Der Exoplaneten - Thread

[Bynaus]

@TWR: Es ist aber wohl eher eine unter Eigen-Gravitation komprimierte Gestein/Eisen/Wasser(?)-Mischung.

Wie Massereich sind so für gewöhnlich die Kerne von Gasriesen?

Schwierig zu sagen - wir kennen ja nur gerade zwei richtige Gasriesen. Jupiter hat weniger als 10 Erdmassen (vielleicht auch gar keinen), Saturn irgendwo zwischen 10 und 20 Erdmassen.

könnte es eine übermäßig starke Verteilung von Schweren Elementen gegeben haben das es schlicht zu wenig Gas gab das den Gasriesen bilden konnte

Ja, in dem Sinn, dass der Planet sich vielleicht erst gebildet hat, nachdem das (leichte, H, He-reiche) Gas zum grössten Teil weg war, also nach ein paar Millionen Jahren - aber warum? Warum eine derart späte Bildung?

Ich könnte mir aber auch denken, dass der Godzilla-Planet durch aufeinanderfolgende Kollisionen eines ursprünglich dichtgepacken Systems von einigen Supererden (jede, sagen wir, 3-7 Erdmassen schwer) entstanden ist, bis am Ende nur noch Godzilla übrig war. Kepler 10b war da zu weit entfernt und ist entkommen.

[Spocky]

Es müssen vielleicht nicht unbedingt Supererden gewesen sein. Es könnten auch Gasplaneten gewesen sein, die kollidierten, die infolge des Zusammenstoßes ihr Gas verloren haben, also zumindest hatte sich durch die Wucht das Gas so weit entfernt, dass es für den Sonnenwind angreifbar war.

[Liopleurodon]

Ich könnte mir aber auch denken, dass der Godzilla-Planet durch aufeinanderfolgende Kollisionen eines ursprünglich dichtgepacken Systems von einigen Supererden (jede, sagen wir, 3-7 Erdmassen schwer) entstanden ist, bis am Ende nur noch Godzilla übrig war.

Solch ein Monsterplanet wäre eines der möglichen Endprodukte, wenn sich Sean Raymonds ultimativ gepacktes Sonnensystem von weiter oben selbst zerlegt.

[Bynaus]

@Spocky: Hm, ich hab da so meine Zweifel. Das müsste man simulieren bzw. zumindest rechnen bzw. zumindest abschätzen: wie viel Gas kann man mit der Kollisionsenergie zweier Gasriesen überhaupt rauswerfen? Ich würde sagen: Höchstens die Masse des kleineren der beiden Gasriesen (soviel Masse wie reingeht geht auch wieder raus). Dann hätte man aber immer noch das Gas des grösseren Gasriesen. Ich glaube nicht, dass das funktioniert. Der Sonnenwind spielt hier wohl keine Rolle - gravitativ gebundenes Gas würde in einem sehr kurzen Zeitraum wieder zum Gasriesen zurückfinden.

@Liopleurodon:

[Spocky]

Ja, aber darf man da wirklich nur den Impuls rechnen, oder muss man dabei auch mit einbeeziehen, dass das ganze sich dann aufheizt, folglich ausdehnt und am äußeren Ende dann weniger Anziehung vorhanden ist, bzw. hat man dann nicht anfänglich viele aufgeschmolzene Trümmer, die zwar durch Gravitation gebunden sind, die aber relativ "offen" und in jedem Fall angreifbar wären und so nicht so viel Gas halten könnten?

[Liopleurodon]

Das eigentlich faszinierende an der Entdeckung ist allerdings, dass der Stern 11 Milliarden Jahre alt sein soll. Damit hätte sich das System nur 3 Milliarden Jahre nach dem Urknall gebildet. Schon so früh muss es also schwere Elemente in ausreichender Menge gegeben haben.

