Các hành tinh khí nhỏ có thể tồn tại?

29

Hầu hết các hành tinh khí được biết đến (Sao Mộc, Sao Thổ, v.v.) đều rất lớn. Họ thậm chí còn được gọi là " người khổng lồ khí ".

Có thể tồn tại một hành tinh khí xung quanh kích thước Trái đất? Nếu đúng thì tại sao; nếu không, tại sao?

planet gas-giants

— Zoltán Schmidt
nguồn

1

Vì nó là bản beta, tôi nghĩ tôi có thể đề cập đến những thứ trong bình luận của mình! Đó là những câu hỏi mà tôi cảm thấy sự cần thiết của LaTeX. Tôi sẽ mất 5 phút để đặt phương trình và trả lời câu hỏi này, nhưng không thể tìm ra cách giải thích nó bằng lời! :(

— Cheeku

2

@Cheeku: Chỉ cần đặt

của bạn

Phương trình

tính bằng đô la đơn hoặc kép, như

.

L A T E X

$\LaTeX$

e^{- x^{2}}

$e^{-x^2}$

— Gerald

Titan nhỏ và đá và có một bầu không khí dày đặc. Nó không có từ trường hoặc đủ lực hấp dẫn để giữ nó trong thời gian dài, vì vậy tôi cho rằng nó được bổ sung bằng cách thoát khí chủ động. Một số ngôi sao có khả năng đã bắt được một số sao chổi có kích thước hành tinh trong quỹ đạo gần để nó hút hết các chất bay hơi nặng của nó khi các khí với tốc độ nhanh hơn nhiều. Titan không chính xác là một đứa trẻ mới trong khối, vì vậy nó có thể được tính là "ổn định" về thời gian một ngôi sao như Mặt trời tồn tại.

— LocalFluff

13

Theo bài báo "Kích thước hành tinh tối thiểu để hình thành các hành tinh kiểu Jovian bên ngoài - Sự ổn định của bầu khí quyển đẳng nhiệt bao quanh một protoplanet" (Sasaki, 1989), không chỉ có thể, mà còn được đề xuất là một giai đoạn tiến hóa cho sự phát triển của Thiên vương tinh và Hải vương tinh. Nhưng có một vài điều kiện để cho phép điều này xảy ra, chủ yếu là do khoảng cách từ mặt trời, do đó nhiệt độ.

Phát hiện của bài báo cho thấy khối lượng tới hạn của 'sự sụp đổ khí quyển' là 0,2 khối lượng hiện tại của Trái đất trong khoảng cách 5 AU hoặc lớn hơn đối với hệ mặt trời của chúng ta (tất nhiên giá trị này sẽ thay đổi, tùy thuộc vào ngôi sao mẹ). Khối lượng tới hạn này làm tăng sự gần gũi của bạn với ngôi sao mẹ - bài báo tuyên bố rõ ràng rằng Sao Thủy và Sao Hỏa quá nhỏ để điều này xảy ra.

7

Có một vài vấn đề lớn với việc gọi một cái gì đó là một hành tinh khí nhỏ và tất nhiên phụ thuộc vào định nghĩa của bạn về một hành tinh . Bằng cách phân loại hiện được chấp nhận (không bao gồm Sao Diêm Vương), một hành tinh phải là:

đủ lớn để được làm tròn (tức là được tổ chức cùng nhau) bởi khối lượng riêng của nó,
phải quay quanh một ngôi sao, và
đã xóa khu vực quỹ đạo của nó.

Tất cả những điểm này phần lớn là tranh luận, nhưng hai vấn đề lớn mà một hành tinh khí nhỏ sẽ phải tự duy trì trong thời gian dài hơn trong và sau khi hình thành trong đĩa tiền đạo là:

Nó sẽ ở quá gần mặt trời, nó quay quanh và lực hấp dẫn của hành tinh giữ nó lại với nhau sẽ không đủ để ngăn chặn nó bị thổi bay từng lớp một cách hiệu quả bởi hoạt động của mặt trời, vì vậy cuối cùng bạn có thể gọi hành tinh khí nhỏ như vậy là một hành tinh vì nó sẽ không tồn tại, hoặc
nó có thể sẽ được hình thành khoảng cách lớn từ mặt trời của nó và có thể không ở trong quỹ đạo xung quanh nó sau khi nó bị xóa với sự bồi đắp đường ra khỏi đĩa tiền đạo và đi lừa đảo. Vì vậy, cuối cùng bạn có thể gọi hành tinh khí nhỏ như vậy là một hành tinh ngoại tự do trôi nổi hoặc một hành tinh bất hảo .

