Sé que los objetos con menor masa tienden a orbitar objetos con mayor masa, ¿es posible tener un planeta del tamaño de la Luna cuya masa sea tan pesada que un planeta del tamaño de la Tierra lo orbite como si fuera la Luna en una órbita estable?
Entonces, lo más denso que un planeta puede ser razonablemente es hacerlo de hierro sólido. (Hacerlo con materiales más densos es poco probable dada la relativa rareza de esos materiales, y un gran trozo de hierro podría ser algo así como un pedazo de un remanente estelar después de un cataclismo que destruyó estrellas). La luna tiene un volumen de aproximadamente 21,9 mil millones kilómetros cúbicos. El hierro tiene una densidad de 7.300 millones de toneladas por kilómetro cúbico. Entonces, un trozo de hierro del tamaño de una luna pesaría aproximadamente 1,6 * 10^23 kg. Eso es otro orden de magnitud más denso de lo que es actualmente, pero aún así solo alrededor de una décima parte de la masa de la Tierra (en lugar de su cifra actual, 1%).
Entonces, ¿podemos hacer que la Tierra sea más ligera? Las masas planetarias menos densas del sistema solar son los gigantes gaseosos, pero también son los más masivos . Felizmente, la buena gente de Harvard tiene un salvavidas para nosotros. Resulta que, si estás a una buena distancia de la estrella, la masa mínima del núcleo de un gigante gaseoso es de alrededor de 0,2 masas terrestres . De hecho, los autores postulan que Urano y Neptuno se formaron originalmente como planetas mucho más pequeños.
Si asumimos (no del todo exacto, pero aquí estamos trabajando con números de Fermi) que el núcleo de dicho planeta está compuesto completamente de hielo, y que la densidad total del planeta tiene un promedio de 0,9 g/cm^3 (más pesado que Saturno , pero una relación gas-núcleo mucho más baja), todavía solo podemos lograr que un planeta con un volumen terrestre se reduzca a alrededor de 9 * 10 ^ 23 kg. Esto definitivamente daría como resultado una relación gravitatoria más igualitaria (en lugar de la relación de 100 a 1 con nuestra luna), pero la disparidad en los diámetros es tan tremenda que no hay una forma natural explicable (sin sumergirse en estrellas de neutrones o agujeros negros, que dijiste que preferirías no hacerlo) para que el más grande orbite al más pequeño.
La geometría nos dice que solo necesitaría aumentar cinco veces el radio de su luna súper densa para darle un aumento de cien veces en volumen y masa (en cuyo punto se podría establecer la relación planeta/luna), pero aún sería cinco veces más grande que la luna.
Loren Pechtel
ben voigt