[Bynaus]

Ja, aber darf man da wirklich nur den Impuls rechnen, oder muss man dabei auch mit einbeeziehen, dass das ganze sich dann aufheizt, folglich ausdehnt und am äußeren Ende dann weniger Anziehung vorhanden ist

Alles was du in die Heizung steckst geht am Impuls ab, und Heizen ist auch eine Form von "Impulsübertragung". Letztlich ist doch die Frage, wie viele Wasserstoffatome man auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen kann (die grösere Entfernung in einer aufgeheizten Atmosphäre spielt hier nur bedingt eine Rolle, denn die Energie muss ja erhalten bleiben: dh, mit der Ausdehnung des Gases auf grössere Entfernungen muss auch eine Abkühlung einhergehen). Die naheliegende, heuristische Antwort wäre: in etwa so viele, wie die eingetragene kinetische Energie auf Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen kann - und da bezweifle ich eben, dass am Ende alles Gas weg ist. Du kannst ja mal zu rechnen beginnen.

Wenn der Gasanteil von Anfang an klein ist (also eher sowas wie ein Eisriese als ein "richtiger" Gasriese wie Jupiter und Saturn) ist es natürlich einfacher. Also sagen wir, zwei Planeten mit je 10 Erdmassen und jeweils 20% Gas und 80% Gestein können vermutlich zu einem Gesteinsplaneten mit ~100% Gestein verschmelzen. Aber nicht zwei Planeten mit je 100 Erdmassen und 90% Gas.

[Thomas W. Riker]

@TWR: Es ist aber wohl eher eine unter Eigen-Gravitation komprimierte Gestein/Eisen/Wasser(?)-Mischung.
(...)
Ja, in dem Sinn, dass der Planet sich vielleicht erst gebildet hat, nachdem das (leichte, H, He-reiche) Gas zum grössten Teil weg war, also nach ein paar Millionen Jahren - aber warum? Warum eine derart späte Bildung?

Ich könnte mir aber auch denken, dass der Godzilla-Planet durch aufeinanderfolgende Kollisionen eines ursprünglich dichtgepacken Systems von einigen Supererden (jede, sagen wir, 3-7 Erdmassen schwer) entstanden ist, bis am Ende nur noch Godzilla übrig war. Kepler 10b war da zu weit entfernt und ist entkommen.

Ich tendiere bei 10b und 10c eher zu Nickel-Eisen-Kernen, zumal 10b ja sogar eine Dichte von 8,8 g/cm³ bei 4,56 Erdmassen hat.
Er jagt ja in nur 20 Stunden bei einem Abstand von 0,017 AU ~2.500.000 km um Kepler-10.

Das System ist rund 2 1/2 mal so alt wie unser Sonnensystem.
Da es sich auch um einen G-Stern handelt, ist es sicher nicht absurd, anzunehmen, dass es dort ein paar Hundert Erdmassen an leichteren Atomen gab.
(Gut 20 Erdmassen an schweren Elementen passen ja auch zu unserem System.
Uranus und Neptun sollen ja auch schwere Kerne von wenigen Erdmassen haben.)
Vllt haben sich die leichten Elemente einige Lichtmonate vom Stern entfernt und diese Körper sind so weit ausgedünnt, dass sie nicht detektierbar sind.

[Bynaus]

@TWR: Hier ist das Preprint des Artikels: [1405.7881] The Kepler-10 planetary system revisited by HARPS-N: A hot rocky world and a solid Neptune-mass planet

Die Dichte von 10b ist ca. 5.8+-0.8, die von 10c ist ca. 7.1+-1.0.

Skaliert man einen Planeten mit erdähnlichem Eisen-Gesteinsgemisch hoch, wobei die gravitative Selbstkompression berücksichtigt bleibt, so skaliert der Radius in etwa mit R = M^0.27. Mit 3.33 und 17.2 Erdmassen käme man deshalb auf einen Radius von 1.38 und 2.16 Erdradien. Die Radien beider Planeten sind etwas grösser als das (1.47 und 2.35). Das deutet darauf hin, dass die unkomprimierte Eisen/Gestein/Wasser/Wasserstoff-Mischung der beiden Planeten etwas weniger dicht als jene der Erde sein muss. Sprich, entweder weniger Eisen pro Gestein, oder mehr Wasser / Wasserstoff pro Gestein.

Vllt haben sich die leichten Elemente einige Lichtmonate vom Stern entfernt und diese Körper sind so weit ausgedünnt, dass sie nicht detektierbar sind.

