taille d'une planete rocheuse

[dirtymagic]

Bonjour,
Petite question simple: pourquoi les planetes géantes sont elles forcément gazeuses? Pourrait il exister une planete geante de la taille de jupiter mais entièrement solide? Si non, quelle est la limite maximale d'une planète rocheuse?
Merci d'avance.

[sirius2]

slt
bonne question..dans un podcast de ciel et espace sur les planètes géantes ils disaient qu à partir d environ 10 masses terrestres la planète à assez de masse pourr capturer le gaz présent aux alentours..Et vu qu il doit y avoir pas mal de gaz présent lors de la formation d un sytème Etoile-planète(s) je me suis dis que ca devait etre a peut près la masse maximum d une planéte rocheuse...Maintenant je sais pas ce que ca vaut...

[dirtymagic]

hum pas bête, donc si je comprend bien une planète solide qui aurait dépasser environ dix masses terrestre attirerait les gaz de la nébuleuse donc deviendrait alors une planète gazeuse puisque la mojorité des composant d'une nébuleuse est de l'hydrogène (composant majeur des géantes gazeuses et des étoiles). D'ailleurs il semblerait que les géantes gazeuses aient un noyau solide sous leurs milliers de km de gaz. En gros trop de gravité provoque innévitablement une géante gazeuse (avec un coeur rocheux quand même) puisqu'elle attire l'élément le plus présent dans l'univers. Donc en théorie il serait impossible d'avoir un jupiter entièrement solide, dommage ça pourrait être impressionnant

[Gilgamesh]

Il y a déjà eu plusieurs discutions là dessus :

Planète tellurique, taille critique ?

Limite masse planète éteinte

a+

[sirius2]

a oui merci .je suis tombé sur celui la aussi + grosse planete tellurique

[thejohnou]

Juste une précision, une planète dite gazeuse n'est majoritairement pas à l'état gazeux. La partie gazeuse est très superficielle, la pression fait que la majorité de l'hydrogène et l'hélium sont liquides. Ce liquide acquiert des propriétés métalliques (conduction d'électrons par exemple) à partir d'une certaine profondeur.

[vanos]

Juste une précision, une planète dite gazeuse n'est majoritairement pas à l'état gazeux. La partie gazeuse est très superficielle, la pression fait que la majorité de l'hydrogène et l'hélium sont liquides. Ce liquide acquiert des propriétés métalliques (conduction d'électrons par exemple) à partir d'une certaine profondeur.

Bonsoir,

Holà ! comme tu y vas, la couche gazeuse est très épaisse (à tel point que Saturne a un poids spécifique global est inférieur à 1) et l'hydrogène métallique se trouve très profond car il faut une pression colossale pour l'obtenir et ce n'est une couche superficielle qui pourra faire cela.

Bonne nuit.

[thejohnou]

Rebonjour, il n'est jamais trop tard pour corriger une erreur, je maintiens que la majorité du volume de Jupiter ou Saturne sont constitués d'hydrogène (et un peu d'helium) liquide. Effectivement Saturne a une densité de 0.7 pour être précis, soit 700g/L. Avec de l'hydrogène gazeux, de masse volumique 0.09g/L (à 0°C et à la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer), même ramené aux pressions et températures de Saturne, on n'atteint pas une telle densité, qui n'est possible qu'avec de l'hydrogène sous forme liquide.
Il s'agit pourtant pas d'un savoir nouveau. Vous pouvez lire les pages sur Saturne et Jupiter sur wikipedia (en version anglaise c'est mieux), c'est très bien documenté.

[Tawahi-Kiwi]

Rebonjour.

Salut,

La remarque initiale de Vanos concernait ton atmosphere "tres superficielle", pas le reste.

je maintiens que la majorité du volume de Jupiter ou Saturne sont constitués d'hydrogène (et un peu d'helium)

vrai, on sait ca depuis plusieurs decennies.

liquide

faux (ou en tout cas, on en sait rien)

Effectivement Saturne a une densité de 0.7 pour être précis, soit 700g/L. Avec de l'hydrogène gazeux, de masse volumique 0.09g/L (à 0°C et à la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer), même ramené aux pressions et températures de Saturne, on n'atteint pas une telle densité, qui n'est possible qu'avec de l'hydrogène sous forme liquide.

