Frage:
Könnte es einen Stern geben, der um einen Planeten kreist?
Ashish P
2013-01-31 13:25:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ich frage mich, ob es jemals einen Stern (wirklich klein) geben könnte, der einen Planeten (wirklich groß) umkreist?

Sechs antworten:
user11547
2013-01-31 17:17:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Beachten Sie, dass sich Objekte, die durch Gravitation gebunden sind, tatsächlich um einen Punkt drehen, der als Schwerpunkt bezeichnet wird. Die Tatsache, dass die Erde so aussieht, als würde sie sich um die Sonne drehen, liegt daran, dass die Sonne viel massiver ist und ihr Radius groß genug ist, um das Schwerpunktzentrum zu umfassen. Dies ist eine ähnliche Situation mit der Erde und dem Mond. Wenn es drei Körper gab, bei denen zwei Körper von ähnlicher Größe waren (wie ein Doppelsternsystem plus ein massereicher Planet), zeigt eine Analyse von drei Körpersystemen, dass es stabile Konfigurationen gibt, in denen sich die Objekte befinden Sehr komplizierte Umlaufbahnen, bei denen es schwierig ist zu sagen, dass eine die andere umkreist.

Update: Die kurze Antwort lautet: Ja, es ist aus den oben genannten Gründen möglich, wenn Sie das gesamte dynamische System betrachten. Weitere Beweise dafür finden sich in der -Studie regulärer Sternumlaufbahnen, in der sehr komplizierte Umlaufbahnen möglich und stabil sind. Derzeit beträgt der Grenzwert für die Klassifizierung eines Planeten und eines Braunen Zwergs 13 Jupitermassen, was bis zu einem gewissen Grad willkürlich ist. Die leichtesten Hauptreihensterne haben eine Masse von 75 Jupitern. Dadurch wird das Schwerpunktzentrum für binäre Systeme weit außerhalb des Radius eines der beiden Körper platziert.

Eine schnelle Überprüfung des Zweikörpersystems anhand der folgenden Gleichung:

$$ R = \ dfrac {1} {m_1 + m_2} (m_1r_1 + m_2r_2) $$

Das Setzen von $ m_1 = 75 $, $ r_1 = 1 $, $ m_2 = 13 $, $ r_2 = 2 $ ergibt:

$$ \ dfrac {75 + 26} {75 + 13 } = 1.147 $$

Zeigt einen Schwerpunkt in ungefähr $ \ dfrac {1} {7} $ Abstand zwischen den Objekten an. Mehr Körper verursachen kompliziertere Umlaufbahnen, wobei es wiederum schwierig ist zu sagen, welches Objekt welche umkreist. Es sollte beachtet werden, dass, wenn das System aus 3 Objekten zusammengesetzt wäre, von denen 2 eine ähnliche Masse hatten, es möglich wäre, ein System zu entwickeln, das zwei größere Objekte zu haben scheint, die ein drittes kleineres Objekt umkreisen. Eine schnelle Überprüfung zeigt:

$$ R = \ dfrac {1} {m_1 + m_2 + m_3} (m_1r_1 + m_2r_2 + m_3r_3) $$

Das Setzen von $ m_1 = 75 $, $ r_1 = 1 $, $ m_2 = 13 $, $ r_2 = 2 $ m_3 = 75 $, $ r_3 = 3 $ ergibt:

$$ \ dfrac {75 + 26 + 225} {75 + 13 + 75} = 2 $$

Ob ein solches Orbit-System realisierbar ist, wenn man die volle Dynamik eines natürlichen Systems betrachtet, ist umstritten, aber ich bin es nicht Kenntnis eines bestimmten Beweises, der dies ausschließen würde.

UPDATE

Es ist zu beachten, dass es neue periodische Lösungen für 3-Körper-Probleme gibt, wenn die Objekte dieselbe Masse haben.

John Rennie
2013-01-31 14:04:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Alles, was die Masse eines Sterns hat, wird heiß wie ein Stern und verschmilzt Wasserstoff wie ein Stern. Mit anderen Worten, es wird ein Stern sein, kein Planet!

