Есть ли какая-либо научная причина того, что планеты Юпитера располагаются в порядке убывания размера, или это чистое совпадение? По радиусу это Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун.
С момента начального формирования Солнечной системы и после начального массового образования каждой из планет давайте посмотрим, что мы можем вывести из законов физики.
Любая масса, которая могла бы в дальнейшем накапливаться на любой планете, должна была бы происходить из 3-х мест:
В непосредственной близости от орбиты планеты.
Из-за пределов Солнечной системы и дополнительных объектов пояса Плутона Койпера.
От Солнца как солнечный ветер.
Мы можем предположить, что в первые 200 миллионов – полмиллиарда лет жизни Солнечной системы планеты должны были набрать наибольшую массу за счет (1) сметания астероидов и обломков на своей орбите и в окрестностях. На самом деле Юпитер с его огромной массой продолжает отталкивать заблудшие астероиды в меньшей степени и по сей день.
Случайные встречи с объектами, происходящими из (2) за пределами Солнечной системы, слишком редки и далеки друг от друга, чтобы иметь значение. Космические лучи извне Солнечной системы также не имеют значения для увеличения массы.
Остается (3) солнечный ветер. Увеличивает или теряет планета массу из-за солнечного ветра, зависит от баланса между
а) гравитационная скорость убегания планеты, которая прямо пропорциональна массе планеты
(б) Средняя температура поверхности и атмосферы планеты
(c) Средняя скорость или кинетическая энергия частиц солнечного ветра
(d) Интенсивность магнитного поля планеты.
д) Интенсивность солнечного ветра, обратно пропорциональная квадрату расстояния от Солнца.
Фактор (е) был и остается слишком сильным, чтобы внутренние 4 планеты могли набирать массу за счет солнечного ветра. Дело в том, что скорость убегания будет слишком низкой, чтобы удержать атмосферу при продолжающемся нападении солнечного ветра, как в случае с Меркурием и нашей Луной. Мы можем благодарить магнитосферу Земли за спасение нашей атмосферы от солнечного ветра.
Теперь, когда мы добираемся до места, где находится орбита Юпитера, около 10 а.е., интенсивность солнечного ветра составляет одну сотую от земной. Солнечный ветер, достигающий Юпитера, замедляется и отклоняется к полюсам очень сильным магнитным полем Юпитера. А поскольку скорость убегания настолько высока из-за массы Юпитера, большая часть солнечного ветра поглощается Юпитером, что приводит к увеличению массы солнечного ветра с течением времени. Даже водород не может избежать гравитации Юпитера.
Такой же чистый выигрыш от солнечного ветра применим к следующим трем газовым гигантам Сатурну, Урану и Нептуну. Поскольку они расположены дальше, интенсивность солнечного ветра соответственно меньше. Все три по-прежнему имеют высокую скорость гравитационного убегания из-за их размера, а те, что дальше, имеют очень низкую температуру поверхности, поэтому газам не хватает средней энергии для выхода.
По мере того, как мы удаляемся от Юпитера, проявляется та же динамика увеличения массы за счет захваченного солнечного ветра, хотя и все меньше и меньше из-за расстояния от Солнца.
Хотя солнечный ветер для увеличения планетарной массы сейчас может показаться незначительным, мы должны понимать, что раньше этого не было. И за 5 миллиардов лет таким образом можно набрать массу.
Джон Кеннеди
StephenG - Помощь Украине
Коди
Джек Р. Вудс