¿Qué pasaría si un gran cuerpo no gaseoso, igual o mayor que el de Júpiter choca con Júpiter?
Mi suposición es que el cuerpo más grande (nómbrelo como A ) tendrá una gran gravedad y una gran masa incluso si son del mismo tamaño, porque Júpiter se compone principalmente de hidrógeno y helio, por lo que la masa promedio será menor. A atravesará a Júpiter y debido a que A tendrá una alta gravedad, se formará una atmósfera de hidrógeno y helio.
Pero no sé en qué porcentaje mi suposición es correcta. Entonces, ¿cuál podría ser la respuesta?
Estoy trabajando bajo la suposición de que quiere decir igual en masa, y por "no gaseoso" quiere decir compuesto de elementos más pesados que el hidrógeno y el helio (técnicamente, Júpiter es principalmente líquido o sólido debido a las presiones extremas). De acuerdo con nuestras teorías actuales, tal cuerpo no podría evolucionar naturalmente, pero ignoremos ese pequeño hecho.
Digamos que la densidad del cuerpo que impacta es 8 veces mayor que la de Júpiter, esto lo haría más denso que el hierro, no sé si eso es realista a ese nivel de compresión por gravedad. Esto le daría al impactador un radio de la mitad del de Júpiter (si la densidad es 8 veces mayor, el volumen debe ser 1/8, y debido a que el volumen es proporcional al radio al cubo, el radio sería la raíz cúbica de 1/8, o 1/2).
De acuerdo con la teoría de la profundidad de impacto de Newton, un impactador penetrará aproximadamente su propia longitud multiplicada por la densidad relativa antes de quedarse sin impulso y esto es cierto independientemente de la velocidad.
Haciendo la suposición simplificada de que ambos cuerpos tienen una densidad uniforme, el impactador podría perforar 8 veces su propio diámetro en Júpiter, ya que Júpiter solo tiene el doble del diámetro del impactador, podría perforar 4 Júpiter antes de quedarse sin impulso.
En realidad, una cantidad desproporcionada de la masa de Júpiter estará en un denso núcleo rocoso. Si golpea el núcleo, se absorberá una mayor parte de su impulso y el núcleo de Júpiter terminará siendo expulsado del otro lado de Júpiter en una gran protuberancia ardiente.
Hasta ahora no hemos considerado la energía del impacto. Dado que el cuerpo cae desde fuera del sistema solar, viajará a, como mínimo, 70 km/s; esto se debe a una combinación de la velocidad de escape heliocéntrica en la órbita de Júpiter y la velocidad de escape de Júpiter (las dos masas gigantes se atraerán entre sí con mucha fuerza y, por lo tanto, se juntarán a gran velocidad).
La energía cinética de una masa de Júpiter a 70 km/s es de 4,65 × 10 36 J, mientras que la energía de enlace gravitacional de Júpiter es de 2,086 × 10 36 J, por lo que el impacto podría generar una explosión lo suficientemente potente como para superar la energía de enlace gravitacional de Júpiter. ambos planetas, aunque solo por poco: gran parte de la masa podría fusionarse en un nuevo planeta.
Esa cantidad de energía es igual a la energía liberada por el sol en 390 años. Júpiter está cuatro veces más lejos de la Tierra que el Sol, y gracias a la regla del cuadrado inverso, solo recibimos 1/16 de eso, por lo que recibimos una explosión equivalente a 24 años de luz solar, todo en cuestión de horas, ahora un gran parte de esa energía se absorberá en el proceso de hacer estallar a Júpiter en pedazos, pero sobrará mucho para irradiar la Tierra (la explosión también sería un tanto direccional, si el sitio del impacto apunta hacia la Tierra, desapareceremos tan pronto como la radiación llega, pero incluso si la radiación inicial no nos alcanza, la onda expansiva de la atmósfera supercalentada de Júpiter lo hará)
Así que la respuesta a tu pregunta es que Júpiter vuela en pedazos y todos morimos.
La velocidad de escape de Júpiter es de 59,5 km/s
La velocidad de escape del planeta intruso será algo mayor que esto, debido a que tiene una masa mayor.
Agregue a eso la velocidad entrante inicial.
Como mínimo absoluto, los dos planetas colisionarán a una velocidad relativa de unos 95 km/s, probablemente mucho más.
Un impacto de 95 km/s confiere suficiente energía cinética para impartir 4,5 gigajulios por kilogramo a los cuerpos que chocan.
Esta es suficiente energía para calentar el hidrógeno en Júpiter a 360 000 K
(solo calculo para el hidrógeno, porque es un componente muy grande de la materia y permite algunos atajos serios en los cálculos)
¡Después de la colisión, su Júpiter brillará (brevemente) 15069535 veces más que el sol! (sí, tres signos de exclamación)
Como dice la otra respuesta a esta pregunta:
Sí, Júpiter vuela en pedazos y todos morimos.
llamado2viaje
PearsonArteFoto
Anixx