¿Cuáles son las limitaciones de tamaño para los planetas? ¿Qué tan grande puede ser el planeta terrestre más grande del universo?

En el sistema solar hay cuatro planetas terrestres, dos gigantes gaseosos y dos planetas helados. La forma más fácil de analizar el tamaño de los planetas es establecer el tamaño de la Tierra como 1 radio terrestre y la masa como 1 masa terrestre. El límite del tamaño del planeta depende del tipo de planeta que sea: gas o terrestre.

Actualmente, el planeta más grande del Universo es TrES-4 , que se encuentra a 1.400 años luz de distancia en la constelación de Hércules. Se ha medido que el planeta es un 70% más grande que Júpiter, lo que se traduce en un poco más de 20 radios de la Tierra, pero solo tiene aproximadamente el 80% de la masa de Júpiter. En comparación, el tamaño de Júpiter 11 radios de la Tierra y es 317 veces más masivo que la Tierra.

Los planetas gaseosos contienen más o menos las mismas cosas que el Sol o cualquier otra estrella. Júpiter, por ejemplo, es demasiado pequeño para ser una estrella, aunque está formado por las mismas cosas que el Sol. Aunque es el planeta más grande del sistema solar, es solo alrededor de una milésima parte de la masa del Sol. Sin embargo, si fuera al menos aproximadamente 15 veces más masivo, toda esa masa podría colapsar y calentar el núcleo y eventualmente arder como una estrella, aunque sea una enana roja.

¿ Por qué Júpiter no se convirtió en una verdadera estrella?

Para los planetas terrestres, necesitaría mucha más masa antes de que pueda encenderse y convertirse en una estrella, como miles de veces más que la masa del Sol, dependiendo de si es principalmente rocosa o metálica. El planeta rocoso más grande jamás descubierto es Kepler 10c, con 17 veces la masa de la Tierra. El planeta rocoso más grande en la zona habitable de su estrella madre es Gliese 436 c . Los investigadores estiman que la masa es de aproximadamente 5 masas terrestres y 1.5 radios terrestres.

Si está hablando de planetas habitables, entonces el tamaño está limitado a aproximadamente 2 radios de la Tierra más o menos, más allá del cual la atmósfera será demasiado densa.

Por último, puede ser consciente de que las estrellas terminan su vida activa cuando la fusión alcanza la etapa de “hierro”, lo que significa que el hierro ya no puede fusionarse para crear energía. En consecuencia, si hay un planeta compuesto casi completamente de hierro, entonces el tamaño no tiene límite. Sea lo que sea masa, no puede encenderse para convertirse en una estrella. Por supuesto, después de un límite crítico, agregar más masa solo reducirá el volumen, por lo que puede volverse tan masivo que puede colapsar y convertirse en un agujero negro.

¡Te dejaré con ese pensamiento!

El límite de tamaño para los planetas puede determinarse por varios factores. Los principales factores a tener en cuenta son la composición y la temperatura.

La composición determina la densidad y, finalmente, el límite de volumen de un planeta. Dichas composiciones incluirían …

Composición

Metálico. Un planeta con una composición metálica se basa principalmente en el núcleo de hierro-níquel en el delgado manto de roca de sílice. Mercurio sería un ejemplo de un planeta metálico.

(Mercurio)

Mezcla de roca y metal. Estos planetas tienen núcleos de hierro y repisas de sílice. Tales ejemplos de esto serían como la Tierra, Marte y Venus.

(La tierra)

Principalmente rock. Un planeta con esta composición tiene muy poco contenido de hierro y está hecho principalmente de rocas de sílice más ligeras. La luna que está hecha principalmente de roca de sílice.

(La luna)

Hielo mixto y roca. Un planeta que está hecho de una gruesa capa de hielo de agua y un núcleo rocoso o metálico. Si dicho planeta existe más cerca del sol, el contenido de agua existiría como una capa oceánica planetaria con un manto de hielo-VII debajo. Tales ejemplos incluirán Europa, Ganímedes y Titán.

(Un planeta oceánico hipotético)

(Titán)

Hielo y gas (Ice Giant). Un planeta con una atmósfera rica en hidrógeno y helio con un gran contenido de agua y amoníaco. Dichos planetas tienen una gruesa envoltura de gases ligeros (hidrógeno, helio y metano) con una capa de volátiles comprimidos debajo. Dichos planetas incluyen a Urano y Neptuno.

(Neptuno)

Gas (gigante de gas). Un planeta hecho casi exclusivamente de hidrógeno y helio. Tal planeta tiene una espesa atmósfera de gas con vastos océanos de líquido altamente presurizado o hidrógeno metálico debajo. Dichos planetas incluyen Saturno y Júpiter.

(Júpiter)

Densidad y compresión gravitacional.

El volumen máximo de un planeta de cada tipo de composición depende de dónde la compresión gravitacional aumenta la densidad más rápido que el material agregado aumentando el volumen. La compresión gravitacional es cuando la gravedad de un planeta empaqueta material más allá de su densidad normal. Un ejemplo de esto sería cómo el núcleo de la Tierra tiene una densidad de 12 gramos por centímetro cúbico cuando un hierro tiene una densidad de alrededor de 8 gramos por centímetro cúbico en la superficie.

Se incluirían radios máximos aproximados de cada tipo.

Metálico = ~ 1–1.5 Radios de la Tierra.

