Apakah Jupiter seluruhnya terbuat dari gas?

18

Saya mendengar bahwa Jupiter terbuat dari gas. Tetapi di sekolah saya belajar bahwa Jupiter memiliki gravitasi 2,5 kali lipat dari Bumi (Gravitasi yang dapat merobek komet) dan gravitasi sebanding dengan massa.

Jadi jika Jupiter terbuat dari gas saja, bagaimana ia memiliki gravitasi setinggi itu dan mempertahankan begitu banyak bulan di sekitarnya?

gravity jupiter mass gas-giants core Striker
sumber
6
Jupiter memiliki banyak gas. Jangan duduk di sebelahnya di teater.
Brian S
2
Jupiter dibuat (sebagian besar) dari unsur-unsur yang merupakan gas pada kondisi standar untuk suhu dan tekanan (STP, 0-20 ° C, 1 atm) . Jupiter sebagian besar tidak di STP - tekanannya sangat besar di sebagian besar raksasa ini sehingga "gas" ini dikompresi menjadi cairan dan padatan untuk memberikan kepadatan keseluruhan yang sebanding dengan air (1,33 g / mL untuk Jupiter, 0,68 g / mL untuk Saturnus).
Nick T
1
@Nick T. Planet luar Jupiter panas dapat memiliki kerapatan yang mirip dengan timah. Mereka masih gas raksasa. The gas di pusat Matahari adalah 160 kali lebih padat daripada air.
Rob Jeffries
1
@Tidak T Tidak, ini tidak subyektif. Partikel gas tidak memiliki (atau setidaknya sedikit) energi interaksi dibandingkan dengan energi kinetiknya. Materi di pusat Matahari berperilaku (hampir) seperti gas ideal.
Rob Jeffries
1
Striker - tolong jangan tambahkan pertanyaan baru sebagai edit. Komet itu mengenai Jupiter - gambarnya online. Itu mungkin tidak 'menyerang' inti seperti itu - itu akan jatuh sampai kepadatan cocok, sehingga mungkin berada di permukaan cairan.
Rory Alsop

Jawaban:

13

Tidak masalah jika tubuh terbuat dari gas, batu, cairan atau plasma, keempat kondisi materi semuanya memiliki massa. Jadi, seperti yang kita ketahui, massa menciptakan medan gravitasi, dan semakin besar massa semakin kuat gravitasi - dan Jupiter memiliki 317x massa Bumi.

abadi
sumber
Anda bermaksud mengatakan bahwa tidak ada batu di atasnya, jupiter memiliki gravitasi karena massa gas.
Striker
1
striker - intinya hampir pasti cair (hidrogen dan helium, sebagian besar), tetapi bahkan jika ada padat di sana itu tidak akan menjadi batuan. Gravitasi sepenuhnya tergantung pada massa. Tidak peduli apa bentuk massa itu.
Rory Alsop
Hidrogen logam, seperti yang telah kita lihat, memiliki kepadatan sekitar 0,6 g / cc: astronomy.stackexchange.com/questions/8251/… batuan berjalan dari sekitar 2 hingga 7 atau lebih per cm kubik. Kecuali ada perubahan fase dalam hidrogen padat di dekat inti, batu-batu itu akan ingin tenggelam. Mereka sudah lama melakukannya.
Wayfaring Stranger
12

Comet Shoemaker – Levy 9 menabrak Jupiter beberapa tahun yang lalu.

Seperti halnya molekul-molekul ini, emisi dari atom-atom berat seperti besi, magnesium dan silikon terdeteksi, dengan kelimpahan yang konsisten dengan apa yang akan ditemukan dalam inti komet.

Unsur-unsur berat itu konsisten dengan komet yang setidaknya sebagian terdiri dari batu. Jadi Jupiter diketahui mengandung setidaknya beberapa batu. Bahkan, raksasa gas diperkirakan terbentuk di sekitar inti batuan atau logam kecil awal, yang memiliki gravitasi yang cukup untuk menarik hidrogen, helium, air dll dari nebula protoplanet. Dengan 'inti berbatu kecil' sesuatu dengan massa dua atau lebih bumi biasanya tersirat. Medan gravitasi dari benda seperti itu menyulitkan bahkan hidrogen untuk mencapai kecepatan lepas.