Während es technisch möglich ist, einen felsigen Planeten die Masse eines Sterns zu haben, stehen in der Praxis, wenn sich Sternensysteme bilden, nicht genügend Metalle zur Verfügung, um solche zu bauen ein großes Objekt. Große Objekte bestehen ausnahmslos aus Wasserstoff (und Helium) und bilden daher einen Stern.

Es gibt viele binäre Systeme, in denen ein Stern einen weißen Zwerg oder einen Neutronenstern umkreist, aber selbst ein toter Stern ist immer noch ein Stern Stern und kein Planet.

Ich würde sagen, Masse UND Dichte eines Sterns, wenn ich die Masse der Sonne über eine Milliarde Lichtjahre ausgedehnt habe, wird sie nicht dicht genug sein, um ein Stern zu sein
@RhysW: sammelt die Masse und die Schwerkraft kümmert sich um die Dichte! Schließlich begannen selbst die größten Sterne als nebulöse Gaswolke zu leben.
@JohnRennie sagen das Jupiter (und ja, ich weiß, dass es Leute gibt, die Jupiter entweder als braunen Zwergstern oder als Protostern betrachten).
@jwenting - und diese Leute liegen falsch; Braune Zwerge werden bei Massen beobachtet, die mindestens 13-mal so hoch sind wie bei Jupiter. Jupiter könnte alles andere in der Nachbarschaft als die Sonne konsumieren und würde nicht einmal seine Masse verdoppeln. Und Jupiter wiederum ist nur 1/1000 der Sonnenmasse.
@KeithS, das beobachtet wird, nicht die theoretische Grenze. Wir sind uns nicht sicher, was auf diesem Planeten vor sich geht. Es könnte aktiv genug sein, um sich zu qualifizieren.
KeithS
2013-02-01 01:20:05 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Normalerweise ist ein Stern (oder ein Sternrest wie ein Neutronenstern, ein weiß / schwarzer Zwerg oder ein Schwarzes Loch) bei weitem das massereichste Objekt in der Region. Planeten, sogar Gasriesen, machen einen kleinen Bruchteil der Masse eines typischen Hauptreihensterns aus.

Nun, wie in Hals Antwort, bilden die relative Masse des Planeten und seines Sterns den Massenschwerpunkt. Das Schwerpunktzentrum des Planeten-Stern-Systems ist ein Punkt, der sich vom Massenschwerpunkt eines jeden Körpers allein unterscheidet. Dies lässt den Stern "wackeln", wenn sich sein Planet um ihn herum bewegt. Wenn wir dieses Wackeln im Laufe der Zeit verfolgen, haben wir die meisten uns bekannten extrasolaren Planeten entdeckt (weshalb die meisten uns bekannten Exoplaneten riesige Gasriesen sind, die mehrmals Jupiters Masse haben; das Wackeln ist leichter zu erkennen). Da die primäre Determinante der Orbitalbewegung jedoch die relative Masse ist (eine andere ist die relative Entfernung und die dritte die Tangentialgeschwindigkeit), befindet sich der massereichere Stern sehr nahe am Schwerpunkt des Systems und der Planet ist weiter entfernt. P. >

Unser bekanntestes Beispiel, Jupiter, der größte Planet in unserem Sonnensystem, hat eine Masse von etwa 1,9e27 kg. Unsere Sonne hat eine Masse von ca. 2e30 kg. Mit anderen Worten, Jupiter ist ungefähr 1/1000 der Masse der Sonne. Während Jupiter tatsächlich einen Einfluss auf die Position der Sonne hat, wenn sie die Sonne umkreist, liegt der Schwerpunkt der beiden Objekte immer noch viel näher an der Sonne als am Jupiter (so ziemlich auf der Sonnenoberfläche, wie durch erklärt) der Kommentar). Tatsächlich wären alle 9 Planeten unseres Sonnensystems (die Pluto hier einen Knochen werfen), alle ihre Monde und Ringe und alle anderen umlaufenden Himmelsobjekte wie Asteroiden und Kometen, die alle zu einem Superplaneten zusammengefasst sind, immer noch nur ungefähr 0,15% der Sonnenmasse. Das würde den Schwerpunkt des Doppelkörpersystems einige Millionen Meilen (abhängig von der Entfernung zwischen den beiden) in den offenen Raum bringen, aber immer noch viel näher an der Sonne als am Superplaneten.

