¿Más océano en un análogo de la Tierra produce un período de rotación diferente?

¿Un exoplaneta que tiene más océanos que la Tierra rotaría a una velocidad diferente como resultado de esto?

Básicamente no. La velocidad de rotación o la velocidad angular no cambian significativamente con el ejemplo propuesto.

Para explicar esto con más detalle, hay dos conceptos importantes. Primero, es el momento angular, ( explicación corta o más larga ) y el segundo concepto es el momento de inercia .

La fórmula básica es que Velocidad angular (tiempo para 1 rotación completa) = Momento angular dividido por Momento de inercia. Las fórmulas y las explicaciones se encuentran en los enlaces anteriores, y si tuviera que explicarlo, se volvería prolijo, pero su pregunta parecía ser más general, menos sobre hacer los cálculos matemáticos, por lo que omitiré las fórmulas.

En pocas palabras, hablando de un planeta, el estado de la materia no afecta el momento angular. El momento angular se conserva y eso, dividido por el momento de inercia, determina la velocidad de rotación. Ahora, si haces que algo gire lo suficientemente rápido, la rotación angular puede abrumar a la gravedad y, cuando esto sucede, el planeta puede comenzar a separarse, lo que sucede más fácilmente con el agua que con una superficie rocosa que tiene algo de cohesión, pero ignorando las locas rotaciones súper rápidas, un mundo acuático, un mundo oceánico profundo, un mundo oceánico poco profundo y un mundo rocoso obedecen la ley de velocidad angular y la composición no importa. El momento angular se conserva. El momento de inercia de un planeta puede cambiar, pero en su mayor parte, no cambia mucho.

El momento de inercia de la Tierra, por ejemplo, cambia cuando los glaciares crecen o se encogen, o cuando hay un terremoto. Incluso, cada vez que se construye un edificio alto, el momento de inercia de la Tierra aumenta un poquito, como si un patinador extendiera los brazos para frenar al salir de una espiral.

Cuando hay un terremoto que, en su mayor parte, asienta la Tierra, hay un pequeño aumento en la velocidad de rotación de la Tierra. El momento angular total y la masa total permanecen iguales pero el cambio de material cambia el momento de inercia. (El polvo espacial concedido y los efectos de las mareas cambian el momento de inercia de la Tierra, pero muy lentamente).

¿La cantidad de agua afectaría el peso, la atracción gravitatoria y/o las fuerzas de marea y causaría una diferencia en el período de rotación del exoplaneta?

Esta es una pregunta más difícil de responder precisamente porque agregar agua cambia la masa del planeta y cambiar la masa cambia el momento de inercia, pero siguiendo el principio de su pregunta, no hay un efecto medible.

Tomemos un ejemplo algo más simple sin cambiar la masa del planeta. Glaciaciones. Cuando la Tierra está en una edad de hielo, hay menos océanos líquidos y más hielo en los polos, pero la masa total no cambia. Más masa en los polos y menos masa en los océanos disminuye el momento de inercia de la Tierra porque la mayor parte del momento de inercia de la Tierra está alrededor del ecuador, por lo que, como resultado, la Tierra gira un poco más rápido durante una edad de hielo y un poco más lento después. una edad de hielo. Con el tiempo, la corteza terrestre tiene una tendencia a ajustarse a este efecto, pero eso lleva decenas de miles de años. Partes de la corteza terrestre todavía se están recuperando de la última edad de hielo.

La atracción gravitacional no es relevante. Las estrellas de neutrones con una enorme atracción gravitatoria pueden rotar muy rápido y el planeta con la rotación más rápida en nuestro sistema solar es Júpiter y el que tiene la rotación más lenta es Mercurio. La velocidad angular no tiene una correlación directa con la masa o la gravedad, aunque existe una correlación indirecta. Como una estrella, por ejemplo, se condensa, su rotación se acelera, porque el momento angular se conserva, pero a medida que se asienta, el momento de inercia disminuye. Es por eso que las estrellas jóvenes, las enanas blancas y las estrellas de neutrones pueden girar muy rápido.