Wie meinst du das? Bei 11 Milliarden Jahren Alter ist jegliches Gas, das da mal in der Scheibe war, längst weg - viel, viel weiter als ein paar Lichtmonate. Die Frage ist nicht, wo die leichten Elemente hin sind, die Frage ist, warum dieser Planet trotz seiner gewaltigen Masse kaum leichte Elemente akkretiert hat. Eine späte Bildung (durch Kollision von Felsplaneten) wäre eine (aber sicher nicht die einzige) denkbare Erklärung.

Es ist vielleicht eher überraschend, dass es schon so früh so viel schwere Elemente gab. Der Stern ist auch generell ärmer an Metallen als die Sonne, mit [Fe/H] = -0.15, dh, er hat in etwa 70% des Eisengehalts der Sonne.

[Thomas W. Riker]

Danke Bynaus,
ich hatte zu den Planeten die jetzt veralteten Daten aus der Kepler-HP (link oben).

Eine Dichte von ~5,8 passt gut zu Merkur, Venus und Erde und die Hauptbestandteile von Merkur sind Wasserstoff, Natrium und Sauerstoff.

Da Kepler-10 wie die Sonne ein G-Stern ist dürfte ein Äquivalent einer Oortschen Wolke ebenfalls einen Radius von ca 1,5 Lichtjahren haben, und ein paar Hundert Erdmassen leichter Elemente fallen da kaum auf.

Spannend wäre es sicher, wenn man etwas über das Sternenstehungsgebiet von Kepler-10 wüsste, aber nach 11 Milliarden Jahren Geschwister zu finden dürfte nahezu hoffnungslos sein.

[Bynaus]

die Hauptbestandteile von Merkur sind Wasserstoff, Natrium und Sauerstoff.

Natronlauge? Nein, bestimmt nicht. Die Hauptbestandteile von Merkur - wie auch aller anderen Felsplaneten iim Sonnensystem - sind Sauerstoff, Silizium, Eisen, Magnesium.

Da Kepler-10 wie die Sonne ein G-Stern ist dürfte ein Äquivalent einer Oortschen Wolke ebenfalls einen Radius von ca 1,5 Lichtjahren haben, und ein paar Hundert Erdmassen leichter Elemente fallen da kaum auf.

Ach so meinst du das. Nun, ob der Stern eine Oortsche' Wolke hat, ist unklar. Beim Sonnensystem denkt man ja, dass dafür die vier Gasriesen nötig waren. Solche Gasriesen hat man bei Kepler 10 aber nicht gefunden (wobei das nicht heissen muss, dass es sie nicht gibt - so lange hat man den Stern wohl noch nicht beobachtet). Ein paar hundert Erdmassen wäre deutlich mehr als das was für die Oortsche Wolke geschätzt wird. Aber es geht ja auch eher um Wasserstoff, nicht Wasser, Methan, etc. Und Wasserstoff ist nicht in Oort-Wolken-Objekten gebunden.

Spannend wäre es sicher, wenn man etwas über das Sternenstehungsgebiet von Kepler-10 wüsste, aber nach 11 Milliarden Jahren Geschwister zu finden dürfte nahezu hoffnungslos sein.

Vollkommen hoffnungslos, ja.

[Thomas W. Riker]

Natronlauge? Nein, bestimmt nicht. Die Hauptbestandteile von Merkur - wie auch aller anderen Felsplaneten iim Sonnensystem - sind Sauerstoff, Silizium, Eisen, Magnesium.

Ich hatte im wiki-Artikel den Text so verschoben das in der ersten Zeile dick und fett Hauptbestandteile stand.
Etwas weiter oben stand, dass es sich um die Atmosphäre handelt.
Ich hatte mich schon sehr gewundert

mea culpa

[Bynaus]

mea culpa

Kann mal passieren. Ich hatte schon sowas ("Atmosphäre") vermutet...

[Spocky]

Natronlauge in der Atmosphäre find ich echt ätzend

Sehr dicht ist die Atmosphäre ja nicht, gibts da Angaben zum pH-Wert?

[Bynaus]

Na gut, die Atome werden da wohl eher einzeln als Ionen vorkommen. Man kann da nicht wirklich von Natronlauge reden. Soviel Spass muss aber sein...