¿Podría haber un planeta más grande que la Tierra, pero con menos gravedad?

Los planetas más grandes no siempre tienen masas mayores. Recuerde, la masa y el volumen están relacionados por

La región sombreada en azul es el subconjunto permitido del espacio de parámetros con planetas que satisfacen$R>R_{\oplus}$que tienen gravedades superficiales menores que la de la Tierra: las propiedades que desea. Muy pocos planetas terrestres ocupan esta área y pocos son principalmente silicatos, como la Tierra. Es probable que su planeta tenga cantidades significativas de agua y puede ser un mundo oceánico.

con una gravedad más débil y un campo magnético lo suficientemente fuerte como para que las personas no necesiten protección adicional contra la radiación solar?

Esto es más complicado. Según la teoría de la dínamo , el campo magnético se rige por la ecuación de inducción

Lo complicado es que mientras el campo magnético nos protege del viento solar, también tenemos que preocuparnos por la radiación UV. Es por eso que la capa de ozono es nuestra gracia salvadora, por así decirlo, y por qué su agotamiento por los clorofluorocarbonos es tan importante. Menciono esto porque un planeta con ciertas características (es decir, mucho más grande y, sin embargo, menos masivo) tendrá una atracción gravitacional más débil sobre su atmósfera (con la fuerza dependiendo del radio y la masa).

Los gases más ligeros escapan más fácilmente de un planeta dado que los gases pesados. Es por eso que la Tierra perdió cualquier envoltura primordial de hidrógeno y helio que pudiera haber tenido. Haga que este planeta sea demasiado grande y corre el riesgo de perder ozono. Claro, el planeta tendría que ser bastante grande (manteniendo la misma masa), pero podría suceder. Un campo magnético más fuerte podría resolver esto, pero sus contribuciones podrían no ser demasiado grandes.

Un campo magnético fuerte viene con un núcleo de hierro pesado, por lo que probablemente no sea una densidad significativamente menor que la de la Tierra.

Afortunadamente, un campo magnético no es la única forma de obtener protección contra la radiación. Una atmósfera más espesa bloqueará mucho, con la ventaja añadida de facilitar el vuelo.

También tiene la opción de aceptar una cierta cantidad de radiación, especialmente si limita el tiempo que pasa al aire libre. Duerma bajo tierra y podrá manejar el doble de radiación cuando esté volando.

La baja gravedad y la exposición al viento solar pueden dificultar que el planeta se aferre a una atmósfera, pero eso sucedería durante millones de años. La vida nativa puede no tener tiempo para evolucionar, pero no sería un problema para los humanos que visitan o para la vida que se introduce desde otro lugar.

Si desea un planeta terrestre, le sugiero encarecidamente que eche un vistazo a este video The Trouble with Terrestrials que explica cuáles son los límites del planeta terrestre. Se basa en este cuadro de verificación en papel en la página 19 sobre cuáles son sus opciones con respecto al tamaño y la composición del planeta. .

Urano tiene una gravedad de 8,69 m/s ² en la superficie, en comparación con los 9,81 de la Tierra, y si no recuerdo mal, es algo más grande que la Tierra. (Acabo de ver su pregunta y busqué esto: técnicamente no descartó que el planeta sea un gigante gaseoso, aunque probablemente no sea lo que tenía en mente).

Sí, puede ser posible, y puedo darles un ejemplo sólido que existe en la vida real, y eso también, en nuestro sistema solar.

Damas y caballeros, me gustaría que conozcan a Urano. (sin juego de palabras)

Urano es aproximadamente 4 veces más ancho que la Tierra y tiene 14 veces la masa. Sin embargo, Urano tiene la misma gravedad que Venus, apenas 8,87 m/s ² . Urano tiene una gravedad un 10% menor que la de la Tierra.

La razón de esto es la densidad.

Eche un vistazo a Saturno, por ejemplo. Tiene casi un tercio de la masa de Júpiter (95 tierras) y, sin embargo, su gravedad es de unos 10,44 m/s ² . Esto se debe a que Saturno es menos denso que el agua y es tan voluminoso que su gravedad superficial es realmente baja. La superficie de Saturno, o al menos la altitud sobre el centro de Saturno, donde la presión es más o menos similar a la de la atmósfera de la Tierra, está muy lejos del centro.

Urano, de manera similar, a pesar de tener 14 veces la masa y 4 veces más ancho que la Tierra, solo tiene$\frac{1}{4}$de la densidad de la Tierra, (1,27 g/cm ² frente a 5,51 g/cm ² . Esto significa que Urano es bastante voluminoso y su superficie está muy lejos de su interior. A pesar de esto, Urano tiene un campo magnético (desequilibrado) . El campo magnético de Urano campo, que es más fuerte que el de la Tierra.

Así que la respuesta es:-

Es posible tener un planeta que sea más grande que la Tierra y más débil en términos de gravedad.

Solo un poco tarde en la respuesta, pero suponiendo que el vuelo alado propulsado por humanos sea su objetivo principal, y no el tamaño o la gravedad del planeta, entonces una atmósfera más espesa puede ser el camino a seguir. Se ha especulado que la atmósfera de Titán podría sostener fácilmente un vuelo propulsado por humanos.