути на этой планете. Железо встречается в нашей Солнечной системе гораздо чаще, чем ртуть. Сверхновая, создавшая обломки, из которых сформировалась наша Солнечная система, содержала намного больше железа, чем ртути. Железо имеет атомный номер 26, и гораздо более вероятно, что оно образуется в ядре красного гиганта, чем ртуть, которая более чем в два раза тяжелее (с атомным номером 80).

В основном вы ожидаете, что планеты с высоким содержанием железа находятся близко к их родительским звездам. Простейшая причина в том, что солнечный ветер уносит атмосферу планеты и некоторые более легкие элементы, оставляя позади только тяжелые. В нашей Солнечной системе внутренний пояс содержит 4 планеты земной группы, а внешний пояс содержит газовых гигантов. Весьма вероятно, что значительная часть внутренних планет была унесена солнечными ветрами и позднее была захвачена внешними планетами, что сделало их поистине чудовищными планетами.

Так что в целом да, планеты с очень высоким содержанием железа возможны. Однако планеты, содержащие такое же высокое содержание ртути (элемента), очень маловероятны.

При этом вопрос о жизни на таких планетах носит чисто оценочный характер. Я бы не ожидал , что на этих планетах появится земная жизнь. Мы, будучи углеродсодержащими организмами и привыкли видеть жизнь только одного типа, понятия не имеем, что на самом деле определяет жизнь и как она может формироваться. Для нас жизнь невозможна без воды (и ее много). И затем вам нужны питательные вещества и большое количество необходимых химических веществ, чтобы дать толчок эволюционной истории так, как это произошло на Земле . Мы не можем сказать, как может развиваться жизнь на других планетах и ​​при каких условиях. Мы также не знаем, какой будет жизнь.

Если начать с остатка звезды, теоретически возможно, что планета, состоящая в основном из железа и более тяжелых элементов, могла образоваться в результате разрушения звезды. Фрагмент ядра солнцеподобной звезды ближе к концу ее жизни будет в основном состоять из железа от звездного синтеза, смешанного с тяжелыми элементами, которые были втянуты в звезду из исходного Молекулярного Облака . Такой мир был бы чрезвычайно радиоактивным и сначала был бы раскаленным добела, но в конечном итоге поверхность остыла бы и затвердела.

Я ожидаю, что кора такого мира будет в основном состоять из железа, подобно тому, как земная кора в основном состоит из базальта с эквивалентом континентальной коры , состоящей из более легких переходных металлов , таких как титан и хром, и некоторых соединений с более низкой плотностью, образованных более тяжелыми элементами. . Мантия действительно будет содержать хороший процент ртути, но почти наверняка будет содержать намного больше свинца, чем любой другой отдельный компонент, образовавшийся в результате распада многих более тяжелых радиоактивных элементов, которые изначально находились в звездном ядре, а также будет содержать много все еще радиоактивных изотопов. что еще не сгнило.

Я ожидаю, что этот мир будет чрезвычайно геологически активным, мантия будет намного горячее, чем земная, и мир в целом будет иметь гораздо больший запас тепла на гораздо более длительный срок. Она будет горячее, потому что она состоит из более плотных минералов с более высокой теплоемкостью , а также потому, что из-за гораздо большего количества радиоактивного распада постоянно поступает больше тепла, чем на Земле. В мире будет больше запасов тепла благодаря трем механизмам; реакции кристаллизации с более высокой энергией, повторная кристаллизация и растворение из-за радиоактивного распада, дестабилизирующего кристаллические структуры, и, из-за относительно высоких уровней радиоактивных изотопов (в процентах от всего), более радиогенный нагрев, включая изотопы с более длительным периодом полураспада.

Мантия, вероятно, будет иметь вязкость, аналогичную вязкости Земли, если не быть даже более жидкой из-за высокого процента свинца и других тяжелых металлов с низкой температурой плавления. Если эти предположения верны, то тектоника будет почти идентична земной, но с более высокими температурами и другими «горными породами», образующими минералы/сплавы.