Obwohl Jupiter nicht einmal in der Nähe des massereichsten Planeten ist, den wir entdeckt haben ( http://xkcd.com/1071/large/), haben wir noch keinen massereicheren Planeten als irgendeinen gefunden Stern, den wir jemals gefunden haben, geschweige denn ein Planet, der massiver ist als sein eigener Stern. Der massereichste nicht-stellare Körper, den wir entdeckt haben, ist etwa das 55-fache der Jupitermasse (immer noch nur etwa 5% der Masse unserer Sonne) und ein Schurkenkörper (der keinen Stern umkreist), der die Grenze zwischen Planet und Stern verwischt. Es ist dicht genug, um Temperaturen zu erzeugen, die eine Deuteriumverbrennung verursachen (nicht ganz echte Fusion), und erzeugt somit seine eigene Wärmeenergie. Massen dieser Art sind als "Braune Zwerge" bekannt. Wenn Objekte massiver werden, werden sie zunehmend heißer, bis sie bei etwa 80 M J die Schwelle der wahren Verschmelzung erreichen und zu "roten Zwergen" werden.

Somit ist dies nicht nur der Fall Da es keinen bekannten Planeten gibt, der massereicher ist als sein Stern, wird angenommen, dass es für keinen nicht-stellaren Körper unmöglich ist, genug Masse zu gewinnen, damit ein wahrer Stern ihn umkreist, ohne dass er selbst zum Stern wird. Wenn die Masse eines Gasriesen zunimmt, indem nahegelegene Gasfetzen, alternde Kometen usw. angezogen werden, nimmt auch die Dichte der Masse mit der Schwerkraft zu. Dies erhöht die Kerntemperatur dieses Körpers. Wie bei diesen braunen Zwergen steigt die Temperatur schließlich auf einen Zustand dichten Vorfusionsplasmas an, und von dort gehen die Dinge einfach weiter in Richtung einer echten Fusion über. Es ist denkbar, dass ein Planet eine Masse aggregieren könnte, die hauptsächlich aus etwas anderem als Wasserstoff besteht, die nicht verschmelzen würde, bis viel höhere Temperaturen erreicht worden wären, aber angesichts dessen, was wir über unsere Galaxie wissen, ist dies äußerst unwahrscheinlich Es gibt genug von irgendetwas außer Wasserstoff, um einem Planeten diese Art von Masse zu verleihen.

Es ist möglich, dass ein Planet, der kein brauner Zwerg ist (vielleicht 40 M J sub>), einen roten Zwerg umkreist (ungefähr 80 M J sub>); Dies würde unserer Definition eines "Planetensystems" eines Planeten und eines Sterns entsprechen und nicht eines "binären Systems" zweier Sterne. Da der Gasriese jedoch nur etwa die Hälfte der Masse seines Sterns beträgt, wäre der Schwerpunkt und damit das Zentrum der Umlaufbahn weit in den offenen Raum zwischen ihnen hinein, und Sie würden sie mehr oder weniger jeweils umkreisen sehen andere. Das ist ungefähr so ​​nah wie möglich an einem geozentrischen System, und wir haben es noch nicht beobachtet.

