karasal gezegen -Terrestrial planet

Güneş Sisteminin karasal gezegenleri: Merkür , Venüs ve Dünya ve Mars , ölçeğe göre boyutlandırılmıştır.

Karasal bir gezegen , tellürik gezegen , katı gezegen veya kayalık gezegen , öncelikle silikat kayalardan veya metallerden oluşan bir gezegendir . Güneş Sistemi içinde , IAU tarafından kabul edilen karasal gezegenler, Güneş'e en yakın iç gezegenlerdir : Merkür , Venüs , Dünya ve Mars . Bir gezegenin jeofizik tanımını kullanan gökbilimciler arasında , iki veya üç gezegen kütleli uydu - Dünya'nın Ayı , Io ve bazen Europa - karasal gezegenler olarak kabul edilebilir; ve kayalık öngezegen asteroitler Pallas ve Vesta da öyle olabilir . "Karasal gezegen" ve "telli gezegen" terimleri , bu gezegenler yapı bakımından Dünya benzeri olduğundan, Dünya için Latince sözcüklerden ( Terra ve Tellus ) türetilmiştir . Karasal gezegenler genellikle jeologlar , astronomlar ve jeofizikçiler tarafından incelenir .

Karasal gezegenlerin katı bir gezegen yüzeyi vardır, bu da onları çoğunlukla çeşitli fiziksel hallerde bulunan hidrojen , helyum ve suyun bir kombinasyonundan oluşan daha büyük gazlı gezegenlerden önemli ölçüde farklı kılar .

Yapı

Güneş Sistemindeki tüm karasal gezegenler, çevreleyen bir silikat manto ile merkezi bir metalik çekirdek (çoğunlukla demir ) gibi aynı temel yapıya sahiptir .

Büyük kayalık asteroit 4 Vesta da benzer bir yapıya sahiptir; muhtemelen daha küçük olan 21 Lutetia da öyledir . Başka bir kayalık asteroit 2 Pallas, Vesta ile yaklaşık aynı boyuttadır, ancak önemli ölçüde daha az yoğundur; bir çekirdek ve bir mantoyu asla ayırt etmemiş gibi görünüyor. Dünyanın Ayı ve Jüpiter'in ayı Io, karasal gezegenlere benzer yapılara sahiptir, ancak Dünya'nın Ayı çok daha küçük bir demir çekirdeğe sahiptir. Jüpiter uydusu Europa da benzer bir yoğunluğa sahip ancak yüzeyinde önemli bir buz tabakasına sahip: bu nedenle bazen bunun yerine buzlu bir gezegen olarak kabul ediliyor .

Karasal gezegenler , herhangi bir zamanda aşındırıcı bir sıvının veya tektonik aktivitenin veya her ikisinin varlığına bağlı olarak kanyonlar , kraterler , dağlar , volkanlar ve diğerleri gibi yüzey yapılarına sahip olabilir .

Karasal gezegenler , volkanik gaz çıkışı veya kuyruklu yıldız çarpması enkazından üretilen ikincil atmosferlere sahiptir. Bu , atmosferleri birincil olan dıştaki dev gezegenlerle çelişir ; birincil atmosferler doğrudan orijinal güneş bulutsusu tarafından yakalandı .

Güneş Sistemindeki karasal gezegenler

Güneş Sisteminin karasal gezegenlerinin ve Ay'ın göreli kütleleri (burada Luna olarak gösterilmiştir)
İç gezegenler (ölçeklendirilecek boyutlar). Soldan sağa: Dünya, Mars, Venüs ve Merkür.

Güneş Sistemi, dinamik tanım altında dört karasal gezegene sahiptir: Merkür , Venüs , Dünya ve Mars . Jüpiter'in uyduları Io ve Europa'nın yanı sıra Dünya'nın Ayı ve belki de büyük protogezegen asteroitleri Pallas ve Vesta'nın yanı sıra (bunlar sınırda olan durumlar olsa da) jeofiziksel olarak sayılabilir. Bu cisimler arasında sadece Dünya'nın aktif bir yüzey hidrosferi vardır . Europa'nın buz tabakasının altında aktif bir hidrosfere sahip olduğuna inanılıyor.

Güneş Sisteminin oluşumu sırasında, birçok karasal gezegenimsi ve proto-gezegen vardı , ancak çoğu dört karasal gezegenle birleşti veya onlar tarafından fırlatıldı, geriye yalnızca Pallas ve Vesta az çok bozulmadan hayatta kaldı. Bu ikisi muhtemelen geçmişte cüce gezegenlerdi , ancak darbelerle denge şekillerinden çıkmışlardı. Diğer bazı protogezegenler toplanmaya ve farklılaşmaya başladı, ancak sırasıyla 16 Psyche veya 8 Flora gibi yalnızca metalik veya kayalık bir çekirdek bırakan feci çarpışmalara maruz kaldı. Birçok S-tipi ve M-tipi asteroit bu tür parçalar olabilir.

