¿Por qué los planetas más allá del cinturón de asteroides están hechos de gas, sin una superficie como los planetas interiores?

Se cree que los planetas exteriores tienen núcleos metálicos rocosos como los planetas interiores. Simplemente tienen una cantidad masiva de líquido y gas que rodea esos núcleos, por lo que no podemos verlos.

Aproximadamente 5 UA del Sol es un límite llamado “línea de escarcha”. Más allá de este punto, la energía del Sol es lo suficientemente débil que se pueden formar hielos a partir de sustancias como el amoníaco y el metano. Se cree que estos hielos proporcionaron masa adicional a los núcleos del planeta exterior para que tuvieran un pozo de gravedad más profundo, evitando que escapen su hidrógeno y helio capturados. También se cree que los vientos solares del joven y enérgico Sol arrojaron cantidades masivas de hidrógeno y helio en el sistema solar exterior, proporcionando más gas para que los planetas exteriores barran.

Existe una idea errónea de que los gigantes gaseosos no tienen una superficie. Lo hacen, pero la transición de superficie a no superficie no es tan distinta como en los planetas rocosos. En la Tierra, por ejemplo, el suelo es mucho, mucho, mucho más denso que el aire sobre él.

El gas más bajo en una atmósfera es más denso que el gas más alto en una atmósfera porque tiene el peso del gas por encima que lo aprieta. Entonces, las atmósferas muy profundas pueden ser muy densas cerca del fondo.

En la Tierra, si tuviéramos que comenzar en el espacio y descender a través de la atmósfera, mediríamos un aumento gradual de la densidad a medida que descendemos. El aire se volvería más y más denso y luego, de repente, habría tierra.

Pero en un planeta como Júpiter, la experiencia sería diferente porque la atmósfera es mucho más grande. Comenzaríamos a descender y el aire se volvería cada vez más espeso, y cada vez más espeso. Se volvería tan denso que parecería líquido, y luego se volvería aún más denso. Cuando llegamos al núcleo metálico rocoso, la diferencia de densidad entre la roca y la atmósfera no sería notable.

Ahora, una advertencia: en algunos lugares arriba, dije “se piensa”. Esas son teorías bastante bien establecidas, pero las observaciones recientes de exoplanetas (planetas que orbitan alrededor de estrellas lejanas) han revelado planetas como Júpiter mucho más cerca de su estrella. Los astrónomos están trabajando actualmente en modelos para explicar esa formación y lo que significa para los modelos que usamos para describir nuestro sistema solar.

Además de las excelentes respuestas de Robert y Malcolm, me gustaría retomar algo que Robert dijo al final de su respuesta y correr es un poco más: parece que muchos exoplanetas gigantes de gas están mucho más cerca del sol . Existe una gran cantidad de especulaciones de que nuestros gigantes gaseosos se formaron mucho más cerca del sol y posiblemente migraron hacia el exterior, posiblemente causando caos en el sistema solar temprano. Esto también pudo haber sido la causa del “bombardeo pesado tardío”, cuando la tierra y la luna fueron golpeadas fuertemente por meteoritos. Su migración causó cambios drásticos en las órbitas de los planetas, y el paso a través del cinturón de asteroides provocó el lanzamiento de meteoros y cometas a sus grandes órbitas excéntricas que vemos hoy. Esto es, por supuesto, teoría y especulación, pero es una buena teoría desde una perspectiva imaginativa.

Se cree que todos los planetas tienen un núcleo sólido, sin embargo, los planetas exteriores están lo suficientemente lejos del calor del Sol como para que los gases puedan acumularse y no ser evaporados. Los planetas interiores son simplemente demasiado calientes para que los gases ligeros como el hidrógeno y el amoníaco permanezcan en los planetas, ya que el oxígeno y el nitrógeno son más pesados ​​y pueden ser transportados por gravedad a los planetas rocosos en la zona de Ricitos de Oro si los planetas son lo suficientemente grandes, pero incluso la Tierra pierde una pequeña fracción de su atmósfera al viento solar, Mercurio está demasiado cerca del Sol para retener ningún gas.
Zona habitable circunestelar
Planeta Ricitos de Oro

NO son sin superficie. TIENE algún tipo de superficie allí Y un núcleo de hierro y níquel para anclar todo ese gas durante millones o miles de millones de años. El viento solar habría disipado el gas bastante rápido si no hubiera un núcleo con una superficie para anclar todo ese gas durante miles de millones de años. Si cree de otra manera, está totalmente delirante o tiene una enfermedad mental y necesita ayuda profesional. El hidrógeno ASA NO PUEDE establecerse; e para formar el núcleo del planeta. es FÍSICAMENTE imposible que el hidrógeno haga eso. TODOS los planetas jovianos tienen campos magnéticos globales d, lo que significa que TIENEN que tener núcleos de hierro, níquel y azufre. Tiene que haber algún tipo de superficie.

Debido a la fuerza externa de la radiación (y algo de materia) del sol que crea la heliosfera. Como la roca es mucho más densa que el gas, en el desarrollo temprano del sistema solar, el viento solar empujó el gas mucho más lejos que el material rocoso que forma los planetas terrestres. Es análogo a tener una mesa con algunas plumas y clips de papel al azar. Si se coloca un mini ventilador en el centro de la pila y gira soplando una fuerza externa igual en todas las direcciones, los clips terminarán más cerca del ventilador y las plumas más lejos. Por supuesto, algunas rocas más densas terminarán más lejos del sol y algunos gases más cerca, lo que se vincula con la respuesta de Robert Frost.

Una vez que el sol comenzó a experimentar fusión, su viento solar comenzó a empujar los elementos más ligeros que aún no estaban atrapados en los planetas.

Nadie sabe a ciencia cierta que los gigantes gaseosos y de hielo tienen núcleos sólidos, pero es extremadamente probable.

Incluso si no se formaron alrededor de un núcleo rocoso o metálico, han sido arrojados por meteoritos y asteroides durante miles de millones de años, y todo ese aumento se asentará hacia el centro y se compactará bajo la gravedad del planeta.

Creo que los gigantes gaseosos TIENEN una superficie como otros planetas. Creo que es la locura de mirar una estrella, o la atmósfera exterior de un planeta, e intentar ordenar su composición constituyente total sobre la base de lo que se ve en su atmósfera exterior.