Nur ein winziger kleiner Trottel für eine ansonsten gute Antwort: Der Schwerpunkt des Sun-Jupiter-Systems befindet sich so ziemlich auf der Sonnenoberfläche - vergleichen Sie das Massenverhältnis mit dem Verhältnis von Trennungsradius.
Wenn hypothetisch Eisenklumpen oder schwerere Materialien mit einer Gesamtlänge von über 50 MJ langsam genug zusammenkommen, um eine feste Masse zu bilden, ohne jemals als kollektive Einheit exotherm schmelzbares Material oder genügend kinetische Energie enthalten zu habeneine Supernova auslösen, würde es einen Grund geben, warum sie keinen 50M J echten Planeten bilden könnten?
Hypothetisch gesehen, ja, wenn Sie genug nicht schmelzbares Material in der Nachbarschaft finden und aggregieren könnten, würden Sie einen Superplaneten erhalten.Beachten Sie jedoch, dass 50MJ nicht viel mehr als die Hälfte der Masse des typischen roten Zwergsterns beträgt.Damit dieser Planet näher am Schwerpunkt eines Orbitalsystems liegt, das alles beinhaltet, was wir einen wahren Stern nennen würden, betrachten Sie eine Masse in der Größenordnung von 150 bis 200 MJ.Dies würde das gesamte Nichtwasserstoffmaterial mehrerer * hundert * Sonnensysteme erfordern.
Kitchi
2013-01-31 17:04:20 UTC
view on stackexchange narkive permalink

John Rennie hat das meiste bereits in seiner Antwort behandelt. Ich wollte nur ein paar Erläuterungen hinzufügen.

Wenn Sterne "geboren" werden, bilden sie sich normalerweise aus dichten Wasserstoff- und Heliumwolken. Sobald die Wolke dicht genug ist, wird sie richtig heiß und es kommt schließlich zu einer Fusion.

Das Universum hat keine Fülle schwererer Elemente wie Kalzium und Eisen. Dies sind die Nebenprodukte der Sternfusion. Damit sich ein Planet bilden kann, muss es irgendwann einen Stern geben (oder gegeben haben), um diese Elemente zu erzeugen. Wenn der Stern, der diese Elemente erzeugt hat, bei der Entstehung des Planeten noch vorhanden ist, ist es durchaus möglich, dass der Stern einen kleineren Radius hat als der Planet, der ihn umkreist (wie ein Neutronenstern), aber der Stern wird auch viel dichter als der Planet sein, wodurch sichergestellt wird, dass das Zentrum der Umlaufbahn näher am Stern liegt als der Planet. Ein Stern mit einem kleineren Radius und einer kleineren Dichte wäre überhaupt nicht zu einem Stern geworden, sondern nur als Nebel oder geblieben Brauner Zwerg.

Aber wie bereits erwähnt, ist es viel wahrscheinlicher, dass ein so massiver Planet nur richtig heiß wird und seinen eigenen Fusionsprozess startet und sich in einen Stern verwandelt.

Stanislav Bashkyrtsev
2013-01-31 14:12:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Planeten erscheinen aufgrund von Sternen:

  • Zuerst haben Sie eine riesige Wolke aus kosmischem Staub mit einer sehr großen Gesamtmasse.
  • Irgendwann kann ein Schwerkraftfeld einer 3D-Partei auftreten Wenn Sie es stören, beginnt die Wolke ein Zentrum mit größerer Schwerkraft zu haben, das immer mehr anderen Staub aufnimmt.
  • Irgendwann wird die Schwerkraft des Zentrums sehr stark und die Partikel werden schneller und schneller herumgezogen Je höher die Schwerkraft ist, desto höher wird die Temperatur im Inneren.
  • Und dann beginnt eine thermonukleare Reaktion aufgrund hochkonzentrierter Energie. Das ist ein Stern. Es besteht die Möglichkeit, dass der neugeborene Stern nicht explodiert und hier waren.
  • Während des Prozesses der Wolkenkonzentration beginnen auch Partikel in anderen Teilen der Wolke (wieder) miteinander zu kleben wegen der Schwerkraft) - so beginnen sich Planeten zu bilden.
  • Sie haben also einen 'großen Kerl' in der Mitte und 'kleine Kerle' in anderen Teilen der Wolke. Wenn theoretisch einer dieser kleinen Typen größer zu sein scheint als der "große Typ", dann würde er stattdessen ein Star werden, oder?

