Si un mundo rocoso es lo suficientemente grande (no un gas o un gigante de hielo), ¿puede tener helio del disco primordial en su atmósfera?

Cuando se forman los planetas, ¿solo los gigantes de gas y hielo acumulan hidrógeno y helio? ¿Esta acumulación tiene que estar más allá de la "línea de nieve"?

En otras palabras, ¿todo el hidrógeno o helio en la atmósfera de una supertierra provendría de la desgasificación (desintegración radiactiva, etc.)?

Supongo que acumularían hidrógeno como parte de las moléculas (de donde proviene el hidrógeno desgasificado), pero estoy preguntando acerca de una atmósfera primaria, en lugar de secundaria.

Respuestas (1)

La línea de nieve es el radio interior de la estrella donde el agua se condensa en polvo y partículas más grandes como hielo (es decir, bolas de nieve). El hidrógeno y el helio nunca se congelan. Los planetas comienzan a formarse acumulando estas partículas (con o sin hielo, pero definitivamente no con H o He), pero cuando un planeta en crecimiento alcanza una masa lo suficientemente alta, comienza a atraer H y He (y, lo que es más importante, puede retenerlos como tienen una masa atómica baja y, por lo tanto, tienden a escapar rápidamente a menos que haya suficiente gravedad). La masa exacta en la que se produce depende de muchos factores (temperatura, presión, etc.), pero ocurre por debajo de la masa de Neptuno y en parte de la clase de masa de la supertierra.

Sin embargo, más allá de la línea de nieve, es más probable que un planeta crezca hasta una gran masa, ya que una mayor parte del entorno se ha condensado fuera del gas en pequeñas partículas, por lo que la acumulación es más eficiente. Entonces, puede ser que los mini-Neptunos generalmente se formen más allá de la línea de nieve y luego algunos de ellos migren más cerca de su estrella. Pero no veo ninguna razón para dudar de que algunos de los muchos mini-Neptunos con H y He encontrados por Kepler/K2 dentro de la línea de nieve se formaron in situ. No soy un experto en este campo, y tal vez los expertos no estén de acuerdo.

Supongo que estoy tratando de averiguar si hay una diferencia entre un mini-Neptuno y una supertierra rocosa que es lo suficientemente grande (y con la temperatura efectiva correcta) para acumular hidrógeno y/o helio del disco primordial. Este último tendría una densidad mucho mayor. No estoy seguro de si ser lo suficientemente grande como para retener H y/o Él es lo mismo que poder acumularlo. Supongo que, en resumen, tengo curiosidad por saber si un gran mundo rocoso con placas tectónicas, etc., podría tener una capa superior de helio en su atmósfera.
Se cree que todos los gigantes gaseosos tienen un núcleo "rocoso", presumiblemente con placas tectónicas debajo de sus capas exteriores gaseosas. Es decir, hasta que/a menos que las presiones y temperaturas sean demasiado altas para los sólidos. Todos los planetas comienzan acumulando sólidos y luego acumulan diferentes cantidades de gas. Entonces, no estoy seguro de lo que estás preguntando.
@eshaya Lo siento, es difícil de verbalizar. Miro este gráfico abyss.uoregon.edu/~js/ast121/lectures/lec14.html y veo que si hicieras la Tierra un poco más fría y/o más grande, tendrías un planeta que retendría helio en su atmósfera. Estoy tratando de imaginar un planeta sobre el que pudiéramos caminar y que todavía tuviera helio en su atmósfera.
De hecho, un planeta con aproximadamente la misma temperatura pero 3 o 4 veces más masa podría tener agua y una atmósfera de helio. No es tan bueno para los humanos porque la presión del aire y la gravedad serían demasiado altas y sería casi imposible llevar la fracción de oxígeno a un nivel respirable.