Je ne sais pas exactement ce que tu veux dire pour "ramene aux pressions et temperatures de Saturne". Les deux gaz H et He deviennent supercritiques a des pressions qui necessitent moins de 1000km de colonne de gaz. Il n'est donc pas vraiment lieu de faire la difference entre gaz et liquide au dela d'une certaine profondeur. Au dela de ca il s'agit d'un continuum de la phase gazeuse a la phase liquide (definition meme de supercritique), allant donc de 0.1 a ~70g/dm³. L'hydrogene solide est a peine plus dense et atteint 86g/dm³. A part dans l'intervalle entre 50 et 150K, l'hydrogene n'a pas de phase de transition fluide/solide et est au dela de son second point critique. La seule transition qui a vraiment un sens dans le cas des geantes gazeuses, c'est la distinction plasma/moleculaire(& atomique)/metallique.

Pour des pressions au dela de 500GPa (soit plusieurs milliers de kilometres "d'atmosphere", l'hydrogene commence a avoir un comportement metallique, qu'il soit solide ou liquide. Sa densite a ce moment la, j'en sais rien, mais je suppose suffisament eleve pour contrebalance l'atmosphere legere qui l'entoure. D'apres des diagrammes de phases l'hydrogene metalique fluide peut aller jusqu'a 200-300g/dm[SUP3[/SUP] a 10000K. Tout depend donc du "joviotherme" pour avoir un profil de densite realiste.

log_phase_diagram08.png
Diagramme de phase de l'hydrogene : Densite vs. Tempreature / Credit: U.Berkeley

Il n'y a en effet rien de nouveau la dedans, sauf qu'il faut savoir lire correctement les articles wiki, particulierement s'ils sont en anglais.


Cordialement,

T-K

[thejohnou]

Rebonjour,
si je cite wikipedia c'est pour m'assurer que la plupart des utilisateurs pourront accéder aux références, et en anglais car les articles de wikipedia en anglais sont souvent mieux documentés (127 références VS 27 en ce qui concerne l'article sur Saturne).
Etant de nationalité américaine, je souris quand je lis que tu me contestes la compréhension de l'anglais...

Pour en revenir à la science, ce qui a motivé mon message dans cette discussion est l'article suivant dont voici un extrait: The Interior Structure, Composition, and Evolution of Giant Planets, J. J. Fortney, N. Nettelmann, Space Science Reviews, volume 152, p423–447 (2010).

Gas giant planets such as Jupiter and Saturn do not consist of gas and icy giant planets such
as Uranus and Neptune not of ice. The gaseous phase of hydrogen, which is the predominant
element of gas giant planets, becomes a non-ideal fluid at densities ρ >0.01 g/cm3 (Saumon
et al. 1995). In Jupiter, this hydrogen density is reached in the outer 0.01% of the total mass,
and in Saturn in the outer 0.1%. Similarly, the ice I phase of water in Uranus and Neptune
is left after only 0.02% and the liquid phase after 0.2% of the outer mass shell due
to adiabatically rising temperature.

Je trouve leur papier convaincant, mais étant non-spécialiste dans le domaine, peut-être que tu peux pointer les incohérences qui m'ont échappé.

En tout cas merci pour le diagramme de phase de l'hydrogène, ça clarifie les choses.

Cordialement

[Tawahi-Kiwi]

Salut,

Le fait d'etre bilingue ne change rien a la donne, la remarque peut etre toujours applicable, en anglais, en francais ou en tout autre langue .

Dans l'abstract que tu donnes, les proportions sont faites sur la masse, pas sur le volume. Dans ce contexte, il est evident que la masse des planetes geantes est principalement fournies par de la matiere condensee. Mais 0.01% de la masse totale peut toujours faire 1000 ou 2000km d'atmosphere gazeuse ou critique.
Plus haut, vu que tu parles "d'atmosphere tres superficielle", cela implique un volume. C'est donc bien evidemment tres different.

Cordialement,

T-K