Mezcla de metal y roca = ~ 1.5–2 radios terrestres

Roca = ~ 2 radios de la Tierra

Hielo y roca = ~ 2–3 radios de la Tierra

Gigante de hielo = ~ 4–5 radios terrestres *

Gigante gaseoso = ~ 12 radios terrestres *

* Los gigantes de hielo y los gigantes gaseosos que orbitan muy cerca de una estrella pueden tener su atmósfera superior sobrecalentada y aumentar o aumentar su tamaño más de lo que normalmente es posible. Los astrónomos comúnmente dan a estos planetas el apodo de planetas hinchados.

Masa planetaria

La consideración final de los límites de las dimensiones planetarias es la masa. Como se mencionó anteriormente, la compresión gravitacional aumenta la densidad del núcleo de un planeta más allá de lo que se considera normal. Después de un punto, agregar más masa a un planeta realmente comenzará a disminuir el volumen. Alrededor de 13 masas de Júpiter, se alcanza un punto, puede comenzar la fusión de deuterio y el planeta se convierte en una enana marrón. Yendo solo en masa, el límite para un planeta sería, por lo tanto, de 13 masas de Júpiter.

Para responder la pregunta con mayor precisión, el planeta terrestre más grande probablemente no sea mucho más grande que 2 radios de la Tierra. El más grande de los gigantes gaseosos tendría más de 15 veces el radio de la Tierra.

Evitaré complicaciones como “planetas hinchados” aquí.

El tamaño máximo que puede tener un planeta es cuando comienza a aplastar la estructura atómica de su material interior. Este aplastamiento resulta en “materia degenerada”, un estado en el que los electrones deambulan libremente en lugar de estar unidos a los núcleos para formar átomos. La materia degenerada es muy compresible, y agregar masa a un objeto de materia degenerada la reducirá. El objeto de materia degenerada más masivo posible es un poco más masivo que el Sol y casi tan grande como la Tierra.

[0707.2895] Las relaciones radio-masa para exoplanetas sólidos tienen un buen gráfico en la Figura 4, PDF página 21. Para todas las composiciones consideradas, un planeta alcanza su tamaño máximo en aproximadamente 1000 masas terrestres. Aquí están los radios máximos:

  • Hidrógeno-helio: 11 radios terrestres
  • Agua: 5 radios de tierra
  • Roca (MgSiO3): 3.5 radios terrestres
  • Hierro: 2.7 radios de tierra

Bastante grande

¿Cuan grande?

Veamos.


Primero, veremos planetas en general. Llegaremos a los planetas terrestres, más tarde.

Entonces, la formación de gigantes gaseosos se teoriza entre dos procesos diferentes (simplificado):

  • La acumulación de gas en una masa gigante, como Saturno, mientras se hacen los planetas del sistema solar.
  • Un intento de crear una estrella en una nebulosa estelar, pero los gases, como el helio, no se acumulan lo suficiente como para encender una estrella. Como Júpiter.

Debido a que los gigantes gaseosos, siendo los planetas más grandes del Universo, son tan similares a las estrellas, la línea entre si uno es una estrella o un planeta se desdibuja.

Una vez que obtiene ~ x80 la masa de Júpiter, se convierte en una verdadera estrella, con la fusión que se convierte en hidrógeno en helio.

Por encima de cierta masa, los átomos dentro de planetas grandes comenzarán a comprimirse tan severamente que agregar más masa realmente reducirá su planeta.

Los planetas más grandes, en general, son aproximadamente el doble del tamaño de Júpiter.

¿Cuál es el planeta más grande del universo?

Aquí está el planeta más grande del Universo:

Ubicado en la constelación de Hércules, el planeta TRES4 es un 70% más grande que Júpiter en diámetro, pero tiene solo el 80% de la masa de Júpiter. Debido a lo cerca que orbita a su sol, se cree que el intenso calor expande los gases que componen este planeta, lo que da como resultado una densidad casi ‘de malvavisco’.

Sin embargo, un planeta conocido como WASP-17b podría ser más grande, con solo el 50% de la masa de Júpiter.

Ubicado en la constelación de Hércules, el planeta TRES4 es un 70% más grande que Júpiter en diámetro, pero tiene solo el 80% de la masa de Júpiter . Debido a lo cerca que orbita a su sol, se cree que el calor intenso expande los gases para darle una densidad similar a la del malvavisco.


Entre los planetas terrestres, Gliese 436 c podría ser el más grande jamás descubierto, con aproximadamente 5 veces la masa de la Tierra y 1,5 veces su radio.

¿Qué tan grandes se vuelven los planetas? – Universo hoy

Aunque un planeta terrestre puede llegar a ser tan grande como una Súper Tierra, que Gliese 436 c no cumple. Más bien…

En mayo de 2014, se descubrió previamente que Kepler-10c tenía una masa comparable a Neptuno (17 masas terrestres). Con un radio de 2,35, actualmente es el planeta más grande conocido que probablemente tenga una composición predominantemente rocosa .

Super-Tierra – Wikipedia


En general, incluso sabiendo esto, es muy probable que descubramos más Super-Tierras en otros lugares, así como otros gigantes gaseosos que triunfan sobre TRES4.

El más grande actualmente conocido es más de tres veces el radio de Júpiter. Probablemente caliente como una enana marrón debido a la tremenda gravedad. Incapaz de encenderse como una estrella, tal planeta podría calentarse hasta que llueva piedra o hierro.

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