Gasplanéit

Gasplanéit respektiv Gasris ass an der Astronomie e gebräichlechen Ausdrock fir grouss Planéiten, déi gréisstendeels aus liichten Elementer wéi Waasserstoff an Helium bestinn. Si hunn e klengen Deel schwéiert Material (Gestengs, Metall) a rotéiere meeschtens séier.

Hiert Géigestéck sinn terrestresch oder Gestengsplanéiten, déi eng relativ héich Dicht, eng fest Gestengskuuscht an eng lues Rotatioun hunn. An eisem Sonnesystem sinn et déi véier äerdänlech Planéiten (Merkur bis Mars), wärend déi véier Gasplanéiten (Jupiter bis Neptun) d'Sonn méi wäit baussen ëmkreesen. Ob dat och bei anere Stären an hiren Exoplanéiten zoutrëfft, ass nach ongekläert.

Iwwerbléck

Gasplanéiten hu keng fest Uewerfläch, well hiert gasfërmegt Material gëtt mat gréisserer Déift nëmmen doduerch méi dicht, well et duerch déi iewescht Schichte kompriméiert gëtt. Trotzdeem kënnen déi Planéiten e feste Kär hunn – an no der Kär-Aggregatiouns-Hypothees ass e sou ee Kär fir hir Genesis souguer néideg. De Groussdeel vun der Planéitemass besteet awer aus liichte Gasen, déi am Kär wéinst dem héijen Drock an den niddregen Temperaturen a flëssegem oder festem Aggregatzoustand sinn.

Heefeg ginn d'Gasrisen no dem Gréisste vun deene véier och als jupiteränlech oder – aus dem Laténgeschen – als jovianesch Planéite bezeechent. Iwwer déi änlech Zesummesetzung eraus hunn déi véier Riseplanéite vum Sonnesystem – am Ënnerscheed zu de klengsten, terrestresche Planéiten aus Gestengs a Metall – all ee méi oder wéineger opfällegt Ranksystem a vill Mounden.

D'Feele vun enger visueller, fester Uewerfläch mécht et schwiereg, de Radius resp. den Duerchmiesser vu Gasplanéiten unzeginn. Wéinst der Dicht déi no banne stänneg méi grouss gëtt Dicht kann een awer déi Héicht berechnen, an där e Loftdrock wéi op der Äerduewerfläch besteet (op Mieresniveau 1 atm oder 1013 mbar). Wat ee beim Jupiter oder Saturn gesäit, sinn nëmmen déi iewescht Wollekestrukturen an den Atmosphäre vun de Planéiten.

Ceinturen an Zonen

Déi véier Gasplanéite vun eisem Sonnesystem rotéieren all relativ séier. Dat verursaacht Wandstrukturen, déi an Ost-West-Bänner oder -sträifen opbriechen. Déi Bänner si beim Jupiter immens opfälleg, méi dezent dogéint beim Neptun a Saturn, um Uranus dogéint knapps nozeweisen.

Bei deenen an de jovianescher Atmosphär visuelle Bänner handelt et sech ëm Matièresstréim déi am Auerzäresënn dréien. Si ginn an Zonen an a Rimmer opgedeelt, déi de Planéit parallel zum Equator ëmkreesen:

D'Zone sinn déi méi hell Bänner a sinn an der héijer Atmosphär. Si formen Héichdrockgebidder mat zentralen Opwanden.
D'Rimmer sinn déi donkel Bänner. Dës stellen Déifdrockgebidder duer a sinn an der ënneschter Atmosphär; an hirem Zentrum dominéieren Ofwanden.

Dës Strukture sinn e bëssche mat Héich- an Déifdrockzellen an eiser Äerdatmosphär vergläichbar, obscho si sech awer vun dësen ënnerscheeden. Am Géigesaz zu klenge lokalen Zelle vun Drockgebidder ëmspanen d'Bänner laanscht d'Breedegrade (latitudinal) de ganze Planéit. Dëst schéngt an der séierer Rotatioun an un der drënner leiender Symmetrie vum Planéit ze leien: Et gëtt jo keng Ozeane oder Kontinente, déi eng lokal Erwiermung maache kéinten. D'Rotatiounsvitess ass ausserdeem méi héich wéi op eiser Äerd.

Et gëtt awer och méi kleng, lokal Strukturen, wéi Flecke vun ënnerschiddlecher Gréisst a Faarf. Dat opfällegst Zeeche vum Jupiter ass de Grousse Roude Fleck, deen zanter op d'mannst 300 Joer existéiert. Dës Strukture stelle gewalteg Stierm duer. Bei e puer vun dëse Flecken trieden Onwieder op: Astronomen hunn bei verschidden Observatiounen „Spots“ Blëtzer gesinn.

