Colisión de asteroide y planeta gaseoso: qué pasaría

¿Qué sucede cuando los asteroides (u otros cuerpos pequeños) "chocan" con un planeta gaseoso? En mi cabeza, lo atravesaría o simplemente se quedaría "dentro" debido a la fuerte gravedad. Tiendo a creer en el último, pero si este es el caso, ¿significa esto que los gigantes gaseosos están llenos de pequeños cuerpos en su interior?

Gracias.

Sería aplastado en pedazos por las fuerzas de las mareas antes de que golpee la superficie de la atmósfera. Y dentro de la atmósfera sería destruida por la fricción y los fragmentos perderían velocidad y entrarían en espiral hacia el centro del planeta gaseoso. En algún lugar allá abajo, los materiales del asteroide se equilibran con los gases circundantes. Pero las enormes estrellas gigantes rojas como Betelgeuse, por otro lado, podrían tener incluso estrellas compañeras (de neutrones) orbitando "dentro" de ellas. Júpiter no. Dejaré la respuesta a un físico real.
@LocalFluff, ¿le importaría cuantificar? Creo que el límite de Roche para material rocoso estaría dentro de Júpiter. Ciertamente, algo de baja densidad, como un cometa, podría romperse antes de llegar a la superficie, pero no algo con, digamos, 5000 kg/m 3 .
@RobJeffries Sería un gran proyecto para mí calcular eso, y dado que otros lo hacen mucho mejor, me falta motivación para hacerlo. Tal vez y probablemente un asteroide sólido, como 16 Psyche, podría ingresar a la atmósfera antes de que se rompa. Pero no le veo otro destino que licuar rápidamente y sumarse a la diferenciación general de su nuevo entorno. Creo que es bastante obvio que el arrastre del gas denso evitaría que cualquier objeto sólido orbite dentro de un planeta gaseoso. Lo suficientemente obvio como para no tener que entrar en los números (porque soy perezoso).
@LocalFluff: Creo que un objeto razonablemente denso como un asteroide rocoso o de hierro tendría una fuerza interna más que suficiente para mantenerse unido por un tiempo, incluso dentro del límite de Roche. Los objetos muy grandes, como los planetas, se comportan como fluidos (por ejemplo, la Tierra es redonda porque está cerca del equilibrio hidrostático), pero los objetos más pequeños se comportan como sólidos. Un cuerpo lo suficientemente pequeño para no ser esférico no es lo suficientemente grande para que las mareas tengan una gran influencia.
@KeithThompson "Un cuerpo lo suficientemente pequeño para no ser esférico no es lo suficientemente grande para que las mareas sean una gran influencia". Pero entonces, ¿qué pasa con el cometa Shoemaker–Levy 9? La expectativa es que la mayoría de los objetos que orbitan alrededor de Júpiter sean bastante helados y blandos. Pero de todos modos, una vez dentro de la atmósfera, cualquier objeto desaceleraría rápidamente y se sumergiría en las profundidades donde sería aplastado por la presión.
@LocalFluff: Por eso me referí específicamente a los asteroides rocosos o de hierro. Obviamente, SL9 se mantuvo unido con menos fuerza por su propia estructura interna. Y la pregunta mencionaba asteroides, no cometas.
Esta discusión es bastante útil. Como no puedo aceptarlo como una respuesta, tal vez uno de ustedes debería convertirlo en una respuesta. De lo contrario podría hacerlo.
No quiero dar una nueva respuesta, pero en "quedarse adentro", un objeto denso como un asteroide rocoso, suponiendo que no se rompiera en el impacto o por las fuerzas de las mareas, caería a través de un gigante gaseoso como un la roca caería a través del agua. Incluso a muy alta presión, la densidad de un asteroide rocoso sería mayor que la de cualquier gas en Júpiter. En cierto punto, la temperatura derretiría el material rocoso, y con el tiempo y aún más adentro del planeta, el material se volvería como plasma a alta presión, uniéndose al plasma en el planeta interior. No hay "asteroides" dentro de Júpiter

Respuestas (2)

Un ejemplo muy bien documentado de un objeto celeste pequeño con un gigante gaseoso es la colisión del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter. Como se trataba de un cometa que fue rastreado, todo el proceso de la colisión fue bien documentado y observado.

