Юпитер сделан полностью из газа?

18

Я слышал, что Юпитер сделан из газа. Но в школе я узнал, что у Юпитера гравитация в 2,5 раза больше, чем у Земли (гравитация, которая может разорвать комету), а гравитация пропорциональна массе.

Итак, если Юпитер сделан из одного газа, как он обладает такой высокой гравитацией и поддерживает так много лун вокруг него?

Забастовщики
источник
6
Юпитер имеет много газа. Не сиди рядом с ним в театре.
Брайан С
2
Юпитер сделан (в основном) из элементов, которые являются газами при стандартных условиях температуры и давления (STP, 0-20 ° C, 1 атм) . Юпитер в основном не находится на STP - давление в большинстве этих гигантов настолько велико, что эти «газы» сжимаются в жидкости и твердые вещества, чтобы получить общую плотность, сравнимую с водой (1,33 г / мл для Юпитера, 0,68 г / мл для Сатурн).
Ник Т
1
@ Ник Т. Горячие экзопланеты Юпитера могут иметь плотность, близкую к свинцовой. Они все еще газовые гиганты. Газа в центре Солнца в 160 раз плотнее , чем вода.
Роб Джеффрис
1
@ Ник Т Нет, это не субъективно. Частицы газа не имеют (или, по крайней мере, мало) энергии взаимодействия по сравнению с их кинетической энергией. Материал в центре Солнца ведет себя (почти) как идеальный газ.
Роб Джеффрис
1
Забастовщики - пожалуйста, не добавляйте новые вопросы в качестве правки. Комета ударила Юпитер - изображения в сети. Вероятно, оно не «поразило» ядро ​​как таковое - оно упало бы до тех пор, пока плотности не сравнялись, так что это может быть на поверхности жидкости.
Рори Олсоп

Ответы:

13

Неважно, состоит ли тело из газа, камней, жидкости или плазмы, все четыре состояния материи имеют массу. Итак, как мы знаем, масса создает гравитационное поле, и чем больше масса, тем сильнее гравитация - и у Юпитера масса Земли в 317 раз больше.

вечный
источник
Вы хотите сказать, что нет необходимости иметь камень на нем, Юпитер имеет гравитацию из-за массы газа.
Забастовщики
1
нападающие - ядро ​​почти наверняка жидкое (в основном водород и гелий), но даже если бы там было твердое вещество, это не было бы камнем. Гравитация полностью зависит от массы. Неважно, в какой форме эта масса.
Рори Олсоп
Металлический водород, как мы видели, имеет плотность около 0,6 г / см 3: astronomy.stackexchange.com/questions/8251/… Камни имеют объем от 2 до 7 или более на кубический см. Если не произойдет фазового изменения в твердом водороде вблизи ядра, эти породы захотят утонуть. У них было много времени, чтобы сделать это.
Wayfaring Незнакомец
12

Комета Шумейкер-Леви 9 врезалась в Юпитер несколько лет назад.

Наряду с этими молекулами была обнаружена эмиссия от тяжелых атомов, таких как железо, магний и кремний, с содержанием, соответствующим тому, что будет найдено в ядре кометы.

Эти тяжелые элементы согласуются с тем, что комета, по крайней мере, частично состоит из камня. Итак, известно, что на Юпитере есть хоть какой-то камень. Фактически газовые гиганты, как полагают, образуются вокруг первоначального небольшого скалистого или металлического ядра, которое обладает достаточной силой тяжести, чтобы вытягивать водород, гелий, воду и т. Д. Из протопланетной туманности. Под «маленьким каменистым ядром» обычно подразумевается нечто с массой двух или более земель. Гравитационное поле такого тела затрудняет даже скорость выброса водорода.

странствующий незнакомец
источник
1
Источник, который вы даете, кажется неоднозначным относительно того, происходят ли тяжелые атомы от Сапожника Леви или от самого Юпитера. Поскольку предполагается, что Юпитер является твердым только до 78% его радиуса (ISBN 0816051968), а внешние слои его твердого ядра, по прогнозам, являются металлическим водородом, я считаю невероятным маловероятным, что существуют тяжелые атомы, такие как железо, магний и кремний в таких концентрациях, что они будут описаны как кометоподобные. Выбросы должны были произойти из-за распада самой кометы.
Мэтью Пизиак
3
@ MatthewPiziak Конечно, я не хотел подразумевать иное. Но теперь они рок и часть Юпитера. Для того, чтобы Юпитер был полностью не скалистым, как вас спросили, вам нужно было бы придумать механизм, который исключал бы проходящие частицы пыли и астероидов из мертвой хватки гравитационного колодца планеты.
Wayfaring Незнакомец
4
Ах, прости, я неправильно тебя понял. Теперь я понимаю, что вы говорите. Поскольку Сапожник-Леви сейчас является частью Юпитера, Юпитер, таким образом, содержит железо, магний и кремний. :)
Мэтью Пизиак
9

Я согласен со всеми здесь (конечно), что сила тяжести на «поверхности» Юпитера полностью определяется массой, содержащейся на этой поверхности. Композиция не имеет значения.

Однако я не согласен с некоторыми из них по поводу ответа на заголовок вопроса. Мы просто не знаем , обладает ли Юпитер каменистым ядром.

Популярная теория формирования планет-гигантов заключается в том, что они должны начинать с формирования скалистого / ледяного ядра, масса которого, возможно, в 10-20 раз превышает массу Земли. Затем он медленно нарастает в течение нескольких миллионов лет, пока не станет достаточно массивным для безудержного короткого периода аккреции газа, который строит всю его массу. Смотрите http://blog.planethunters.org/tag/core-accretion/ для другой популярной учетной записи.

<1

Ответ может прийти достаточно скоро. В июле 2016 года космический корабль НАСА "Юнона" прибудет на орбиту вокруг Юпитера. Одна из его главных задач состоит в том, чтобы собрать больше информации о том, насколько массивным является ядро ​​в центре Юпитера, с использованием батареи инструментов, включая эксперимент, очень чувствительный к крошечным изменениям гравитационного поля.

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

Роб Джеффрис
источник
Там мы идем. Я надеялся, что кто-то скажет об этом.
HDE 226868
Итак, ответ пришел?
JBentley
6

Согласно закону всеобщей гравитации Ньютона, вам просто нужны взаимодействующие массы, чтобы создать гравитационную силу между ними. Газы имеют массу и поэтому могут способствовать гравитации. Таким образом, даже если Юпитер полностью газообразный, он настолько невероятно массивен, кроме того (так много газа!), Что имеет гораздо более сильное гравитационное притяжение, чем Земля. В конце концов, Солнце тоже газообразно.

Однако будьте осторожны, когда кто-то сравнивает гравитационные силы так просто, как «2,5 раза». В этом всегда есть скрытое предположение / ссылка, потому что сила зависит не только от массы (например, расстояния). Гравитация Земли намного сильнее, где я сижу! В случае вашего учителя это, вероятно, означает, что сила гравитации, ощущаемая на поверхности Юпитера, в 2,5 раза больше, чем вы ощущали бы на поверхности Земли. Чтобы выбрать «поверхность» для газообразной планеты, вам нужно сделать больше предположений.

Во всяком случае, для названного вопроса весьма вероятно, что Юпитер не совсем газообразен. Со всей этой материей (не только водородом и гелием, но и всем остальным, из чего состоит вся наша солнечная система) и всем этим гравитационным притяжением, вы неизбежно получите осажденные твердые частицы, которые конденсируются в твердое планетарное ядро.

Джонни Д
источник