Pytanie:
Gdzie definiujemy „powierzchnię” planety gazowej?
Carlos Vázquez Monzón
2020-06-26 01:42:34 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Skoro gazowy gigant składa się z większości składników gazowych, gdzie ustalamy ich „powierzchnię”?

Zasadniczo przyjmuję granicę, w której całe światło jest nieprzezroczyste. Na przykład na tym zdjęciu:

Photo of Jupiter. Credit to NASA, ESA, A. Simon, and M.H. Wong

Powierzchnia będzie wtedy granicą czarnego czarnego planu z planetą.

Czy jest jakiś inny sposób formalnego zdefiniowania „powierzchni” gazowego giganta?

Powiązane pytanie: https://astronomy.stackexchange.com/q/8410/24157
Nie podam tego jako odpowiedzi, ponieważ nie jest to formalne, ale nieformalnie można by uznać „powierzchnię” za punkt, w którym nie można już zejść. Dla ciała gazowego byłby to prawdopodobnie punkt, w którym gęstość gazu przekroczyłaby obiekt opadający - ponieważ ta granica byłaby różna w zależności od obiektu, o którym mowa, prawdopodobnie musielibyśmy zdefiniować dowolny punkt, podobnie jak robimy z „powierzchnia” akwenu (co oczywiście jest dużo łatwiejsze ze względu na nagły wzrost gęstości na granicy powietrza i wody)
@Michael, biorąc pod uwagę, że giganty gazowe składają się głównie z wodoru i helu, myślę, że można w nim dużo nurkować. (Zostaniesz zgnieciony przed dotarciem do tej granicy.)
@PaŭloEbermann Och, zdecydowanie i nie tylko zgnieciony, prawdopodobnie też smażony. Czytałem gdzieś, że w słońcu głębokość, na której „unosisz się” jest w połowie drogi do jądra. Chociaż nie tak gorąco, wyobrażam sobie, że gazowe giganty są nieco gorętsze na głębokości. Ale to nie jest unikalne dla gazowych gigantów - powierzchnia Wenus jest zarówno gorąca, jak i pod miażdżącą atmosferą.
Dwa odpowiedzi:
AtmosphericPrisonEscape
2020-06-26 02:54:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Istnieją dwie powszechne definicje powierzchni planet gazowych:

  • Powierzchnia o ciśnieniu 1 bara: wraz ze wzrostem ciśnienia, im głębiej wejdziemy w planetę gazową, uderzymy ciśnienie 1 bar na pewnej wysokości. Gaz na tych wysokościach zwykle osadza się wystarczająco głęboko w studni grawitacyjnej i ma prawie jednakową gęstość i temperaturę, aby nie wpływały na niego parametry zewnętrzne, na przykład wiatr słoneczny. Dlatego wysokość poziomu 1-bara pozostanie zasadniczo stała przez krótki czas astronomiczny.
  • $ \ tau = 2/3 $ -surface: Jest to wysokość, z której fotony mogą swobodnie uciekać w kosmos. Dzieje się to przy średniej głębokości optycznej $ \ tau $ wynoszącej 2/3. Zasadniczo jest to to, co widzisz na swoim obrazie jako granicę czarnego tła. Dla Słońca jeden koniec fotosfery to średni $ \ tau = 2/3 $ -powierzchnia, a dla egzoplanet tranzytowych jest to identyczne ze zmierzonym promieniem długość fali.

Nie ma stałej relacji między tymi dwiema powierzchniami, ale generalnie ich wysokość nie będzie się różnić o więcej niż wysokość skali, ponieważ przy około 0,1-1 bar Pasma molekularne stają się ogromnie poszerzone pod ciśnieniem, co powoduje, że atmosfera szybko staje się nieprzezroczysta na większości długości fal dla zwykłych składników gazowych olbrzymów.

Zatem głębokość optyczna musi wynosić 2/3, biorąc pod uwagę wszystkie długości fal, prawda?
Tak, celowo, dla uproszczenia, pominąłem dyskusję o tym, którego krycia użyć podczas obliczania $ \ tau $. Wynika to z argumentu poszerzającego linię: przy około 1 takcie większość lasów liniowych jest tak szerokich, że tworzą pojedyncze, szare źródło nieprzezroczystości.
Ciśnienie na dnie fotosfery Słońca jest znacznie mniejsze niż jeden bar.
Ioannes
2020-07-20 12:39:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Jakikolwiek inny sposób formalnego zdefiniowania „powierzchni” gazowego olbrzyma?


Oprócz tego, co proponują Michael i AtmosphericPrisonEscape, możesz również ustawić powierzchnię na rzeczywista powierzchnia metalicznego płynnego jądra Jowisza. Cztery gazowe olbrzymy (z wyjątkiem być może Saturna, który może być w pełni gazowy) mają stałe lub ciekłe rdzenie, które mają rzeczywistą powierzchnię. Ciekłe jądro Jowisza jest mniej więcej tak duże jak Ziemia i ma około 10 mas Ziemi.

Nie jest to jednak szczególnie przydatna definicja i nie jest powszechnie używana. Rdzeń Jowisza wydaje się być nieco „rozmyty” lub „rozrzedzony”, więc może nie być wyraźnej granicy. Brak misji orbitujących sprawia, że ​​wnętrza lodowych olbrzymów nie są wcale mocno ograniczone.
@antispinwards Tak, należy ponownie wysłać sondę (-y) do Urana i Neptuna.
Jak powiedział antyobrotowy, pomiary Juno wskazują, że Jowisz ma bardzo rozmyty rdzeń. Z mojej odpowiedzi [tutaj] (https://astronomy.stackexchange.com/a/35069/16685): „Wygląda na to, że jądro Jowisza jest raczej rozproszone niż zwarte, rozciąga się niewyraźnie na prawie połowę promienia planety! Obecnie nie jesteśmy Nie jestem całkiem pewien, jak powstał taki rdzeń, ale główna hipoteza głosi, że pierwotne jądro Jowisza zostało rozbite w wyniku ekstremalnego uderzenia. "


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 4.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...