Quelle est la plus grande planète possible ?
Réponses
Cela dépend de nombreux facteurs, notamment la distance à l'étoile, la composition des solides de la planète, la composition du disque protoplanétaire où il s'est formé, la quantité de matière restant dans le disque au moment de sa formation et le moment où il migre ou non.
Plus vous vous rapprochez de l’étoile, plus il y a de matière en phase gazeuse, de sorte que seuls les métaux et minéraux les plus denses peuvent se rassembler et se coller. La chaleur de l’étoile gardera tous les gaz moléculaires, sauf les plus lourds, trop énergétiques pour rester liés. Plus loin, là où les températures sont plus basses, davantage de matière gèle, il y a donc plus de solides pour donner du volume à une planète embryonnaire et l'aider à grandir plus rapidement. La glace d'eau est particulièrement importante car l'H2O est très abondante et gèle à une température relativement élevée. La distance à l'étoile à laquelle l'eau gèle porte un nom spécial : la ligne des neiges.
On pense que les noyaux des planètes géantes se forment à l'extérieur des lignes de neige de leurs étoiles (bien qu'ils migrent souvent vers l'intérieur plus tard), car c'est le moyen le plus simple pour eux de devenir suffisamment gros pour retenir l'hydrogène, l'hélium et d'autres gaz assez rapidement pour que le gaz puisse se former. seront encore là lorsqu’ils atteindront la masse critique. On estime que cette masse critique est environ 10 fois supérieure à la masse de la Terre, bien que cette limite ne soit pas bien limitée. Une fois qu'ils auront atteint la masse critique, si le disque de gaz ne s'est pas évaporé, le noyau connaîtra une phase de croissance incontrôlée jusqu'à ce qu'il comble un espace dans le disque de gaz plusieurs fois plus grand que la planète désormais géante.
"Mais attendez!" Certains lecteurs pourraient dire : « Ne connaissons-nous pas maintenant 2 planètes rocheuses supérieures à 10 masses terrestres ? En effet, nous le faisons : Kepler-10c et BD+20594b , faisant pencher la balance à environ 17 et 16 fois la masse de la Terre, respectivement. Kepler 10c a environ 10 milliards d’années et orbite autour d’une étoile ayant à peu près la même masse que le Soleil une fois tous les 45 jours. Elle a eu suffisamment de temps et de chaleur pour perdre une enveloppe de gaz, si jamais elle en avait une, c'est pourquoi l'idée a été lancée qu'elle pourrait être le noyau dénudé d'une géante gazeuse. BD+20594b est très similaire, tournant autour de son étoile de masse solaire de 0,96 tous les 42 jours. Cependant, BD+20594b n’a que 3,3 milliards d’années. Comment est-il devenu si gros sans accumuler beaucoup de gaz est une question ouverte, mais il faudrait au moins supposer qu'il ne restait plus beaucoup de gaz dans le système au moment où il avait atteint au moins la moitié de sa masse finale. Mais encore une fois, la limite critique de 10 masses terrestres est floue. La limite réelle peut être plus élevée. Ou bien il se pourrait qu’il se passe quelque chose de complètement différent dans ce système.
Raj Vardhan Singh a donné une réponse fantastique ! Je viens d'apprendre quelque chose de nouveau. :)
Mais quelle peut être la taille d’un objet fait de roche ? Supposons que nous décidions d’essayer de créer une planète rocheuse extrêmement énorme… y a-t-il une limite ?
La réponse dépend de la constitution de ce que nous faisons.
La Terre possède un noyau de fer et de nickel. Si nous construisions notre planète en fer, elle ne subirait jamais de fusion nucléaire. La limite supérieure de taille serait énorme : nous pourrions ajouter de plus en plus de fer et pratiquement rien ne se passerait. Cependant, à un moment donné, la force gravitationnelle serait si grande qu’elle surmonterait la répulsion entre les noyaux de fer. Je ne suis pas entièrement sûr de ce qui se passerait ici (je ne fabrique pas de boules de fer géantes tous les jours !), mais je soupçonne que le noyau s'effondrerait puis exploserait comme une supernova. Le résultat serait une étoile à neutrons - nous ne serions pas en mesure d'amener la masse sur le territoire du trou noir avant le début de l'effondrement (je pense).
Mais si nous utilisions un mélange de fer, de nickel et d’éléments plus légers, alors cette planète cesserait d’être une planète à peu près au moment où elle serait capable de fusionner ces éléments plus légers. S’il y avait une bonne quantité d’hydrogène dans le mélange, alors cela pourrait être de la taille d’une naine rouge (environ 7 % de la taille du soleil). Mais c’est à condition qu’elle ne devienne pas d’abord une géante gazeuse. Sinon, notre planète pourrait devenir encore plus grande que cela ! Nous aurions besoin d'un gros objet pour commencer à fusionner du carbone ou de l'oxygène.
Je suppose que cet objet est construit de manière isolée. Si nous construisions cela dans une zone où il y avait du gaz à absorber, cette planète pourrait passer du statut de rocheuse à celui de géante gazeuse bien avant que nous atteignions l'une de ces limites.
Il y a pas mal d'incertitude dans ma réponse, alors Quorans : n'hésitez pas à commenter et à suggérer des changements ici. Mais je suis raisonnablement certain que vous pourriez fabriquer une très grosse boule de fer – plus grande que n’importe quelle planète rocheuse que nous pourrions jamais trouver.