Opbau vu Gasplanéiten

D'Bezeechnung Gasris täuscht e bësschen. De Jupiter zum Beispill huet eng deck Atmosphär, déi haaptsächlech aus Waasserstoff an Helium besteet, awer och Spuere vun anere Chemikalie wéi Ammoniak huet.

De Groussdeel vum Waasserstoff ass awer flësseg, wat och d'Haaptmass vum Planéit ausmécht. Déi déifst Schichte vum flëssege Waasserstoff stinn dacks ënner sou staarkem Drock, datt se metallesch Eegenschafte kréien. Metallesche Waasserstoff ass nëmmen ënner sou extremem Drock stabil.

Den Uranus an den Neptun hu méi Waasser (resp. Äis), Ammoniak a Methan wéi déi „traditionell“ Gasrise Jupiter a Saturn. Dofir ginn déi béid Planéite munnechmol och als Äisrise bezeechent. De Grond vun dësen Ënnerscheeder ass hire prozentual méi klengen Undeel vu Waasserstoff an Helium. Si deelen awer d'Eegenschaft, datt si keng fest Uewerfläch hunn.

Entstéiungsmodeller

Als Erklärung vun der Gasplanéitegenesis konkurréieren zwéi Modeller mat ënnerschiddlechen Ustéiss.

No dem Modell vun der Kär-Aggregatiouns-Hypothees forme sech an der ëm de jonken Zentralstär rotéierender protoplanetarer Scheif aus Gas a Stëbs duerch Kollisioune vu Planetesimalen ufanks Verdichtungen aus de festen, also fielsegen a metallesche Bestanddeeler, aus deenen dann d'Käre vun de Riseplanéiten entstinn. Déi zéien eréischt dann de Gas, dee ronderëm ass, un.
No dem anere Modell, der Scheiwen-Instabilitéits-Hypothees, forme sech an der Akkretiounsscheif lokal Instabilitéiten, wou Gas a Stëbs no enger bestëmmter Massekonzentratioun ënner der eegener Unzéiungskraaft zesummebriechen. An dësem Prozess falen déi fest a sou schwéier Bestanddeeler vun der Wollekestruktur déi sech weider verdichtent, an hiren Zentrum a bilden de Kär vum Gasplanéit. Am Modell vun der Scheiweninstabilitéit entsti verhältnesméisseg kleng Planéitekäre wéi am Fall vun der Käraggregatioun an hu bei de Beispiller vu Jupiter a Saturn däitlech manner wéi zéng Äerdmassen^[1].

Exoplanéiten an Zwergstären

Vill vun den Exoplanéiten, déi an de leschte Jore bei anere Stären entdeckt goufen, schénge Gasrisen ze sinn. Dofir läit d'Meenung no, datt déi Aart vu Planéiten am Universum zimmlech heefeg ass. Allerdéngs konnte bis elo wéinst der schwiereger Observatiounstechnik nëmme grouss Exoplanéiten entdeckt ginn, soudatt d'Daten déi virleien net representativ sinn.

Iwwer der 13-facher Mass vum Jupiter, wat 1,2 % vun der Sonnemass ausmécht, setze wéinst der grousser Hëtzt an dem enormen Drock am Zentrum schonn éischt Kärfusiounsprozesser un. Dat sinn haaptsächlech

d'Deuteriumfusioun, bei där vun der 13-facher Jupitermass un een Deuteriumkär an ee Proton zu engem ³Heliumkär verschmëlzen, souwéi
d'Lithiumfusioun, bei där vu ronn 65 Jupitermasse resp. Kärtemperaturen iwwer 2 Millioune Kelvin ee ⁷Lithiumkär mat engem Proton reagéiert.

Himmelskierper iwwer 13 Jupitermassen (M_J) sinn awer nach keng Stären, mä sougenannt Brong Zwergen. An hinne ass nach keng Waasserstoff-Helium-Fusioun, déi eréischt vu ronn 75 Jupitermassen asetzt an d'Haaptenergiequell vun engem normale Stär ass. No der neier Definitioun fir Brong Zwergen duerch Fusiounsprozesser ass d'iewescht Grenz fir e Planéit also 13 Jupitermassen. Wann e Gasris eng Mass vun iwwer 13 M_J huet, fänkt d'Gaskugel – am Géigesaz zu engem Planéit – aus sech erauszestralen a gëtt bis ronn 70 M_J (7 % vun der Sonnemass) als Brongen Zwerg bezeechent. Nach méi masseräich Himmelskierper si Stären.