質問:
地球の1gの固体表面重力は、太陽系外惑星にとって異常に高いですか?
LocalFluff
2014-03-06 23:20:45 UTC
view on stackexchange narkive permalink

太陽の惑星の表面重力はすべて1gに近く、0.38〜2.53です(偶然にも約e倍)。ガス巨人の雲頂重力はここではあまり面白くありませんが、それらの固体表面の重力(もしあれば)は高くなる傾向はないと思います。いわゆるスーパーアース系外惑星は、一般に軽いガス大気を蓄積する可能性が高いようです。これにより、たとえば輸送中に測定されたサイズに比べて、予想される固体表面重力が減少します(とにかくそうだと思います)。

正当な理由があります。宇宙の惑星の動物園で、私たちの地球が表面重力のトップリストで高いスコアを獲得することを期待するには?堅固な不動産では、ここにあるよりも実質的に(10分の数倍のように)重力が大きいのは珍しいことですか?

ウィキペディアの表面重力:

  • 水銀0.38
  • 金星0.90
  • 地球1.00
  • 火星0.38
  • 木星2.53
  • 土星1.07
  • 天王星0.89
  • ネプチューン1.14
三 答え:
#1
+9
Gerald
2014-03-07 04:33:02 UTC
view on stackexchange narkive permalink

この論文によると、図。 4、任意の質量(地球の質量の最大3,000倍)の固体惑星は、直径が地球の約3倍または4倍にはあまり成長しません。これは、惑星の内部が高圧によって圧縮されるためです。地球の質量の3,000倍より重い惑星は、星への移行帯にあります。岩石の惑星の場合、それらは、核融合を開始することができない、白いまたは黒い矮星と物理的特性(コアの電子縮退)が似ている星下の物体になりますコアに軽い要素がないためです。

表面重力は、平均密度$ \ rho $と、惑星の半径$ r $に比例します:$ g = \ frac {4 \ pi} {3} G \ rho r $、$ G $は重力定数です。

地球のおよその組成を持ち、地球の質量の3,000倍の惑星地球の半径の約3倍、つまり27倍の体積、3000/27 = 111倍の密度です。したがって、その表面重力は333gになります。これは、惑星と呼ばれるものの表面重力の上限に近いものです。純粋な鉄惑星があれば、私たちは少し先を行くことができます。少なくとも理論的には、この上限を下回る任意の表面重力が固体惑星で可能です。

論文の1284ページによると:

数百から数千の地球質量の巨大な固体太陽系外惑星が、原始惑星系円盤に十分な重い元素が含まれる巨大な星(BおよびO星、5〜120個の太陽質量)の周りに形成できる可能性があります。

BおよびOタイプの星はまれであり(主系列星の0.13%)、短命(1億年未満、より正確には$ 10 ^ {10未満)です。 } \ cdot 18 ^ {-2.5} $年、質量> 18太陽質量の場合)。したがって、先験的に不可能ではありませんが、説明されているタイプの大きな固体惑星もまれです。

これまでに発見された推定表面重力が最も高い惑星(2014年3月8日)は CoRoT-Exo-3b(「表面重力」列を太陽系外惑星テーブルに追加し、その列で並べ替えます):

CoRoT- Exo-3bの半径は1.01±0.07R_Jupで、同期軌道で4。26日ごとにF3タイプのプライマリを通過します。質量21.66±1.0M_Jup、密度26.4±5.6 g cm-3、表面重力logg = 4.72は、通常の太陽系外惑星とは明確に区別されており、これまでに発見された中で最も興味深い太陽系外惑星です。

logg = 4.72の表面重力は、表面重力が$ 10 ^ {4.72} \ mbox {cm} / \ mbox {s} ^ 2 = 52,480 \ mbox {cm} / \ mbox {に等しいことを意味しますs} ^ 2 = 53.5〜g。$ この研究では、exoplanets.orgのExoplanet OrbitDatabaseとExoplanetDataExplorerを利用しました。

CoRoT-3b onウィキペディア

惑星と星の形成は異なり、あなたが意味する「遷移ゾーン」は存在しません(褐色矮星の砂漠:その質量の範囲内にある検出されたオブジェクトはありません)。あなたが答えるもう一つの問題は、あなたが話しているそれらの岩だらけの惑星にとって、それらは核融合を行うことができないだろうが、それでも白色矮星または黒色矮星になるということです。白色矮星は恒星の残骸であり(つまり、以前は星だったので、以前に核融合を行ったことがあります)、黒色矮星は、宇宙が若すぎてそれらを持てない理論上の物体です。
@usethedeathstar http: // www.crunchthenumbers.net/crunch-the-numbers/2012/11/4/distribution-of-exoplanets-masses.html;褐色矮星の砂漠とは、褐色矮星のクローズアップを指し、中心星の自転周期よりも短い公転周期を意味します。星のスペクトル型TおよびYも参照してください。 (http://en.wikipedia.org/wiki/Stellar_classification)
それでも、彼らは白または黒の矮星であってはならず、褐色矮星または準褐色矮星でなければなりません。 13の木星質量は、水素ではなく重水素の融合を開始するときです。
#2
+4
Donald.McLean
2014-03-07 00:08:21 UTC
view on stackexchange narkive permalink

