Czy Jowisz jest w całości wykonany z gazu?

18

Słyszałem, że Jowisz jest zrobiony z gazu. Ale w szkole dowiedziałem się, że Jowisz ma grawitację 2,5 razy większą niż Ziemia (grawitacja, która może rozerwać kometę), a grawitacja jest proporcjonalna do masy.

Więc jeśli Jowisz jest zbudowany wyłącznie z gazu, to w jaki sposób ma tak wysoką grawitację i utrzymuje tyle księżyców wokół niego?

Napastnicy
źródło
6
Jowisz ma dużo gazu. Nie siedź obok niego w teatrze.
Brian S,
2
Jowisz składa się (głównie) z pierwiastków, które są gazami w standardowych warunkach temperatury i ciśnienia (STP, 0-20 ° C, 1 atm) . Jowisz w większości nie występuje w STP - ciśnienia są tak duże u większości tych olbrzymów, że te „gazy” są sprężane w cieczach i ciałach stałych, co daje całkowitą gęstość porównywalną z wodą (1,33 g / ml dla Jowisza, 0,68 g / ml dla Saturn).
Nick T
1
@Nick T. Gorące egzoplanety Jowisz mogą mieć gęstości podobne do ołowiu. Nadal są gazowymi gigantami. Gaz w centrum Słońca wynosi 160 razy większą gęstość niż woda.
Rob Jeffries,
1
@Nick T Nie, to nie jest subiektywne. Cząsteczki gazu nie mają (lub przynajmniej mają mało) energii interakcji w porównaniu z ich energiami kinetycznymi. Materiał w centrum Słońca zachowuje się (prawie) jak gaz idealny.
Rob Jeffries
1
Napastnicy - nie dodawaj nowych pytań jako edycji. Kometa uderzyła w Jowisza - obrazy są w Internecie. Prawdopodobnie nie uderzył w rdzeń jako taki - spadałby, dopóki gęstość nie byłaby dopasowana, więc może znajdować się na powierzchni cieczy.
Rory Alsop,

Odpowiedzi:

13

Nie ma znaczenia, czy ciało jest zbudowane z gazu, skał, cieczy lub plazmy, wszystkie cztery stany materii mają masę. Jak wiemy, masa tworzy pole grawitacyjne, a im większa masa, tym silniejsza grawitacja - a Jowisz ma masę ziemską 317x.

wieczny
źródło
masz na myśli, że nie trzeba mieć na tym skały, że Jowisz ma grawitację z powodu masy gazu.
Strajkujący
1
uderzacze - rdzeń jest prawie na pewno płynny (głównie wodór i hel), ale nawet gdyby było tam ciało stałe, nie byłoby skały. Grawitacja sprowadza się całkowicie do masy. Nie ma znaczenia, w jakiej formie jest ta masa.
Rory Alsop,
Metaliczny wodór, jak widzieliśmy, ma gęstość około 0,6 g / cm3: astronomy.stackexchange.com/questions/8251/... skały biegną od około 2 do 7 lub więcej na cm sześciennych. O ile nie nastąpi zmiana fazy stałego wodoru w pobliżu rdzenia, te skały będą chciały zatonąć. Oni mieli dużo czasu, aby to zrobić.
Wayfaring Stranger,
12

Kometa Shoemaker – Levy 9 uderzyła w Jowisza kilka lat temu.

Oprócz tych cząsteczek wykryto emisję ciężkich atomów, takich jak żelazo, magnez i krzem, z liczebnością zgodną z tym, co można znaleźć w jądrze komety.

Te ciężkie pierwiastki są zgodne z tym, że kometa przynajmniej częściowo składa się ze skały. Wiadomo, że Jowisz zawiera przynajmniej trochę skały. W rzeczywistości uważa się, że gazowe olbrzymy tworzą się wokół początkowego małego skalistego lub metalowego rdzenia, który ma wystarczającą grawitację, aby pobierać wodór, hel, wodę itp. Z mgławicy protoplanetarnej. Przez „mały skalisty rdzeń” zwykle sugeruje się coś o masie dwóch lub więcej ziem. Pole grawitacyjne takiego ciała utrudnia nawet wodór osiągnięcie prędkości ucieczki.

