Существует ли верхний предел массы планет земной группы?

Экзопланета Kepler-10c имеет массу, в 15-19 раз превышающую массу Земли (что делает ее сравнимой по массе с Нептуном), и все же считается, что она имеет плотность около 7 г/см 3 и является планетой земной группы, с существенная доля «горячего льда»

Существует ли верхний предел массы планет земной группы, или могут образовываться каменистые планеты, которые больше, чем Kepler-10c?

Эта, более старая, статья в Universe Today предполагает, что планеты земной группы не могут образовывать более 5-10 земных масс , что значительно меньше, чем Kepler 10c.

Разве ограничение размера для планет земной группы не происходит просто из-за того, что они собирают газ и становятся газовыми гигантами, если становятся слишком массивными? Что вблизи G-звезды, 0,24 а.е., не должно быть газа. Но и на такой маленькой орбите не должно быть так много материала. И мигрировавший газовый гигант должен был сохранить свою атмосферу, даже горячие Юпитеры. Это звезда возрастом 10 миллиардов лет, может быть, она находится в фазе красного гиганта, сдувая атмосферу мигрировавшего газового гиганта?
Что понимается под «земной планетой»? Вы имеете в виду, существует ли верхний предел массы планеты, состоящей из определенных элементарных составляющих, или верхний предел массы существования определенных фаз этих элементарных составляющих?
Под земной планетой я подразумеваю планету, состоящую в основном из силикатных пород и металлов (определение из Википедии).
Верхний уровень массы, до которого может добраться каменистая планета, должен быть немного больше, чем наблюдаемые 15-19 масс Земли, но проблема в том, что эта масса, вероятно, удерживает слишком много водорода. это действительно поднимает интересный вопрос о том, что вы называете планетой, которая имеет скалистую внутреннюю часть в 20 или более земных масс, но газовый гигант снаружи. Основываясь на диаграмме en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape , вы можете получить очень горячую Землю с космической скоростью около 30 000 км/с и при этом потерять водород и гелий. Это соответствует примерно 20 или около того массам Земли.

Ответы (1)

Я бесстыдно сошлюсь на ответ, который я написал на Worldbuilding , на почти идентичный вопрос. Ламмер и др. (2014) предположили, что «суперземли» с массой 2 - 5 М ⊕ 1 может сохранять массивные водородно-гелиевые оболочки до ∼ 10 25 килограммы. Выше этого, примерно до 10 М ⊙ или более, существуют «мини-Нептуны», возможно, состоящие из летучих веществ и имеющие значительные газовые оболочки 2 . Другими словами, существует переходная область между планетами земной группы и газообразными планетами (включая газовых карликов), которая в значительной степени зависит от того, сможет ли планета удерживать оболочку в течение значительного периода времени.

Частично это зависит от окружающей среды. Например, вы цитируете Kepler-10c как возможный верхний предел для планет земной группы. Причина, по которой Kepler-10c не может быть газовой планетой, по мнению Дюмуска и др. (2014) объясняют, что она находится слишком близко к своей родительской звезде, чтобы сохранить водородную оболочку. Скорее всего, он потеряет большую часть такой атмосферы из-за побега Джинса, того же механизма, который приводит к хтоническим планетам . Тогда возможно, что Kepler-10c был бы ледяным гигантом, если бы он сформировался дальше от Kepler-10. Он имеет аналогичную массу и потенциально аналогичный состав; просто он оказался намного ближе к своей родительской звезде, чем Нептун.

Это несколько неудовлетворительный ответ, но просто не существует четкой границы, которая разделяет планеты земной группы и газовые планеты, точно так же, как нет четкой границы между массивными газовыми гигантами и, скажем, коричневыми карликами .

1 Есть, конечно, исключения, такие как Kepler-138a , который имеет массу, подобную Земле, но является хорошим кандидатом в газовые карлики.
2 Дополнительную информацию о переходной области см., например, в Lopez & Fortney (2013) .

Существует ли верхний предел массы планет земной группы?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 2v