Perché la densità del Sole è inferiore ai pianeti interni?

La densità del sole è di e Mercury è di5430$1410~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$ , ma il sole non dovrebbe essere più denso? Perché quando il Sistema Solare si stava formando, c'era un grande disco di detriti e, a seconda della densità dei detriti, andava più vicino o più lontano dal centro, che quindi formava i pianeti, ma il Sole è al centro, ed è meno denso di mercurio, perché?$5430~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$

Il sole non ha la stessa densità fino in fondo.

Secondo la pagina interna solare di MSFC , la densità del nucleo al centro del sole è di ben 150.000 kg / m 3 . Intorno ad essa la zona radiativa è di circa 20.000 - 200 kg / m 3 (già meno densa dell'acqua). Alla fine è la zona convettiva: la densità nella parte che vediamo è molto meno densa della nostra stessa aria ...$^3$$^3$

Quindi, sebbene la densità media del Sole non sia molto notevole, il nucleo è il posto più denso nel sistema solare.

(Sezione trasversale del sole da Wikipedia.org )

La fusione all'interno di una stella influenza la densità del sole (che non accade con un pianeta). Produce una pressione esterna che si equilibra contro l'attrazione della gravità, riducendo così la densità fintanto che la stella brucia. Una volta che una stella la massa del sole non è più in grado di sostenere la fusione, ciò che rimane è una nana bianca che è in realtà molto più densa di Mercurio.

La densità della materia dipende non solo dalla sua composizione, ma anche dalla temperatura e dalla pressione. Non ha senso affermare che la sostanza A è più densa della sostanza B senza specificare le condizioni in cui viene effettuato il confronto.

Per un semplice esempio quotidiano, a temperatura ambiente (e pressione) l'acqua è significativamente più densa dell'aria. Ma riscaldali entrambi sopra i 100 ° C e l'acqua evapora e diventa in realtà considerevolmente meno densa dell'aria, anche alla stessa temperatura e pressione.

(Secondo la legge dei gas ideali , la densità di diversi gas a una data temperatura e pressione è approssimativamente proporzionale alla loro massa molecolare media. La massa molecolare dell'acqua è solo circa la metà di quella dell'ossigeno biatomico e dell'azoto, che sono i principali componenti dell'aria sulla Terra, e quindi il vapore acqueo è solo circa la metà più denso dell'aria alla stessa temperatura e pressione.)

La temperatura superficiale del mercurio è inferiore a 1000 ° C (e la temperatura interna non dovrebbe essere molto maggiore), ed è costituita principalmente da metalli e minerali di silicato (cioè roccia) che sono solidi o liquidi a quelle temperature. La temperatura del Sole, nel frattempo, supera i 5000 ° C in superficie (fotosfera) e molto più calda all'interno. Se potessi riscaldare il mercurio alla stessa temperatura del sole, la maggior parte delle rocce e dei metalli in cui è composta evaporerebbe e diventerebbe molto meno densa. Quindi gran parte della differenza di densità si riduce semplicemente al fatto che Mercurio è molto più freddo del Sole e quindi in grado di rimanere solido.

Un altro motivo per cui il Sole è meno denso del Mercurio è che il Sole contiene molto idrogeno gassoso leggero (che ha sia un peso molecolare molto basso che un punto di evaporazione molto basso), mentre il Mercurio non ha quasi alcun idrogeno. La ragione principale di ciò è che il calore del sole e il vento solare hanno effettivamente spazzato via qualsiasi idrogeno e altre sostanze volatili a bassa densità che una volta Mercurio avrebbe potuto avere (o che potrebbe essere esistito nella sua area generale mentre si stava formando il sistema solare ).

Il Sole stesso può trattenere l'idrogeno a causa della sua enorme gravità (ma anche così, ne perde circa un miliardo di chilogrammi al secondo; questo è fondamentalmente ciò che il vento solare che ho menzionato sopra è principalmente). Il mercurio, tuttavia, è molto più piccolo, e quindi la sua gravità non è abbastanza forte da trattenere il proprio idrogeno così vicino al Sole.