Wayfaring Stranger
źródło
1
Podane przez ciebie źródło wydaje się dwuznaczne, czy ciężkie atomy pochodzą z Szewca – Levy'ego czy z samego Jowisza. Ponieważ podejrzewa się, że Jowisz jest stały tylko do 78% jego promienia (ISBN 0816051968) i ponieważ przewiduje się, że zewnętrzne warstwy jego stałego rdzenia będą wodorem metalicznym, uważam za niezwykle nieprawdopodobne, aby istniały ciężkie atomy, takie jak żelazo, magnez i krzem. w takich stężeniach, że można by je opisać jako komety. Emisje musiały pochodzić z rozpadu samej komety.
Matthew Piziak,
3
@MatthewPiziak Jasne, nie chciałem sugerować inaczej. Ale teraz są kamieniem i częścią Jowisza. Aby Jowisz był całkowicie nieskalisty, jak zostało to poproszone, musiałbyś wymyślić mechanizm wykluczający przekazywanie ziaren pyłu i asteroid z uchwytu śmierci planety grawitacyjnej.
Wayfaring Stranger,
4
Ach, przepraszam, źle cię zrozumiałem. Rozumiem co teraz mówisz. Ponieważ Shoemaker – Levy jest teraz częścią Jowisza, dlatego Jowisz zawiera żelazo, magnez i krzem. :)
Matthew Piziak,
9

Zgadzam się ze wszystkimi tutaj (oczywiście), że grawitacja na „powierzchni” Jowisza jest całkowicie zdeterminowana przez masę zawartą w tej powierzchni. Kompozycja nie robi różnicy.

Różnię się jednak niektórymi odpowiedziami na tytułowe pytanie. Po prostu nie wiemy, czy Jowisz ma skaliste jądro.

Popularną teorią formowania się gigantycznych planet jest to, że muszą one zacząć od utworzenia skalistego / lodowego jądra o masie 10-20 razy większej niż masa Ziemi. To następnie powoli gromadzi się przez kilka milionów lat, aż urosnie na tyle masywnie, że wystarcza krótki okres akrecji gazu, który buduje całą jego masę. Zobacz inne popularne konto na http://blog.planethunters.org/tag/core-accretion/

<1

Odpowiedź może wkrótce nadejść. W lipcu 2016 r. Sonda Juno NASA przybędzie na orbitę wokół Jowisza. Jednym z głównych celów misji jest zebranie większej ilości informacji o tym, jak masywny jest rdzeń w centrum Jowisza, przy użyciu zestawu instrumentów, w tym eksperymentu bardzo wrażliwego na niewielkie zmiany pola grawitacyjnego.

http://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft) http://www.nasa.gov/mission_pages/juno/overview/index.html#.VI9PuiusVSg

Rob Jeffries
źródło
No to jedziemy. Miałem nadzieję, że ktoś o tym wspomni.
HDE 226868
Więc czy odpowiedź nadeszła?
JBentley,
6

Zgodnie z prawem powszechnej grawitacji Newtona po prostu potrzebujesz oddziałujących mas, aby wytworzyć między nimi siłę grawitacyjną. Gazy mają masę i dlatego mogą przyczyniać się do grawitacji. Więc nawet jeśli Jowisz jest całkowicie gazowy, oprócz tego jest tak niesamowicie masywny (tyle gazu!), Że ma znacznie silniejsze przyciąganie grawitacyjne niż Ziemia. W końcu słońce też jest gazowe.

Bądź jednak ostrożny, gdy ktoś porównuje siły grawitacji tak po prostu „2,5 razy”. Zawsze jest w tym ukryte założenie / odniesienie, ponieważ siła zależy od więcej niż tylko masy (np. Odległości). Grawitacja Ziemi jest o wiele silniejsza tam, gdzie siedzę! W przypadku nauczyciela prawdopodobnie oznacza to, że siła grawitacji odczuwana na powierzchni Jowisza jest 2,5 razy większa niż na powierzchni Ziemi. Aby wybrać „powierzchnię” dla gazowej planety, musisz przyjąć więcej założeń.

W każdym razie, pod tytułem pytania, wysoce prawdopodobne jest, że Jowisz nie jest całkowicie gazowy. Mając całą tę materię (nie tylko wodór i hel, ale wszystko inne, z czego składa się wszystko w naszym Układzie Słonecznym) i całe to przyciąganie grawitacyjne, na pewno będziecie mieć wytrącone ciała stałe, które skondensują się w stałe jądro planetarne.

Jonny D.
źródło