    Nun, Sie können keinen Stern um einen Planeten haben, weil er von Anfang an größer war. Zum Beispiel werfen Sie einen Blick auf Objekte des Sonnensystems, die Sonne macht ungefähr 98% der Masse aus.

    Und selbst wenn wir einen Körper haben könnten, der schwerer als ein Stern ist und befindet sich in der Nähe, würde es beginnen, die höheren Schichten des kleineren Sterns zu greifen. Was tatsächlich passiert, aber es gibt trotzdem zwei Sterne, die daran teilnehmen, um nova zu bilden.

    Waffle's Crazy Peanut
    2013-01-31 14:13:58 UTC
    view on stackexchange narkive permalink

    Theoretisch JA : Aber es gibt eine Einschränkung, die daran festhält. Also "Ja" leicht . Dies wäre nur möglich, wenn es bereits ein solches System gäbe. Wenn die Masse des kleinen Sterns (umlaufende Masse) gering ist (genug, um mit dem "GROSSEN" Planeten geordnet zu sein), wäre das System möglich.

    Aber dennoch ist dies total lächerlich . Weil so etwas nicht alleine gebildet werden kann.

    Also Praktisch ist es sicher NEIN : Um dies zu verstehen, lassen Sie uns ihre durchblättern Definitionen. Obwohl beide Himmelsobjekte einen gemeinsamen Ursprung haben (Nebel), ist ein Planet ein Objekt, dessen Kern nicht genug Wasserstoff fusioniert hat, um die Reaktion aufrechtzuerhalten. Es kann also als eine Art "inaktiver Stern" bezeichnet werden. Auf der anderen Seite erfüllt ein Stern alle notwendigen Bedingungen, um die Fusionsreaktionen aufrechtzuerhalten.

    Wenn ein Planet genug Masse aufgenommen hat, damit die Kernfusionsreaktionen aufrechterhalten werden, ist dies der Fall wird ein Stern. Das ist alles. Ein Stern-Planet-System ist etwas anders, weil sie einen gemeinsamen Schwerpunkt haben. In gewisser unglücklicher Weise befindet sich ein Stern bereits in einer vernachlässigbaren Umlaufbahn um den gemeinsamen Massenschwerpunkt, während der Planet einen Stern umkreist (was davon ausgegangen werden kann, dass er den Planeten leicht umkreist ).

    Vielleicht besser formulieren? Sie haben theoretisch Ja gesagt und sich dann am Ende des Satzes widersprochen. Das ist irreführend. Dies ist nicht einmal "theoretisch" möglich.
    Hey @Kitchi: Ich bin mit Ihrem Zitat nicht einverstanden * "Dies ist nicht einmal theoretisch möglich" *. Warum sagst du das?
    Schauen Sie sich meine Antwort auf diese Frage an, um eine ausführlichere Erklärung zu erhalten. :) :)
    Irgendwelche Berechnungen, die theoretisch möglich sind?
    Hey @Anixx. Ich habe keine komplexeren * Berechnungen *. Ich habe einfach beide Massen in Beziehung gesetzt (als Erd-Mond-System). Ich meine, wenn man den "großen Planeten" und den kleinen (weniger massiven) Stern (der ihn umkreisen kann) in den Weltraum bringt, ist das definitiv möglich. Aber das kann (kann nicht) im beobachteten Universum nicht passieren. Ich finde meine Antwort verwirrend, aber sie widerspricht keinen anderen Antworten ..!
    Übrigens, CrazyBuddy, Mods haben keine besonderen Kräfte, um Undeletionen nicht zu stoßen. Wenn sie tatsächlich an der ersten Stelle "stoßen".
    @dmckee: Ahh .. Das ist ziemlich lustig * dann *. Wie auch immer, danke dmckee. Übrigens, schönes Bild (was ich vor einer Woche sagen wollte) ;-)
    * "Nice pic" * [Befunky] (http://www.befunky.com/) hat das für mich getan. Ich glaube, ich habe dafür das Tool "Inkify2" verwendet. Es gibt einige andere wirklich nette Effekte in den kostenlosen Teasern.


    Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
    Lesen Sie weiter auf narkive:
    Loading...