Was ist der größtmögliche Planet?
Antworten
Das hängt von vielen Faktoren ab, darunter der Entfernung vom Stern, der Zusammensetzung der Feststoffe des Planeten, der Zusammensetzung der protoplanetaren Scheibe, in der sie entstanden ist, wie viel Material zum Zeitpunkt ihrer Entstehung in der Scheibe verblieben ist und wann oder ob sie wandert oder nicht.
Je näher man dem Stern kommt, desto mehr Material befindet sich in der Gasphase, sodass nur die dichtesten Metalle und Mineralien zusammenkommen und haften können. Die Wärme des Sterns hält alle bis auf die schwersten molekularen Gase zu energiereich, um gebunden zu bleiben. Weiter draußen, wo die Temperaturen niedriger sind, gefriert mehr Material, sodass mehr Feststoffe vorhanden sind, die einem embryonalen Planeten Volumen verleihen und ihm helfen, größer und schneller zu werden. Wassereis ist besonders wichtig, da H2O so reichlich vorhanden ist und bei relativ hohen Temperaturen gefriert. Der Abstand vom Stern, in dem Wasser ausfriert, hat einen besonderen Namen: die Schneegrenze.
Es wird angenommen, dass sich die Kerne von Riesenplaneten außerhalb der Schneegrenzen ihrer Sterne bilden (obwohl sie später oft nach innen wandern), weil dies der einfachste Weg für sie ist, schnell genug groß genug zu werden, um Wasserstoff, Helium und andere Gase zu speichern, damit das Gas sie aufnehmen kann immer noch da sein, wenn sie die kritische Masse erreichen. Es wird angenommen, dass diese kritische Masse etwa dem Zehnfachen der Erdmasse entspricht, obwohl diese Grenze nicht genau festgelegt ist. Sobald sie die kritische Masse erreicht haben und die Gasscheibe nicht verdampft ist, durchläuft der Kern eine außer Kontrolle geratene Wachstumsphase, bis er eine Lücke in der Gasscheibe geschlossen hat, die mehrere Male so groß ist wie der jetzt riesige Planet.
"Aber warte!" Einige Leser könnten sagen: „Kennen wir nicht zwei Gesteinsplaneten mit mehr als 10 Erdmassen?“ Tatsächlich tun wir das: Kepler-10c und BD+20594b , was den Ausschlag für die etwa 17- bzw. 16-fache Masse der Erde gibt. Kepler 10c ist etwa 10 Milliarden Jahre alt und umkreist alle 45 Tage einen Stern mit etwa der gleichen Masse wie die Sonne. Es hat viel Zeit und Hitze gehabt, um eine Gashülle zu verlieren, falls sie jemals eine hatte, daher wurde die Idee in Umlauf gebracht, dass es sich um den abgespeckten Kern eines Gasriesen handeln könnte. BD+20594b ist sehr ähnlich und umkreist seinen Stern mit 0,96 Sonnenmassen alle 42 Tage. Allerdings ist BD+20594b erst 3,3 Milliarden Jahre alt. Wie es so groß wurde, ohne viel Gas anzusammeln, ist eine offene Frage, aber man müsste zumindest davon ausgehen, dass nicht mehr viel Gas im System vorhanden war, als es mindestens die Hälfte seiner Endmasse erreicht hatte. Allerdings ist auch hier die kritische Grenze von 10 Erdmassen unklar. Die tatsächliche Grenze kann höher sein. Oder es könnte etwas ganz anderes in diesem System vor sich gehen.
Raj Vardhan Singh hat eine fantastische Antwort gegeben! Ich habe gerade etwas Neues gelernt. :) :)
Aber wie groß könnte ein Objekt aus Stein werden? Angenommen, wir haben beschlossen, einen supergroßen Felsplaneten zu erschaffen. Gibt es eine Grenze?
Die Antwort hängt von der Beschaffenheit dessen ab, was wir herstellen.
Die Erde hat einen Eisen-Nickel-Kern. Wenn wir unseren Planeten aus Eisen bauen würden, würde es niemals eine Kernfusion geben. Die Obergrenze für die Größe wäre enorm – wir könnten immer mehr Eisen hinzufügen und es würde so gut wie nichts passieren. Irgendwann wäre die Gravitationskraft jedoch so groß, dass sie die Abstoßung zwischen den Eisenkernen überwinden würde. Ich bin mir nicht ganz sicher, was hier passieren würde (ich mache nicht jeden Tag riesige Eisenkugeln!), aber ich vermute, dass der Kern zusammenbrechen und dann wie eine Supernova explodieren würde. Das Ergebnis wäre ein Neutronenstern – wir wären nicht in der Lage, die Masse in das Gebiet des Schwarzen Lochs zu bringen, bevor der Kollaps begann (glaube ich).
Aber wenn wir eine Mischung aus Eisen und Nickel und leichteren Elementen verwenden würden, würde dieser Planet ungefähr zu dem Zeitpunkt aufhören, ein Planet zu sein, als er in der Lage wäre, diese leichteren Elemente zu verschmelzen. Wenn die Mischung eine angemessene Menge Wasserstoff enthalten würde, dann könnte dies die Größe eines Roten Zwergs haben (etwa 7 % der Größe der Sonne). Aber das ist, wenn es nicht zuerst ein Gasriese wird. Wenn nicht, könnte unser Planet noch größer werden! Wir bräuchten ein großes Objekt, um mit der Verschmelzung von Kohlenstoff oder Sauerstoff zu beginnen.
Ich gehe davon aus, dass dieses Objekt isoliert erstellt wird. Wenn wir dies in einem Gebiet bauen würden, in dem es Gas zu absorbieren gibt, könnte dieser Planet von einem felsigen Planeten zu einem Gasriesen werden, lange bevor wir eine dieser Grenzen erreichen.
Da meine Antwort ziemlich unsicher ist, können Sie hier gerne Kommentare abgeben und Änderungen vorschlagen. Aber ich bin ziemlich sicher, dass man eine sehr große Eisenkugel herstellen könnte – größer als jeder felsige Planet, den wir wahrscheinlich jemals finden werden.