Orang Asing Wayfaring
sumber
1
Sumber yang Anda berikan tampaknya tidak jelas apakah atom berat berasal dari Shoemaker-Levy atau dari Jupiter itu sendiri. Karena Jupiter diduga padat hanya sampai 78% dari jari-jarinya (ISBN 0816051968) dan karena lapisan terluar dari inti padatnya diprediksi merupakan logam hidrogen, saya merasa sangat tidak mungkin ada atom-atom berat seperti besi, magnesium, dan silikon. dalam konsentrasi sedemikian rupa sehingga mereka akan digambarkan seperti komet. Emisi pastinya berasal dari disintegrasi komet itu sendiri.
Matthew Piziak
3
@ MatthewPiziak Tentu, saya tidak bermaksud mengatakan sebaliknya. Tapi sekarang mereka batu, dan bagian dari Jupiter. Agar Jupiter benar-benar tidak berbatu, seperti yang diminta, Anda harus membuat mekanisme untuk mengecualikan butiran debu dan asteroid yang lolos dari cengkeraman kematian gravitasi planet dengan baik.
Wayfaring Stranger
4
Ah, maaf, saya salah paham dengan Anda. Saya mengerti apa yang Anda katakan sekarang. Karena Shoemaker – Levy adalah bagian dari Jupiter sekarang, Jupiter karenanya mengandung besi, magnesium, dan silikon. :)
Matthew Piziak
9

Saya setuju dengan semua orang di sini (tentu saja) bahwa gravitasi di "permukaan" Jupiter sepenuhnya ditentukan oleh massa yang terkandung di dalam permukaan itu. Komposisi tidak ada bedanya.

Namun saya berbeda dengan beberapa pada jawaban atas pertanyaan judul berita utama. Kami sama sekali tidak tahu apakah Jupiter memiliki inti berbatu.

Teori populer untuk pembentukan planet raksasa adalah bahwa mereka harus mulai dengan membentuk inti berbatu / es dengan massa 10-20 kali massa Bumi. Ini kemudian perlahan-lahan bertambah selama beberapa juta tahun sampai tumbuh cukup besar untuk periode singkat penambahan gas yang membangun seluruh massa. Lihat http://blog.planethunters.org/tag/core-accretion/ untuk akun populer lainnya.

Jika Jupiter terbentuk seperti ini maka harus memiliki inti. Namun, ini bukan satu-satunya game di kota. Planet - planet juga dapat terbentuk di cakram protoplanet dengan runtuh secara langsung, dalam hal ini tidak akan ada inti berbatu / es. Penemuan baru-baru ini tentang kemungkinan pembentukan planet di sekitar HL Tau yang berusia juta tahun telah menyebabkan kebangkitan gagasan ini - sulit untuk membentuk raksasa gas dengan akresi inti begitu cepat.<1

Jawabannya mungkin datang segera. Pada Juli 2016, pesawat ruang angkasa NASA Juno akan tiba di orbit sekitar Jupiter. Salah satu tujuan misi utamanya adalah untuk mengumpulkan informasi lebih lanjut tentang seberapa besar inti di pusat Jupiter menggunakan baterai instrumen termasuk percobaan yang sangat sensitif terhadap variasi medan gravitasi kecil.

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

Rob Jeffries
sumber
Itu dia. Saya berharap seseorang akan menyebutkan ini.
HDE 226868
Jadi, apakah jawabannya datang?
JBentley
6

Menurut Hukum Gravitasi Universal Newton, Anda hanya perlu berinteraksi massa untuk menghasilkan gaya gravitasi di antara mereka. Gas memiliki massa dan karenanya dapat berkontribusi terhadap gravitasi. Jadi, bahkan jika Jupiter sepenuhnya berbentuk gas, itu sangat luar biasa besar (begitu banyak gas!), Sehingga memiliki tarikan gravitasi yang jauh lebih kuat daripada Bumi. Bagaimanapun, Matahari juga berbentuk gas.

Berhati-hatilah, bagaimanapun, ketika seseorang membandingkan gaya gravitasi sesederhana "2,5 kali". Selalu ada asumsi / referensi tersembunyi dalam hal ini karena gaya bergantung pada lebih dari sekedar massa (misalnya jarak). Gravitasi bumi jauh lebih kuat di tempat saya duduk! Dalam kasus guru Anda, itu mungkin berarti bahwa gaya gravitasi yang dirasakan di permukaan Jupiter adalah 2,5 kali apa yang Anda rasakan di permukaan Bumi. Untuk memilih "permukaan" untuk planet gas, Anda perlu membuat lebih banyak asumsi.

Bagaimanapun, untuk pertanyaan berjudul, sangat mungkin bahwa Jupiter tidak sepenuhnya berbentuk gas. Dengan semua hal itu (bukan hanya hidrogen dan helium, tetapi segala sesuatu lainnya yang terbuat dari tata surya kita) dan semua tarikan gravitasi itu, Anda pasti memiliki endapan padat yang mengembun menjadi inti planet yang solid.

Jonny D
sumber