Asteroit kuşağından dışa doğru diğer yuvarlak cisimler, jeofiziksel olarak buzlu gezegenlerdir . Katı bir yüzeye sahip oldukları için karasal gezegenlere benzerler, ancak kaya ve metal yerine buz ve kayadan oluşurlar. Bunlar, bugün yalnızca erken Güneş Sisteminde doğrudan güneş ışığı altında su buzunun sabit olduğu kar oluşumu çizgisinin ötesindeki bölgelerde bulunan Ceres , Pluto ve Eris gibi cüce gezegenleri içerir . Ayrıca, buz kayası (örneğin Ganymede , Callisto , Titan ve Triton ) veya hatta esas olarak buz (örneğin Mimas , Tethys ve Iapetus ) olan diğer yuvarlak uyduları da içerir . Bu cisimlerden bazılarının Europa gibi yer altı hidrosferlerine (Ganymede, Callisto, Enceladus ve Titan) sahip olduğu bilinmektedir ve bazılarının da (örneğin Ceres, Dione , Miranda , Ariel , Triton ve Pluto) olması mümkündür. Titan, su yerine sıvı metan da olsa, sıvı yüzey cisimlerine sahiptir. Jüpiter'in Ganymede'i buzlu olmasına rağmen Ay, Io, Europa ve karasal gezegenler gibi metalik bir çekirdeğe sahiptir.

Terran dünyası adının, bileşimlerine bakılmaksızın tüm katı dünyaları (yuvarlak bir şekle bürünen cisimler) tanımlaması önerilmiştir. Böylece hem karasal hem de buzlu gezegenleri içerecektir.

Yoğunluk eğilimleri

Bir karasal gezegenin sıkıştırılmamış yoğunluğu, malzemelerinin sıfır basınçta sahip olacağı ortalama yoğunluktur . Daha büyük bir sıkıştırılmamış yoğunluk, daha fazla metal içeriğine işaret eder. Sıkıştırılmamış yoğunluk, gerçek ortalama yoğunluktan (genellikle "toplu" yoğunluk olarak da adlandırılır) farklıdır çünkü gezegen çekirdeklerindeki sıkıştırma, bunların yoğunluğunu artırır; ortalama yoğunluk, gezegen boyutuna, sıcaklık dağılımına ve malzeme sertliğine olduğu kadar bileşime de bağlıdır.

Sıkıştırılmamış yoğunluğu tahmin etmeye yönelik hesaplamalar, doğal olarak gezegenin yapısının bir modelini gerektirir. İniş yapanların veya birden fazla yörüngede dönen uzay aracının olduğu yerlerde, bu modeller sismolojik verilerle ve ayrıca uzay aracı yörüngelerinden elde edilen atalet momenti verileriyle sınırlandırılır. Bu tür verilerin mevcut olmadığı durumlarda, belirsizlikler kaçınılmaz olarak daha yüksektir.

Doğrudan Güneş'in yörüngesinde dönen yuvarlak karasal cisimlerin sıkıştırılmamış yoğunluğu, Güneş'ten uzaklaştıkça daha düşük değerlere doğru yönelir ve bu, ilkel güneş bulutsusu içinde var olabilecek sıcaklık gradyanı ile tutarlıdır. Galile uyduları, Jüpiter'den dışarıya doğru benzer bir eğilim gösteriyor; ancak Satürn veya Uranüs'ün buzlu uyduları için böyle bir eğilim gözlemlenemez. Buzlu dünyalar tipik olarak 2 g·cm −3'ten daha düşük yoğunluklara sahiptir . Eris önemli ölçüde daha yoğundur (2,43 ± 0,05 g·cm −3 ) ve Europa gibi yüzeyde biraz buzla çoğunlukla kayalık olabilir. Güneş dışı karasal gezegenlerin genel olarak böyle bir trend izleyip izlemeyeceği bilinmiyor.

Aşağıdaki tablolardaki veriler çoğunlukla Güneş Sisteminin ve gezegen kütleli uydunun yerçekimsel olarak yuvarlak nesneleri listesinden alınmıştır . Güneşe olan tüm mesafeler ortalama değerlerdir.

Güneş dışı karasal gezegenler

Güneş Sistemi dışında keşfedilen gezegenlerin çoğu, daha kolay tespit edilebildikleri için dev gezegenlerdir. Ancak 2005'ten bu yana, yüzlerce potansiyel olarak karasal güneş dışı gezegen de bulundu ve birçoğunun karasal olduğu doğrulandı. Bunların çoğu süper-Dünyalardır , yani kütleleri Dünya ile Neptün'ünki arasında olan gezegenler; Süper Dünyalar , kütlelerine ve diğer parametrelere bağlı olarak gaz gezegenleri veya karasal olabilir .

