Pregunta:
¿Qué tan cerca pueden formarse los planetas entre sí?
SDH
2017-02-23 02:57:24 UTC
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Con el anuncio de la NASA de hoy sobre el descubrimiento de un sistema que contiene siete planetas del tamaño de la Tierra (3 dentro de la zona habitable), me pregunté sobre las condiciones aparentemente abarrotadas. ¿Qué principios guían la formación de planetas y las distancias entre ellos? ¿Existen leyes que rijan esto que estén bien establecidas? ¿Qué tan cerca hemos observado que se forman dos planetas?

Al mencionar las leyes, me veo obligado a decir que pueden formarse tan cerca como quieran entre sí hasta que uno de ellos se convierta en abogados y las leyes de zonificación arruinen todo. Pido disculpas por cualquier ofensa que esto cause. A menos que sea para abogados, por supuesto. :-)
Para su información, el documento sugiere que los planetas se formaron más lejos y migraron hacia adentro como lo indican sus resonancias, lo que significa que sus procesos de formación probablemente no pudieron interrumpirse entre sí a medida que se formaron y solo se volvieron tan llenos después.
One responder:
HDE 226868
2017-02-23 03:22:28 UTC
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Si estás pensando en lo cerca que pueden estar los planetas, probablemente deberías considerar la esfera Hill de cada planeta, la región en la que puede retener satélites. Fang & Margot (2013) hizo un análisis de los datos de Kepler y encontró que los planetas tenían valores medios de $ \ Delta = 21,7 $, donde $ \ Delta $ es un parámetro dado para dos planetas adyacentes por $$ \ Delta = \ frac {a_2-a_1} {R_ {H1,2}} $$ donde $ a $ s son los ejes semi-mayores y $ R_ {H1,2} $ es el radio de Hill mutuo.

Un sistema que los autores consideran es Kepler-11, que tiene 6 planetas, todos con ejes semi-principales $ \ leq0.466 \ text {AU} $ y con un solo eje semi-mayor mayor que $ 0.25 \ text {AU} $. El $ \ Delta $ más pequeño es aproximadamente $ 5.7 $, aunque todos los otros $ \ Delta $ s son bastante pequeños. Kepler-36, con solo dos planetas, todavía tiene un $ \ Delta $ de $ 4.7 $.

Según el artículo de Nature sobre TRAPPIST-1, los siete planetas tienen ejes semi-mayores dentro de $ \ sim0.063 \ text {AU} $. Tienen una media de $ \ Delta $ s de $ 10.5 \ pm1.9 $, no muy diferente de los planetas Kepler-11, porque tienen esferas de Hill más pequeñas. Pueden estar más juntos, pero pueden estar mucho más juntos sin tener problemas de estabilidad. Además, están en una configuración "casi resonante".

Qué tan cerca pueden estar los planetas depende en gran medida de sus masas, lo que a su vez determina sus radios de Hill mutuos, que determina la estabilidad.

Dicho todo esto, los autores creen que los planetas TRAPPIST-1 pueden haber migrado desde más lejos, entrando así en las resonancias. Sin más información, no podemos saber si este es el caso, pero si es así, entonces no es un ejemplo de planetas que se forman cerca unos de otros.

Decir 'oh porque tienen masas más pequeñas, su $ \ Delta_ {max} $ es más pequeño', es completamente inconsistente con sus radios de Hill mutuos que ya son dependientes de las masas y encapsulan toda la física interesante. El punto es que hay algo de $ \ Delta_ {max} $ para todos los planetas, o hay una parte de la física que no entendemos.
@AtmosphericPrisonEscape Nunca dije que ese fuera el caso. ¿Dónde está buscando específicamente en mi respuesta?
Usted dice: "Tienen una Δs media de 10,5 ± 1,9, no muy diferente de los planetas Kepler-11, porque tienen esferas de Hill más pequeñas". al comparar este valor con $ \ Delta \ approx 21.7 $, parece que estás tratando de explicar el valor crítico más pequeño escalando con la masa, lo cual no tendría sentido ... Pido disculpas si he entendido mal el mensaje.
@AtmosphericPrisonEscape Sus ejes semi-principales y las diferencias en los ejes semi-principales también son menores. Por lo tanto, $ R_ {H1,2} $ y $ a_2-a_1 $ son ambos más pequeños que con los planetas Kepler-11, por lo que no hay necesariamente una gran probabilidad en $ \ Delta $.
Creo que dejaste un "no" en la oración "... no pueden [no] estar mucho más juntos sin ... problemas de estabilidad". Debo agregar que no hemos encontrado un nombre (hasta donde saber) para un grupo putativo de cuerpos del mismo tamaño que orbitan una estrella como grupo, con las habituales órbitas impredecibles dentro del grupo (problema de los 3 cuerpos).
@CarlWitthoft Quise decir que pueden estar más juntos que los planetas más masivos alrededor de Kepler-11, así que no, eso no es un error tipográfico.
¿Quizás reemplazar "pero" con "puede", entonces?


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