Wikijunior Tähtitiede/Eristymismassa

Planeetta on avannut syntykiekkoonsa aukon, ja on eristymässä.

Eristymismassa on se massa, johon asti esiplaneetta voi kasvaa, ennen kuin sen kiinteän aineen kasvu hidastuu merkittävästi.

Taustaa

Tarkempi kuvaus: Aurinkokunnan synty, planeettakuntien synty

Teorian mukaan planeetat syntyvät keskustähteään kiertäessään törmäilemällä ja kertymällä kaasun , pölyn ja kivenmurikoiden seoksesta.

Pöly kasvaa kiviksi, kivet pikkuplaneetan kokoisiksi planetesimaaleiksi. Planetesimaalit esiplaneetoiksi jne Esiplaneetat kasvavat planeetoiksi keräämällä planetesimaaleja, kiviä, pölyä ja lopulta myös kaasua.

Nämä ovat melko tarkkaan samassa tasossa, planetesimaalikiekossa. Sen paksuus on tavallisesti 1/50 - 1/ 6 leveydestä.

Planeetta avaa syntykiekkoonsa aukon ja eristyy

tKun planeetta on kasvanut kyllin suureksi, se avaa planeettojen syntykiekkoon aukon. Tällöin planeeta eristyy, ja sen kasvu hidastuu huomattavasti.

Jos eristymismassa on kyllin suuri, voi syntyä mini-Neptunus

Eristymismassa

Jos kasvavien esiplaneettahitusten välissä ei ole kaasua, eristymismassa on Maan radan etäisyydellä noin 0.05 - 0.1 Maan massaa. Tämä on Merkuriuksen tai Marsin massan luokkaa.

Jos kiinteiden hitusten välissä on kaasua, eristymismassa on paljon korkeampi, luokkaa 5 - 30 Maan massaa.

Mitä suurempi eristymismassa on, sitä nopeammin planeetta voi kasvaa.

Koska eristymismassa on Jupiterin radan kohdalla suurempi kuin Maan radan kohdalla, Jupiter syntyi ennen Maata.

Toki planeettojen massa voi kasvaa eristymismassan saavuttamisen jälkeenkin: planeete häiritsveät toisiaan vetovoimilla ja törmäävät.

Planeetta kaasuttomassa planetesimaali- tai asteroidikiekossa.

Kaasuton planetesimaalikiekko

Kaasuttomassa kiekossa eristymismassa on melko pieni, mutta kasvaa nopeasti etäisyyden mukana.

Maan syntyvaiheen lopussa planetesimaalikiekko oli käytännössä kaasuton. Tällöin Maa syntyi melko hitaasti.

Monet maahan törmäämään pyrkivät planetesimaalit kun kulkivat Maan ohi läheltä.

Eristymismassa kasvaaa nopeasti etäisyyden mukana: Jos etäisyys keskustähdestä on 5 kertaa suurempi, eristymismassa on 5*5*5 suurempi, noin 125 kertaa suurempi.

Jos planetesimaalien pintatiheys on 10 kertaa suurempi, eristymismassa on noin 32 kertaa suurempi.

Eristymismassa pienenee, jos keskustähden massa kasvaa.

Jos tähden massa kasvaa 10x, eristymismassa pienenee noin 3x.

Ratojen soikeus kasvattaa eristymismassaa.

Kaasurikas planetesimaalikiekko

Planeetta kerää pölyä, kiviä ja kaasua. Kaasun jarrutus helpottaa tietyn kokoisten kivien päätymistä planeetan vetovoimakenttään. Näin planeetta voi kasvaa nopeasti.

Kaasurikkassa planetesimaalikiekossa eristymismassa on yleensä suuri.

Jupiterin syntyessä planetesimaalikiekossa oli runsaasti kaasua.

Kaasurikkaassa, pölyä ja kiviä sisältävässä kiekossa kaasu jarruttaa näiden liikettä.

Kun kappale lähestyy planeetta voi tapahtua seuraavia asioita:

1) Kappale on iso. Kaasu ei jarruta sitä paljoa. Silloin monesti se ehtii lentää planeetan ohi, ennen kuin vetovoima kerkiää siepata sen.

2) Kappale on hyvin pieni. Kaasu kuljettaa sitä kuin pölyä tuulen mukana. Näin kappale yleensä kulkee planeetan ohi.

Isot ja pienet kappaleet kulkevat helposti syntyvän planeetan ohi eri syistä. Keskikokoiset kasautuvat planeettaan. Liian isoja ei kaasu jarruta. liian pieniä kaasu tees vie planeetan ohi.

3) Kappale ei ole liian iso tai liian pieni. Kaasu jarruttaa sen liikettä kyllin, että planeetta usein sieppaa sen vetovoimakenttäänsä ja imee itseensä.

Kaasukiekko liikkuu hieman hitaammin kuin planeetta, koska sen sisäinen kitka, sitko, jarruttaa sen liikettä. Näin kaasukiekko pystyy syöttämään seassaan olevia kiviä planeettaan.

Sanotaan, että planeetan törmäyspinta-ala kasvaa kaasun vaikutuksen takia. Silloin planeetta voi kasvaa nopeasti. Tämä selittää jättiläisplaneettojen melko nopean synnyn.

Sitä, että kaasu auttaa planeettojen syntyä, kutsutaan englanniksi nimitykellä "pebble accretion", "kivien kertyminen" erotukseksi siitä, että planetesimaalit törmäilevät synnyttäen ja kasvattaen planeettoja.

Maan radan etäisyydellä eristymismassa on tässä tapauksessa noin 8 - 40 Maan massaa

Kaasurikkassa planeettakunnan syntykiekossa moni tekijä vaikuttaa eristymismassaan: sekä kivien että planetesimaalien että kaasun ominaisuudet.

Sanastoa

Pebble accretion: englanninkielinen nimitys sille, että kaasu auttaa planeettoja syntymään nopeasti

Pintatiheys: ainemäärä pinta-alaa kohti, esim grammaa neliösenttimetriä kohti, kilogrammaa neliömetriä kohti jne.

Planetesimaali: noin kilometrin läpimittainen pikkuplaneetta, jollaisista kasautuu planeetan esiasteita, protoplaneettoja.

Planetesimaalikiekko: keskustähteä kiertävien planetesimaalien, pölyn, kivien ja kaasun muodostama kiekko

Protoplaneetta, esiplaneetta: noin 100 - 1000 km läpimittainen kappale, josta kasautuu planeettoja

Törmäyspinata-ala: Alue, jolla hiukkaset törmäävät toisiinsa. Jos esimerkiksi planeetan törmäyspinta-ala on suuri, silloin siihen voi törmätä useammin kapaleita kuin pieenen törmäyspinna omaavaan. Suuri massa ja ympäröivä kaasu yleensä kasvattava törmäyspinta-alaa.