表面重力は次の2つの関数です。

  1. 質量
  2. 半径
  3. ol>

    質量は、の3乗に比例します。半径に平均密度を掛けたもの。重力は半径の2乗に比例します。その結果、同じ密度の2つの惑星がある場合、惑星が大きいほど重力が高くなります。

    ただし、平均密度が大きな要因になる可能性があります。

    地球:

  • 平均密度5.515g / cm3
  • 平均半径6371.0km

金星:

  • 平均密度5.243 g / cm3
  • 平均半径6051.8km

木星:

  • 平均密度1.326g / cm3
  • 平均半径69911±6km

(出典: Earth Venus Jupiter aのWikipediaページ>)

したがって、金星は地球よりもわずかに小さく、密度もわずかに低く、地球の重力の90%を与えます。木星ははるかに大きい(10倍以上)が、密度ははるかに低く(約4分の1)、地球の重力の10/4または約250%になります。

私の理解では、地球はかなり小さいですが、異常に密集しています。現在の技術で検出できる惑星のうち、より多くの惑星がより大きく、および/またはより重くなると思います。これらの特性により、検出が容易になるからです。

宇宙では、私たち自身の太陽系とそれほど変わらない分布が見つかり、地球は平均のちょうど高い側に落ちると思います。

水星の密度は5.4なので、隣人とよく合います。それでも、それはより大きなが密度の低い火星と同じ表面重力を持っています。ですから、惑星の固体表面重力を約1gで超える傾向がある、より一般的な物理的プロセスがあるのではないかと思いました。
私はこれを間違って読んでいますか、それとも8つのデータポイントをディストリビューションと呼んでいますか?私たちの太陽系について私たちが知っていることに基づいて惑星形成の理論を基にすると、少数の統計が行われています。
本当ですが、これまでに入手した完全なデータはこれだけです。別の方法は、「主に意見に基づく」として質問を閉じることです。
@usethedeathstar,
@usethedeathstar,はい、たった8つです。しかし、それらは8つの非常に異なる惑星です!地球の表面重力の約3倍をはるかに超える一般的な惑星タイプをどのように想像できますか?すでに10gにはある程度の想像力が必要であり、私が理解している限り、今日見つかった太陽系外惑星は一般に密度が低いと考えられています。
@LocalFluff 10〜30g(log g 4〜4.5 cm / s ^ 2)は、ガス巨人(木星サイズ程度)の間でかなり一般的です。このペーパーの表2を参照してください:http://iopscience.iop.org/0004- 637X / 646/1/505 / pdf / 64046.web.pdf
#3
  0
Elinvar
2015-04-14 15:58:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

最終的には、太陽系外惑星について十分な知識がありません。今のところ、私たちのすべてのデータは、ドップラーウォブルを使用して検出しやすいより大きな惑星、またはホスト星が私たちに対してそれを覆っているときに減光することによって簡単に検出できる大径の惑星(ほぼ確実にガス巨星)に偏っています。より多くのデータが毎日届きます。Keplarがそうであったように素晴らしいのですが、データから本当に難しい結論を引き出す前に、少なくともJames-Webbがオンラインになるのを待つ必要があると思います。

データがなければ、私たちが信頼できるのは、私たちがかなり得意とする惑星形成の理論だけです。
結果として、地球はおそらくそのサイズの平均的な惑星よりも密度が高くなります。開発の早い段階で、おおよそ火星サイズのオブジェクト(Theiaと呼ばれる)と衝突します。テイアの核は地球の核に吸収されていたでしょうが、両方の外層が剥ぎ取られて、私たちの月に合体するリングを作成しました。これは、その距離で形成される惑星よりも高い質量のコアを持つ地球を残します。

これは地球型惑星の密度で見ることができます。

-オブジェクト-------密度(g cm-3)-----半主軸(AU)-

------ -------平均----非圧縮m -----------------------

-水銀----- 5.4 --------- 5.3 ------------- 0.39 ------------

-金星---- --- 5.2 --------- 4.4 ------------- 0.72 ------------

-地球- ------ 5.5 ---------- 4.4 -------------- 1.0 -------------

-火星-------- 3.9 ---------- 3.8 -------------- 1.5 ---------- ---

クレジット、ウィキペディア

星に近い惑星は、質量分化の結果として、当然、密度が高くなります。惑星の中心または太陽降着円盤の中心に沈むより密度の高い物質。

居住性の観点から見て
密度は表面重力と正の相関があることがわかっているので、地球は、1つの太陽質量のカテゴリの星の周りのハビタブルゾーンにある惑星の平均表面重力よりもわずかに高いと予想できます。

とはいえ、ほとんどの星には1つの太陽質量がなく、宇宙のほとんどの星は赤色矮星であり、太陽よりもはるかに暗くて軽いため、ハビタブルゾーンが狭く狭くなります。 。赤色矮星の周りに住むことができる惑星は、質量降着雲が少なく、それぞれ星に近いため、おそらく小さくて軽いですが、密度が高くなります。

太陽系外惑星の大部分は、赤色矮星を周回する水星に似た惑星であると予想できます。
この場合、地球は地球型惑星に比べて表面重力が高いと予想できます(同じ直径のはるかに大規模な地球型惑星が存在しますが)、すべての惑星を考慮に入れるとほぼ平均重力です。



このQ&Aは英語から自動的に翻訳されました。オリジナルのコンテンツはstackexchangeで入手できます。これは、配布されているcc by-sa 3.0ライセンスに感謝します。
Loading...