Dış gezegenlerin kütlesi ve yarıçapı (ve dolayısıyla yoğunluk eğilimleri) arasındaki ilişkinin incelenmesi, yaklaşık iki Dünya kütlesinde bir geçiş noktası gösterdiğinden, bilinen süper Dünyaların çoğunun aslında Neptün'e benzer gaz gezegenleri olması muhtemeldir. Bu, bunun önemli gaz zarflarının biriktiği nokta olduğunu düşündürür. Özellikle, Dünya ve Venüs, bir gezegenin genellikle kayalık kalabileceği olası en büyük boyuta çoktan yakın olabilir. Bunun istisnaları yıldızlarına çok yakındır (ve bu nedenle uçucu atmosferleri buharlaşıp gitmiştir).

1990'ların başlarında, pulsar zamanlamasına göre Dünya'nın kütlesinin 0,02, 4,3 ve 3,9 katı olan PSR B1257+12 pulsarının yörüngesinde dönen ilk güneş dışı gezegenler keşfedildi .

Hâlâ kaynaşmakta olan bir yıldızın etrafında bulunan ilk gezegen olan 51 Pegasi b keşfedildiğinde , birçok gökbilimci onun devasa bir karasal olduğunu varsaydı, çünkü yıldızına 51 Pegasi kadar yakın (0,052 AU) hiçbir gaz devinin var olamayacağı varsayılmıştı. yaptı. Daha sonra bir gaz devi olduğu anlaşıldı.

2005 yılında, bir ana dizi yıldızının yörüngesinde dönen ve karasal gezegen olma belirtileri gösteren ilk gezegenler bulundu: Gliese 876 d ve OGLE-2005-BLG-390Lb . Gliese 876 d, kırmızı cüce Gliese 876'nın yörüngesinde , Dünya'dan 15 ışıkyılı uzaklıkta ve Dünya'nın yedi ila dokuz katı bir kütleye ve sadece iki Dünya günü yörünge periyoduna sahip. OGLE-2005-BLG-390Lb, Dünya'nın yaklaşık 5,5 katı kütleye sahiptir ve Akrep takımyıldızında yaklaşık 21.000 ışıkyılı uzaklıkta bulunan bir yıldızın yörüngesinde döner. 2007'den 2010'a kadar, Gliese 581 gezegen sistemi içinde yörüngede dönen üç (muhtemelen dört) potansiyel karasal gezegen bulundu . En küçüğü Gliese 581e sadece 1,9 Dünya kütlesidir, ancak yörüngede yıldıza çok yakındır. Diğer ikisi, Gliese 581c ve Gliese 581d ve tartışmalı bir gezegen olan Gliese 581g , yıldızın yaşanabilir bölgesinin içinde veya yakınında yörüngede dönen daha kütleli süper Dünyalardır, bu nedenle Dünya benzeri sıcaklıklarla potansiyel olarak yaşanabilir olabilirler. .

Bir başka muhtemelen karasal gezegen olan HD 85512b , 2011'de keşfedildi; Dünya'nın kütlesinin en az 3,6 katına sahiptir. Tüm bu gezegenlerin yarıçapı ve bileşimi bilinmiyor.

4 Kasım 2013 itibariyle ( NASA ) 2.036 yıldızın yörüngesinde dönen 2.740 adayı temel alan Kepler gezegen adaylarının boyutları .

Teyit edilen ilk karasal ötegezegen Kepler-10b , 2011'de Kepler Misyonu tarafından bulundu ve özellikle geçiş yöntemini kullanarak diğer yıldızların etrafındaki Dünya büyüklüğündeki gezegenleri keşfetmek için tasarlandı.

Aynı yıl, Kepler Uzay Gözlemevi Misyonu ekibi , "Dünya boyutunda" veya "süper Dünya boyutunda" (yani, Dünya'nın iki katından daha az bir yarıçapa sahip) altı tanesi de dahil olmak üzere 1235 güneş dışı gezegen adayının bir listesini yayınladı . ) ve yıldızlarının yaşanabilir bölgesinde . O zamandan beri Kepler, Ay boyutundan süper Dünya'ya kadar değişen yüzlerce gezegen keşfetti ve bu boyut aralığında çok daha fazla aday var (resme bakın).