Aunque la colisión ocurrió en julio de 1994, los primeros efectos ocurrieron 2 años antes, según el Informe Técnico de la NASA " Shoemaker-Levy 9 and the marea disruption of comets ", cuando el

ruptura del cometa periódico Shoemaker-Levy 9 en múltiples partes después de su encuentro de pastoreo con Júpiter

Esto representa una de las primeras etapas de la colisión que podría ocurrir cuando el objeto celeste se acerca al gran planeta. En este caso, esta ruptura resultó en que el cometa Shoemaker-Levy 9 formara un tren de fragmentos para finalmente chocar contra Júpiter. El proceso completo en esta etapa se muestra en el siguiente diagrama:

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Fuente de la imagen: Universidad de Tufts

El tren de fragmentos fue capturado por el telescopio espacial Hubble (que se muestra a continuación):

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Fuente de la imagen: NASA

A cada fragmento se le designó una letra (por ejemplo, Fragmento A, etc.). Según el artículo " La colisión de Júpiter y el cometa Shoemaker-Levy 9. " (Zahnle y Mac Low, 1994), estos fragmentos tenían un tamaño del orden de unos 100 ma 5 km y se dirigían directamente hacia Júpiter.

Luego, al evento principal: la colisión de los fragmentos del cometa con Júpiter.

Un ejemplo fue del Fragmento G, uno de los fragmentos más grandes, cuando chocó con Júpiter (imagen a continuación):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fuente de la imagen: NASA

Como puede ver, la explosión fue espectacular: alrededor de 21 fragmentos impactaron en Júpiter durante varios días, dada la rotación relativamente rápida de Júpiter, los impactos se distribuyeron bastante en la parte superior de las nubes de Júpiter, como se muestra en la imagen ultravioleta a continuación ( la sombra del círculo debajo es la luna Io):

ingrese la descripción de la imagen aquí

Fuente de la imagen Museo del Aire y el Espacio

Ha habido varios impactos en Júpiter (y presumiblemente también en los otros gigantes de gas/hielo), otro que se sometió a un escrutinio científico fue un asteroide 'del tamaño del Titanic' que chocó con Júpiter en 2009, informado en el artículo " Nueva evidencia que el asteroide, no el cometa, golpeó a Júpiter en 2009 ", describe una comparación entre el asteroide de 2009 y el cometa Shoemaker-Levy 9 se describen como:

Los escombros oscuros, la atmósfera calentada y el afloramiento de amoníaco fueron similares para este impacto y Shoemaker-Levy, pero la columna de escombros en este caso no alcanzó altitudes tan altas, no calentó la estratosfera alta y contenía señales de hidrocarburos, silicatos y sílices que no se veían antes. La presencia de hidrocarburos y la ausencia de monóxido de carbono proporcionan una fuerte evidencia de un impactador sin agua en 2009.

En general, el artículo mencionó el proceso probable durante cualquier colisión de un cuerpo celeste con un planeta gaseoso, utilizando el ejemplo de Júpiter:

Sumergiéndose en la atmósfera de Júpiter, el objeto creó un canal de gases y desechos atmosféricos sobrecalentados. Una explosión en las profundidades de las nubes, que probablemente libere al menos alrededor de 200 billones de billones de ergios de energía, o más de 5 gigatoneladas de TNT.

y el propio objeto celeste - vaporizado, totalmente destruido en la explosión resultante.

Hemos observado impactos con Júpiter

En cada caso, el objeto fue destruido en la atmósfera de Júpiter.

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