У жизни, какой мы ее знаем, то есть основанной на углероде и растворимой в воде, не было бы шансов в таком мире, по крайней мере, на начальном этапе. Слишком много ионизирующего излучения, слишком много тяжелых металлов в земной коре и слишком мало элементов, необходимых нам для функционирования. Кислород, углерод, водород, азот, кальций и фосфор составляют 99% массы человеческого тела ( Источник ), и все они, за исключением, возможно, Водорода, будут исчезающе редкими в этом остаточном мире.

Теперь возможно, что такой мир сможет накопить большие объемы более легких элементов на более поздних этапах своей эволюции в результате столкновения с обломками планетной системы, если таковая имеется, звездной системы, центром которой была звезда, частью которой он был. Этот материал изначально должен был покрыть мир, образуя геологически недолговечный «жизненный слой», который мог поддерживать жизнь на основе углерода в течение некоторого времени, прежде чем тектоническая активность смешала этот материал с мантией.

Дайте мне знать, если вы хотите, чтобы я углубился в какие-либо из этих вещей, я довольно легко прошелся по многим частям.

Жизнь невозможна ни в одной из имеющихся у нас моделей, но планета очаровательна.

Поскольку эта планета (IronForge) имеет такую ​​высокую концентрацию очень тяжелых металлов, она, вероятно, образовалась из остатков очень тяжелой сверхновой или серии сверхновых. Земля содержит лишь следовые количества ртути по сравнению с земным соотношением кремнезема и железа.

Масса Земли состоит в основном из железа (32,1%), кислорода (30,1%), кремния (15,1%), магния (13,9%), серы (2,9%), никеля (1,8%), кальция (1,5%). и алюминий (1,4%); остальные 1,2% состоят из следовых количеств других элементов.

Итак, если мы возьмем все эти элементы и умножим их атомную массу на три, сохранив соотношение тем же, мы получим следующий список:

• Меркурий
• Хром
• Технеций
• Криптон
• Индий
• Радон
• Прометий
• Цирконий

Любой свободный кислород давно израсходован. Жизни на основе углерода и жизни на основе кремния будет очень трудно найти ресурсы для формирования клеточных структур.

Возможна ли жизнь? Крайне маловероятно, и если есть жизнь, она, очевидно, не будет похожа на жизнь на Земле. Сместив вес IronForge намного выше по сравнению с соотношением кремния и железа в земле, количество промышленных тяжелых металлов в земной коре и в окружающей среде будет намного выше, чем на Земле. При радоно-криптоновой атмосфере любой жизни нужно будет очень сильно бороться с излучением, исходящим от радона и продуктов распада радона.

Это никоим образом не приятное место для посещения людьми. Сам воздух радиоактивный, и повсюду есть тяжелые металлы.

Оценить, какие элементы будут в земной коре или в ядре, я не в состоянии. Было бы интересно иметь ртутное ядро, потому что его проводимость очень высока.

16 Психея имеет поверхность , которая, по оценкам, на 90% состоит из металла (железа), так как имеет чрезвычайно высокое радиолокационное альбедо. Предполагается, что это бывшее ядро ​​протопланеты, где гравитация начала отделять металлы от минералов, но затем скалистая оболочка была разрушена, оставив только металлическое ядро. Однако, несмотря на то, что он описывается как «металлический мир», плотность ниже, чем у Земли, поэтому я не уверен, в чем причина несоответствия.

Орбитальный аппарат планируется запустить в 2023 году.

Атмосфера скалистых планет в значительной степени образовалась в результате выделения газа из вулканической мантии. Это была «вторая атмосфера» Земли, первая после водородно-гелиевой туманной атмосферы. Если бы планета подверглась достаточно сильному удару, чтобы оторвать большие части мантии, источник большей части этого выделения газа исчез бы, поэтому атмосфера вокруг нее была бы тоньше, чем обычно.

Железо — последний элемент, который образуется в больших количествах перед тем, как звезда коллапсирует в нейтронную звезду или черную дыру. Все более тяжелые элементы имеют гораздо меньше распространенности во Вселенной , поскольку в основном они образуются только при слиянии нейтронных звезд. Это чрезвычайно сильные астрономические явления, которые также крайне редки, что ограничивает количество тяжелых элементов, которые могут оказаться на планетах.

Таким образом, почти полная железная планета — это самое тяжелое, что вы можете получить. Я бы не подумал, что что-то вроде ртутной планеты возможно.