Một vấn đề khác mà chúng tôi chưa thảo luận là chúng tôi không có bằng chứng quan sát rằng các hành tinh khí nhỏ như vậy thực sự tồn tại, bất cứ điều gì bạn có thể sẽ gọi chúng. Tất nhiên, vấn đề nằm ở chỗ đơn giản là không có hành tinh khí nào nhỏ hơn Thiên vương tinh hay Hải vương tinh (bạn chọn ứng cử viên của mình cho người nhỏ nhất ; trước đây là ít nhất, và sau đó là ít nhất trong số bốn người khổng lồ khí) trong Mặt trời của chúng ta hệ thống, trong khi các hành tinh khí nhỏ ngoài hệ mặt trời có thể quá nhỏ để có thể phát hiện được trong khoảng cách rất lớn đến các ngôi sao gần nhất của chúng ta bằng bất kỳ phương pháp phát hiện các hành tinh ngoài hệ mặt trời như vậyhoặc chúng ta sẽ không quan sát đủ về quá khứ của hệ thống (tức là khoảng cách) để thấy nó vẫn đang hình thành và nó sẽ mất đi sự kìm kẹp đối với các hành tinh cũ của nó bây giờ là các hành tinh ngoại, hoặc làm xói mòn các hành tinh nhỏ hơn.

Vì vậy, chúng ta có câu hỏi hóc búa này giữa việc chúng tồn tại (có khả năng chúng xảy ra), về mặt lý thuyết là có thể (tôi không nghi ngờ gì), và cuối cùng chúng ta gọi chúng như thế nào, bởi vì cả hai khả năng tôi có thể nghĩ về sự tồn tại của chúng sẽ không được coi là các hành tinh theo quy ước hiện tại về những gì thực sự cấu thành một hành tinh . Protoplanet sẽ không dọn sạch khu phố của nó và exoplanet sẽ không quay quanh một ngôi sao.

— TildalWave
nguồn

6

Điều này có thể giúp bạn

KOI-314c nhỏ ngay cả khi so sánh với Sao Thiên Vương hoặc Sao Hải Vương.

Ngoài ra, hãy tìm "Mini-Neptune" trên Wikipedia.

Vì vậy, có vẻ như những hành tinh "khổng lồ lùn" là có thể.

Mặc dù tôi không có kiến thức cần thiết, tôi tự hỏi liệu có thể tồn tại một hành tinh nhỏ hơn trái đất vẫn có thể được coi là một hành tinh khí hay không.

Ví dụ, chỉ cần nghĩ về một cái gì đó có kích thước sao hỏa hoặc giữa sao hỏa và trái đất về kích thước và khối lượng (theo kích thước tôi có nghĩa là không chỉ phần "rắn", mà bao gồm cả các lớp khí quyển bên ngoài, giống như người ta nhìn thấy ở thị kính - Sao Kim , Titan). Bây giờ, hãy nghĩ về nó như một phiên bản Titan nặng hơn với bầu không khí dày đặc và mở rộng hơn nhiều ... đó có thể được gọi là hành tinh Gas không? Ngoài ra, thiên nhiên không phải phù hợp chính xác với phân loại / kỳ vọng của chúng tôi.

Tôi biết Hydrogen và Helium rất dễ bay hơi và có khối lượng nguyên tử nhỏ, nhưng tôi đoán trong môi trường rất lạnh, ví dụ như vài AU xung quanh sao lùn đỏ / nâu, một hành tinh nhỏ có khối lượng nhỏ (có nghĩa là tốc độ thoát thấp) giữ lại tất cả bầu không khí ban đầu của nó cho các aeon.

Tôi dám nói rằng ngay cả những tác giả khoa học viễn tưởng sáng tạo nhất cũng không dự đoán được sự đa dạng của các hành tinh đang được phát hiện ngày nay!

— Bruno Alessi
nguồn

1

Vì những người khổng lồ khí có mật độ thấp, họ thường nặng ít hơn một hành tinh đá có cùng kích thước. Điều này cũng có nghĩa là trọng lực rất thấp và nó không thể xóa vùng lân cận. Do đó, nó không được định nghĩa là một hành tinh.

— Rino
nguồn

1

Nếu chúng có lõi mật độ cao thì sao? Ví dụ, một hành tinh khí có khối lượng Trái đất với lõi đá có kích thước sao Hỏa?

— peterh nói rằng phục hồi Monica

@peterh Tại thời điểm nào, lõi đá biến nó từ một sao lùn khí thành một hành tinh đá với bầu khí quyển dày đặc (cf Venus)

— Michael

@Michael Mặc dù Sao Kim có bầu khí quyển dày, so với Trái đất, nó hoàn toàn không thể so sánh với, ví dụ, Thiên vương tinh. Toàn bộ khối lượng của Thiên vương tinh là khí, trong khi bầu khí quyển sao Kim, mặc dù dày, nhưng nó gần như không có gì so với khối lượng của toàn hành tinh. Hành tinh có cấu trúc như vậy, ví dụ, lõi đá có kích thước sao Hỏa và bầu khí quyển có khối lượng Trái đất, không tồn tại trong Hệ Mặt trời và kiến thức từ các ngoại hành tinh rất xa để tìm thấy. Nhưng dường như với tôi có thể. Tôi chỉ hỏi, nếu nó tồn tại.

— peterh nói rằng phục hồi Monica