Eylül 2020'de, mikromercekleme tekniklerini kullanan gökbilimciler , ilk kez, herhangi bir yıldız tarafından sınırlandırılmamış ve Samanyolu galaksisinde serbestçe yüzen Dünya kütleli bir haydut gezegenin ( OGLE-2016-BLG-1928 olarak adlandırılır) tespit edildiğini bildirdi .

karasal dış gezegenlerin listesi

Aşağıdaki ötegezegenler, en az 5 g/cm3 yoğunluğa ve Neptün'ün altında bir kütleye sahiptir ve bu nedenle büyük olasılıkla karasaldır:

Kepler-10b , Kepler-20b , Kepler-36b , Kepler-48d , Kepler 68c , Kepler-78b , Kepler-89b , Kepler- 93b , Kepler- 97b , Kepler -99b , Kepler-100b , Kepler-101c , Kepler-102b , Kepler-102d , Kepler-113b , Kepler-131b , Kepler-131c , Kepler-138c , Kepler-406b , Kepler-406c , Kepler-409b .

Sıklık

2013'te gökbilimciler, Kepler uzay görevi verilerine dayanarak , Samanyolu'ndaki Güneş benzeri yıldızların ve kırmızı cücelerin yaşanabilir bölgelerinde yörüngede dönen 40 milyar kadar Dünya ve süper Dünya büyüklüğünde gezegen olabileceğini bildirdi . Bu tahmin edilen gezegenlerin 11 milyarı Güneş benzeri yıldızların yörüngesinde dönüyor olabilir. Bilim adamlarına göre en yakın gezegen 12 ışıkyılı uzaklıkta olabilir. Bununla birlikte, bu, güneş dışı karasal gezegenlerin sayısı için tahminler vermez, çünkü gaz gezegenleri olduğu gösterilen Dünya kadar küçük gezegenler vardır (bkz. Kepler-138d ).

Türler

Sanatçının bir karbon gezegeni izlenimi

Katı gezegenler için birkaç olası sınıflandırma önerilmiştir.

silikat gezegen
Venüs, Dünya veya Mars gibi metalik (demir) çekirdekli silikon bazlı kayalık mantodan oluşan katı bir gezegen.
Karbon gezegeni ("elmas gezegen" olarak da adlandırılır)
Öncelikle karbon bazlı minerallerle çevrili metal bir çekirdekten oluşan teorik bir gezegen sınıfı. Metal içeriği baskınsa, bir tür karasal gezegen olarak kabul edilebilirler. Güneş Sistemi karbon gezegenleri içermez, ancak Ceres ve 10 Hygiea gibi karbonlu asteroitlere sahiptir . Ceres'in kayalık mı yoksa metalik bir çekirdeğe mi sahip olduğu bilinmiyor.
demir gezegen
Neredeyse tamamen demirden oluşan ve bu nedenle karşılaştırılabilir kütleye sahip diğer katı gezegenlerden daha büyük bir yoğunluğa ve daha küçük bir yarıçapa sahip olan teorik bir katı gezegen türü. Güneş Sistemindeki Merkür, gezegen kütlesinin %60-70'ine eşit bir metalik çekirdeğe sahiptir ve yüzeyi silikatlardan yapılmış ve demir bakımından fakir olmasına rağmen bazen demir gezegen olarak adlandırılır. Demir gezegenlerin, Merkür gibi bir yıldıza yakın yüksek sıcaklıktaki bölgelerde ve protogezegen diski demir açısından zenginse oluştuğu düşünülmektedir.
buzlu gezegen
Enceladus'ta kaynayan gayzerler
Uçucu maddelerden oluşan buzlu bir yüzeye sahip bir tür katı gezegen. Güneş Sisteminde, gezegen kütleli uyduların çoğu (Titan, Triton ve Enceladus gibi) ve birçok cüce gezegen (Pluto ve Eris gibi) böyle bir bileşime sahiptir. Europa bazen yüzeyindeki buz nedeniyle buzlu bir gezegen olarak kabul edilir, ancak daha yüksek yoğunluğu, içinin çoğunlukla kayalık olduğunu gösterir. Bu tür gezegenler, iç tuzlu su okyanuslarına ve sıvı su püskürten kriyovolkanlara sahip olabilir (yani, Europa veya Enceladus gibi bir iç hidrosfer); metan veya nitrojenden (Titan gibi) yapılmış bir atmosfere ve hidrosfere sahip olabilirler. Ganymede'de olduğu gibi metalik bir çekirdek mümkündür.
çekirdeksiz gezegen
Silikat kayadan oluşan ancak metalik çekirdeği olmayan teorik bir katı gezegen türü, yani bir demir gezegenin tersi. Güneş Sistemi çekirdeksiz gezegen içermemesine rağmen, Güneş Sisteminde kondrit asteroitleri ve göktaşları yaygındır. Ceres ve Pallas, karbonlu kondritlere benzer mineral bileşimlerine sahiptir, ancak Pallas önemli ölçüde daha az hidratlıdır. Çekirdeksiz gezegenlerin, uçucu oksitleyici malzemenin daha yaygın olduğu yıldızdan daha uzakta oluştuğu düşünülmektedir.

Ayrıca bakınız

Referanslar