Las fuerzas de marea pueden crear arrastre en la rotación, pero el efecto es lento y lleva millones o cientos de millones de años. Con el tiempo suficiente, las fuerzas de las mareas hacen que un planeta o una luna dejen de girar y queden bloqueados por las mareas, pero no hay un efecto a corto plazo. (Diré un poco más sobre esto más adelante).

Entonces, un planeta con grandes océanos no rotaría más lento que un planeta sin océanos porque el líquido o el sólido pueden tener la misma velocidad angular, pero con el tiempo, las mareas reducirán la velocidad de un planeta con océanos más rápidamente que un planeta sin océanos.

Debido a que la Tierra tiene océanos, la gravitación de la Luna sobre la protuberancia de la marea de la Tierra ralentiza la rotación de la Tierra, pero esto ha estado sucediendo durante 4 mil millones de años y la Tierra todavía gira cada 24 horas, uno de los planetas más rápidos. Si la Tierra tuviera más agua, el tirón de la marea de la Luna reduciría la velocidad de la Tierra un poco más rápido, pero aún así sería muy gradual.

Júpiter, que es básicamente una bola de gas, es el planeta que gira más rápido y Mercurio, básicamente una roca, el más lento, por lo que esos son 2 ejemplos de composición que no es un factor, aunque la rotación lenta de Mercurio se debe en gran parte a la fuerte marea. fuerzas que recibe del Sol.

Ahora, entiendo el enfoque lógico de su pregunta, ya que hay algo aparente sobre la rotación resistente al agua, mencionado en esta pregunta , pero el hecho de que el agua no gira con un vaso cuando gira un vaso es un ejemplo de conservación de angular impulso, no un argumento en su contra. En un planeta, los océanos giran con el planeta y el momento angular ya está ahí.

Espero que no haya sido demasiado largo, pero eso es lo esencial. Puedo tratar de limpiar o aclarar si es necesario.

Si la masa, el radio y el momento angular total del planeta son los mismos que los de la Tierra, entonces puedo dar una respuesta. (Por supuesto, si se permite que el momento angular sea diferente, podría tener cualquier tasa de rotación...)

Primero, la gravedad de la superficie no cambia, ya que esto solo depende de la masa y el radio de un planeta.

Segundo, si la masa es constante, entonces la densidad promedio debe ser la misma que la de la Tierra. Pero el agua es menos densa que la densidad promedio de la Tierra, por lo que el interior del planeta tendría que ser más denso que el de la Tierra para que el promedio sea similar.

Si la densidad es mayor que la de la Tierra en el interior, pero menor en el exterior, entonces el momento de inercia , que depende de qué tan lejos esté la masa del eje de rotación al cuadrado , será menor. Entonces, debido a que el momento angular (que se supone constante) es el producto del momento de inercia y la velocidad de rotación, deducimos que la velocidad de rotación debería ser más rápida.

NB: simplemente cubrir un área más grande con un océano similar a la Tierra no haría ninguna diferencia. Se necesita mucha agua superficial para marcar la diferencia.

Asumiría que viendo cómo cambiaría la densidad.

Si es exactamente como la Tierra pero tiene una tonelada de mierda más de un océano, es perceptible que su densidad (promedio) sería menor. Además, minuciosamente, comprimiría más esta agua y la calentaría y crearía algo así como una atmósfera dado que no se escapa. Atrapar más y más partículas energéticas en una atmósfera espesa y brumosa puede cambiar la rotación tan levemente que probablemente nunca se notará...

Además, si tiene una luna, las mareas/olas debidas a la gravedad también pueden empujar minuciosamente al planeta a un estado diferente de rotación. Muy ligeramente

Lo leí mal, pero lo guardo en caso de que ayude.

Realmente depende de cuánta más agua haya. Si fuera una cobertura del 100 %, sería más "ordenado" y el océano ciertamente sería más compacto (la misma masa que la tierra, pero agregue UNA ENORME cantidad de agua para obtener una cobertura del 70 % al 100 % del área) -- las mareas pueden no ser tan salvajes. Supongo que afectaría el período de rotación, pero no mucho.

Tenga en cuenta que podría ser más fácil publicar esto en el intercambio de pila de física, obtendrá mejores respuestas, mucho antes. Esta parece una buena pregunta para obtener votos de...