Bu makaleye göre, şek. 4, rastgele kütleli katı gezegenler (Dünya'nın kütlesinin 3000 katına kadar) Dünya'nın çapının yaklaşık üç veya dört katı kadar büyümez. Bunun nedeni, gezegenin iç kısımlarının yüksek basınçla sıkışmasıdır. Dünya'nın kütlesinin 3.000 katından daha ağır olan gezegenler yıldızlara geçiş bölgesinde. Kayalık gezegenler söz konusu olduğunda, fiziksel özelliklerinde (çekirdekte elektron dejenerasyonu) beyaz veya siyah cücelere benzer, nükleer füzyon başlatamayan alt nesneler haline gelirler. çekirdeğindeki hafif elementlerin eksikliğinden dolayıdır.

Yüzey yerçekimi ortalama $ \ rho $ yoğunluğuyla ve gezegenin $ r $ yarıçapıyla orantılıdır: $ g = \ frac {4 \ pi} {3} G \ rho r $, $ G $ yerçekimi sabiti ile.

Kabaca Dünya'nın bileşimine ve Dünya'nın kütlesinin 3.000 katı olan bir gezegen Dünya'nın yarıçapının yaklaşık 3 katı, dolayısıyla 27 kat hacim ve 3000/27 = 111 kat yoğunluk. Yüzey yerçekimi dolayısıyla 333 g olacaktır. Bu, gezegen olarak adlandırılan şeyin yüzey yerçekiminin üst sınırına yakın. Saf demir bir gezegenle biraz öteye gidebiliriz. Bu üst sınırın altındaki herhangi bir yüzey yerçekimi, en azından teoride katı bir gezegen için mümkündür.

Makalenin 1284. sayfasına göre:

Öngezegensel diskin yeterince ağır elementler içerdiği büyük yıldızlar (B ve O yıldızları; 5-120 güneş kütlesi) etrafında, yüz binlerce Dünya kütlesinden oluşan devasa katı dış gezegenler oluşabilir.

B ve O tipi yıldızlar nadirdir (ana dizi yıldızlarının% 0,13'ü) ve kısa ömürlüdür (100 milyon yıldan az; daha doğrusu 10 ABD dolarından az ^ {10 } \ cdot 18 ^ {- 2.5} $ yıl, kütle> 18 güneş kütlesi için). Bu nedenle, önceden imkansız olmasa da, açıklanan türdeki büyük katı gezegenler de nadir olacaktır.

Şu ana kadar keşfedilen en yüksek tahmini yüzey yerçekimine sahip gezegen (8 Mart 2014) CoRoT-Exo-3b ( dış gezegenler tablosuna "yüzey yerçekimi" sütununu ekleyin ve bu sütuna göre sıralayın):

CoRoT- Exo-3b, 1.01 ± 0.07 R_Jup yarıçapına sahiptir ve senkronize bir yörüngede her 4.26 günde bir F3 tipi birincil çevresinde geçiş yapar. 21.66 ± 1.0 M_Jup kütlesi, 26.4 ± 5.6 g cm-3 yoğunluğu ve logg = 4.72 yüzey yerçekimi onu düzenli yakın gezegen popülasyonundan açıkça ayırıyor ve onu şimdiye kadar keşfedilen en ilgi çekici geçiş alt nesnesi yapıyor.

logg = 4.72 yüzey yerçekimi, yüzey yerçekiminin 10 $ ^ {4.72} \ mbox {cm} / \ mbox {s} ^ 2 = 52.480 \ mbox {cm} / \ mbox { s} ^ 2 = 53.5 ~ g. $ Bu araştırma, exoplanets.org'da Exoplanet Orbit Database ve Exoplanet Data Explorer'ı kullandı.

CoRoT-3b Wikipedia.

Yüzey yerçekimi iki şeyin fonksiyonudur:

1. Kütle
2. Yarıçap

Kütle, kütlenin küpüyle orantılıdır. yarıçap çarpı ortalama yoğunluk. Yerçekimi, yarıçapın karesiyle orantılıdır. Sonuç olarak, aynı yoğunluğa sahip iki gezegeniniz varsa, daha büyük gezegen daha yüksek yerçekimine sahip olacaktır.

Ancak ortalama yoğunluk büyük bir faktör olabilir.

Dünya:

• Ortalama yoğunluk 5.515 g / cm3
• Ortalama yarıçap 6371.0 km

Venüs:

• Ortalama yoğunluk 5,243 g / cm3
• Ortalama yarıçap 6051,8 km

Jüpiter:

• Ortalama yoğunluk 1.326 g / cm3
• Ortalama yarıçap 69911 ± 6 km

(kaynak: Dünya, Venüs ve Jüpiter a için Wikipedia sayfaları >)

Yani Venüs, Dünya'dan hem biraz daha küçük hem de biraz daha az yoğun, bu da ona Dünya yerçekiminin% 90'ını veriyor. Jüpiter çok daha büyük (10 kattan fazla) ancak çok daha az yoğun (yaklaşık dörtte biri) ona Dünya yerçekiminin% 10 / 4'ünü veya yaklaşık% 250'sini veriyor.

