¿Es posible que un planeta rocoso se vuelva tan grande / denso que comience la reacción de fusión en su núcleo y se convierta en una estrella?

Mucho antes de que un cuerpo rocoso crezca lo suficientemente masivo como para iniciar reacciones de fusión en su núcleo, se vuelve más que lo suficientemente masivo como para atraer y retener una atmósfera de gas lo suficientemente espesa como para que la atmósfera supere la parte rocosa del planeta.

En ese punto, el planeta, por definición, deja de ser un planeta rocoso y se convierte en un gigante gaseoso.

En algún universo hipotético donde no hay suficiente hidrógeno o helio para que un planeta rocoso reúna esa atmósfera, el planeta rocoso aún no puede convertirse en una estrella, porque en este escenario no tendría hidrógeno ni helio como combustible para la fusión, no importa cuán grande o denso se vuelva. Tal planeta también tendría los elementos más pesados ​​hundidos para formar su núcleo, y eso significa un núcleo que será principalmente hierro, y el hierro no puede usarse como combustible de fusión para ninguna estrella. Tal objeto hipotético simplemente se convertirá en materia degenerada a medida que crece, convirtiéndose primero en un enano blanco (o negro) equivalente, luego una estrella de neutrones, luego un agujero negro.

Se necesitan 333,054 Tierras totales para igualar la masa del sol. Entonces se formaría en un planeta grande y denso. La extrema gravedad de la materia fría aplastaría el diámetro hasta una esfera de 11,000 km de diámetro, como se muestra en la tabla de límites de Chandrasekhar a continuación sobre la masa degeneración de electrones a diámetro. El tamaño máximo para un planeta rocoso como la Tierra es de 85,600 kilómetros de diámetro o 300 masas terrestres. Por encima de 300 masas terrestres, el radio del planeta disminuye con el aumento de la masa en forma de enana blanca. [1]

La Tierra tiene 14,460,200,000,000,000,000 kg de hidrógeno, principalmente atrapada en compuestos químicos como el agua. La Tierra del peso del Sol tendría entonces 4.816.031.111.855.320.000.000.000 kg de hidrógeno que saldría de sus enlaces químicos por la presión y el aumento de la temperatura. Esto cubriría la superficie del planeta con una atmósfera de hidrógeno con el 81% de la masa de 1 Tierra.

Es en este punto que el hidrógeno se encendería de la misma manera que una enana blanca que roba hidrógeno de una estrella compañera se enciende ocasionalmente. Bajo ciertas circunstancias, el resultado es una supernova de tipo 1a. [2] Dado que la masa de hidrógeno es significativamente superior [matemática] 10 ^ {- 8} [/ matemática] masa solar de hidrógeno, el umbral de supernova de tipo 1a, podría estabilizarse en una estrella de vida corta. Debido al volumen de hidrógeno, esta estrella planetaria ardería durante unos 250,000 años y sería 16,000 veces más brillante que el Sol en la actualidad. Después de quemar el hidrógeno, habría un mini flash de helio que brillaría intensamente durante unas breves semanas como máximo antes de convertirse en una enana negra fría cubierta de carbono. Aunque este proceso de enfriamiento tomaría cientos de miles de millones de años, ya que el calor de los elementos radiactivos en descomposición en el planeta generaría 9.658.566 teravatios durante miles de millones de años después de que el helio desapareciera. Si bien esto lo mantendría muy caliente, es solo el 0.0004% del equivalente de la salida del sol por metro cuadrado. Esto se basa en los 29 teravatios que produce la Tierra a partir de este proceso multiplicado por las masas de tierra totales en este planeta.

Notas al pie

[1] https://arxiv.org/pdf/1401.1814.pdf

[2] Enanas blancas

Lo que encontramos en la naturaleza es que esos “planetas rocosos duros” son estrellas de neutrones al final de la vida de una estrella.

O son gigantes de gas inusualmente densos, capaces de recolectar grandes cantidades de gas como atmósfera.

Pero una vez que has estrangulado un núcleo estelar con mucho hierro / níquel, la configuración nuclear más estable, obtienes una supernova o la estrella simplemente colapsa.

Entonces no. Realmente no. Stony es el final de la vida de una estrella.

No.

Las reacciones de fusión solo funcionan entre elementos livianos: hidrógeno, helio, etc. A medida que los átomos se hacen más grandes, cada vez es más difícil fusionarlos. Los átomos de hierro (y arriba en la tabla periódica) son completamente incapaces de fusión.

Dado que los planetas rocosos están hechos de rocas … hierro, níquel, etc., no van a comenzar la fusión, no importa cuán grandes se vuelvan.

Es poco probable que un planeta rocoso esté hecho principalmente de elementos ligeros (hidrógeno, helio, etc.), por lo que requeriría mucha más energía de partida para experimentar la fusión. Probablemente también tendría elementos más pesados ​​que inhibirían la fusión. Entonces, si bien puede ser imposible, ¡tiene que ser poco probable!

Yo creo que no. Los planetas rocosos son rocosos porque son tan pequeños que no han podido mantener sus gases más ligeros. Por lo tanto, son mucho más ligeros que Júpiter, o los otros gigantes gaseosos. Digamos menos de una quinta parte de Júpiter. Por otro lado, la masa requerida para comenzar un goteo de fusión y convertirse en una enana marrón es de aproximadamente 13 masas de Júpiter. Por lo tanto, un planeta rocoso tendría que multiplicarse por casi 100 para lograr la salida insignificante de una enana marrón, y otro factor de aproximadamente cinco para convertirse en una enana roja, una “estrella real”.