¿Existe un límite superior para la masa de los planetas terrestres?

El exoplaneta Kepler-10c tiene una masa entre 15 y 19 veces la masa de la Tierra (lo que lo hace comparable en masa a Neptuno) y, sin embargo, se cree que tiene una densidad de alrededor de 7 g/cm 3 y que es un planeta terrestre, con una proporción sustancial de "hielo caliente"

¿Existe un límite superior para la masa de los planetas terrestres, o pueden formarse planetas rocosos más grandes que Kepler-10c?

Este artículo, más antiguo, en Universe Today sugiere que los planetas terrestres no pueden formar más de 5-10 masas terrestres , sustancialmente más pequeñas que Kepler 10c.

¿El límite de tamaño para los planetas terrestres no proviene simplemente de que recolectan gas y se convierten en gigantes gaseosos si se vuelven demasiado masivos? Que cerca de una estrella G, 0,24 UA, no debería haber gas. Pero tampoco debería haber tanto material en una órbita tan pequeña. Y un gigante gaseoso emigrado debería haber conservado su atmósfera, incluso los Júpiter calientes lo hacen. Es una estrella de 10.000 millones de años, ¿quizás se encuentra en una fase de gigante roja, arrasando con la atmósfera de un gigante gaseoso que ha migrado?
¿Qué se entiende por un "planeta terrestre"? ¿Quiere decir que existe un límite superior para la masa de un planeta que está hecho de ciertos constituyentes elementales o un límite superior para la masa de ciertas fases de esos constituyentes elementales para que existan?
Por planeta terrestre me refiero a un planeta hecho principalmente de rocas de silicato y metales (definición de wikipedia)
El nivel superior de masa al que podría llegar un planeta rocoso debería ser un poco más grande que las 15-19 masas terrestres observadas, pero el problema es que es probable que esa masa retenga demasiado hidrógeno. plantea una pregunta interesante sobre cómo se llama un planeta que tiene un interior rocoso de 20 o más masas terrestres pero un exterior gigante gaseoso. Según el gráfico, en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_escape , podría obtener una Tierra muy caliente con una velocidad de escape de quizás 30,000 km/s y aún así perder hidrógeno y helio. Eso correspondería a aproximadamente unas 20 masas terrestres.

Respuestas (1)

Voy a hacer referencia descaradamente a una respuesta que escribí en Worldbuilding a una pregunta casi idéntica. Lamer et al. (2014) sugirieron que las "súper-Tierras" con masas de 2 - 5 METRO 1 podría retener envolturas masivas de hidrógeno/helio, hasta 10 25 kilogramos Por encima de esto, hasta aproximadamente 10 METRO o más, existen "mini-Neptunos", posiblemente compuestos de volátiles y que tienen envolturas de gas significativas 2 . En otras palabras, hay una región de transición entre los planetas terrestres y los planetas gaseosos (incluidos los enanos gaseosos) que depende en gran medida de si el planeta puede sostener una envoltura durante un período de tiempo significativo.

Parte de esto depende del medio ambiente. Por ejemplo, cita a Kepler-10c como un posible límite superior para los planetas terrestres. La razón por la que Kepler-10c no puede ser un planeta gaseoso, como Dumusque et al. (2014) , es que está demasiado cerca de su estrella madre para retener una envoltura de hidrógeno. Probablemente perdería gran parte de esa atmósfera a través del escape de Jeans, el mismo mecanismo que conduce a los planetas ctónicos . Es posible, entonces, que Kepler-10c hubiera sido un gigante de hielo si se hubiera formado más lejos de Kepler-10. Tiene una masa similar y una composición potencialmente similar; resulta que está mucho más cerca de su estrella madre que Neptuno.

Esta es una respuesta algo insatisfactoria, pero simplemente no hay una línea exacta que separe los planetas terrestres y los planetas gaseosos, al igual que no hay una buena línea entre los gigantes gaseosos masivos y, digamos, las enanas submarrones .


1 Hay, por supuesto, excepciones, como Kepler-138a , que tiene una masa similar a la de la Tierra pero es un buen candidato a gas enano.
2 Para obtener más información sobre la región de transición, consulte, por ejemplo, López y Fortney (2013) .