Anladığım kadarıyla Dünya oldukça küçük, ama alışılmadık derecede yoğun. Mevcut teknolojiyle tespit edebileceğimiz gezegenlerden daha büyük ve / veya daha ağır olmasını beklerdim çünkü bu özellikler onları tespit etmemizi kolaylaştırırdı.

İçindeki tüm gezegenlerden Evren, kendi Güneş Sistemimizden çok da farklı olmayan bir dağılım bulacağımızı ve Dünya'nın ortalamanın sadece yüksek tarafına düşeceğini umuyorum.

Nihayetinde dış gezegenler hakkında emin olmak için yeterince bilgimiz yok; Şimdilik tüm verilerimiz, Doppler yalpalama kullanılarak tespit edilmesi daha kolay olan daha büyük gezegenlere veya bize göre onu tuttuklarında ev sahibi yıldızlarının kararmasıyla tespit edilmesi kolay olan büyük çaplı gezegenlere (neredeyse kesin olarak gaz devleri) doğru çarpıtıldı. Her gün daha fazla veri geliyor ve Keplar ne kadar harika olursa olsun, verilerden gerçekten zor sonuçlar çıkarmadan önce en azından James-Webb'in çevrimiçi olması için beklememiz gerektiğini düşünüyorum.

Veriler olmadan, güvenebileceğimiz tek şey, oldukça iyi olduğumuz gezegen oluşumu teorilerimizdir.
Sonuç olarak Dünya muhtemelen kendi boyutundaki ortalama bir gezegenden daha yoğundur kabaca mars büyüklüğünde bir nesneyle (takma adı Theia) çarpışıyor. Theia'nın çekirdeği dünyanın çekirdeği tarafından emilmiş olacaktı, ancak her ikisinin de dış katmanları sıyrıldı ve ayımızla birleşecek bir halka oluşturuldu. Bu, dünyayı, uzakta oluşan bir gezegenin yapabileceğinden daha yüksek bir kütle çekirdeği ile terk eder.

Bunu karasal gezegenlerin yoğunluklarında görebiliriz;

--Nesne ------- Yoğunluk (g · cm − 3) ----- Yarı ana eksen (AU) -

------ ------- Ortalama ---- Sıkıştırılmamış m -----------------------

-Mercury ----- 5.4 --------- 5.3 ------------- 0.39 ------------

-Venüs ---- --- 5.2 --------- 4.4 ------------- 0.72 ------------

-Dünya- ------ 5.5 ---------- 4.4 -------------- 1.0 -------------

-Mars -------- 3.9 ---------- 3.8 -------------- 1.5 ---------- ---

Kredi, Wikipedia

Yıldızlarına daha yakın olan gezegenler, kütlesel farklılaşmanın bir sonucu olarak doğal olarak daha yüksek yoğunluklara sahip olacaklardır; bir gezegenin çekirdeğine veya bir güneş toplama diskinin merkezine yerleşen daha yoğun malzeme.

Yaşanabilirlik açısından bakıldığında,
Yoğunluğun yüzey yerçekimi ile pozitif olarak ilişkili olduğunu biliyoruz, bu nedenle dünyanın, bir güneş kütlesi kategorisindeki bir yıldızın çevresindeki yaşanabilir bölgede bulunan bir gezegen için ortalama yüzey yerçekiminden biraz daha yüksek olmasını bekleyebiliriz.

Bununla birlikte, çoğu yıldızın tek bir güneş kütlesi yoktur, evrendeki yıldızların çoğu, bizim güneşimizden çok daha sönük ve daha hafif olan ve daha yakın, daha dar bir yaşanabilir bölgeye sahip olan kırmızı cücelerdir. . Kırmızı bir cücenin etrafında yaşanabilir bir gezegen muhtemelen daha küçük ve daha hafif, ancak daha düşük kütle birikim bulutu ve yıldızına daha yakın olması nedeniyle daha yoğun olacaktır.

Bence dış gezegenlerin çoğunun kırmızı cücelerin yörüngesinde dönen civa benzeri gezegenler olmasını bekleyebiliriz.
Bu durumda, dünyanın karasal gezegenlere göre yüksek bir yüzey yerçekimine sahip olmasını bekleyebiliriz ( FAR benzer çapta daha büyük karasal gezegenler olmasına rağmen) ve tüm gezegenler hesaba katıldığında ortalama yerçekimi hakkında.