(Fondamentalmente la stessa cosa è successa a Venere, Terra e Marte, motivo per cui questi pianeti interni non si sono trasformati in enormi sfere di idrogeno come Giove e Saturno. Tuttavia, Terra e Venere erano entrambe abbastanza grandi e situate abbastanza lontano da il Sole, che potrebbero aggrapparsi ad altre sostanze leggermente meno volatili come l'acqua e l'aria . Marte si trova ancora più lontano dal Sole, ma è anche molto più piccolo della Terra, che è la ragione principale per cui oggi ha solo atmosfera di anidride carbonica e pochissima acqua).

Direi che la risposta più importante è perché il volume delle stelle è contato in modo diverso rispetto ai pianeti (interni) .
Per il primo, viene contata la maggior parte del gas che circonda il nucleo denso. Quest'ultimo non ne ha abbastanza significative.

Questo è ancora più pronunciato con stelle più grandi.
VY Canis Majoris : "Con una densità media da 0,000005 a 0,000010 kg / m3, la stella è centomila volte meno densa dell'atmosfera della Terra (aria) a livello del mare. Sta anche subendo una forte perdita di massa con gli strati esterni di la stella non è più legata gravitazionalmente "
Sì, meno densità dell'aria al di fuori della ISS , e fa ancora parte del volume della stella.
La stella sta scoreggiando gas come gli affari di nessuno, e gran parte di ciò conta ancora nel suo diametro. Il sole non è diverso.

Ovviamente non stiamo usando la stessa metrica , quindi non ha senso confrontare i valori .

Tutte le altre risposte riguardano la densità del sole, ma ritengo che nessuna di esse in realtà affronti il ​​malinteso dell'OP. L'OP sembra pensare che il materiale più denso debba affondare, ma non è così. Quindi Plutone è più denso di Urano, ma orbita più lontano. Non c'è niente di strano in questo.

Il motivo è che l'energia orbitale viene conservata indefinitamente a meno che non ci sia un qualche tipo di interazione. Un pianeta si sente "senza peso" proprio come un astronauta in una stazione spaziale, perché è in caduta libera verso il centro di massa del sistema solare. A meno che non interagisca con un altro corpo, la materia, indipendentemente dalla sua densità, continuerà a orbitare alla stessa distanza dal centro di massa del sistema solare , come conseguenza della conservazione dell'energia.

La densità diventa un problema solo quando gli oggetti entrano in contatto fisico e un corpo riceve una spinta da un altro corpo.

Pertanto, in un veicolo spaziale in orbita, oggetti densi fluttuano intorno "senza peso" e non "cadono" sul "fondo". Sia l'aria che gli oggetti nell'astronave stanno sperimentando la gravità, ma stanno cadendo alla stessa velocità, quindi non si spingono a vicenda.

Quando l'astronave è a terra , la superficie terrestre spinge verso l'alto sull'astronave e gli impedisce di accelerare verso il centro della terra. In queste circostanze, gli oggetti più densi, se non vincolati, cadranno verso il pavimento del veicolo spaziale, spostando l'aria meno densa . Quando colpiscono il pavimento, ricevono una spinta da esso, impedendo la loro continua caduta.

Nello spazio gli oggetti non si spingono a vicenda per contatto fisico, quindi la densità non fa differenza. Un trilione di tonnellate di ferro e un trilione di tonnellate di silice possono avere volumi diversi, ma hanno la stessa massa, quindi finché le loro interazioni con il resto del sistema solare sono puramente gravitazionali, entrambi si comporteranno in modo identico.

D'altra parte, la materia che si è coalizzata in un pianeta, sole o luna diventerà stratificata per densità. Nel caso di una luna o di un pianeta roccioso questo è quasi interamente dovuto al fatto che i materiali più densi affondano e costringono quelli più voluminosi a sollevarsi. Nel caso del sole o di un gigante gassoso, anche il nucleo sarà più denso a causa della compressione. Oltre alle forze di contatto, è presente anche l'attrito. Nota anche che l' attrito è necessario per il decadimento orbitale : senza di esso i satelliti orbiteranno alla stessa altezza indefinitamente.

Semplice risposta. Il sole è principalmente idrogeno con un peso atomico di 1. Il mercurio è principalmente (70%) metallo come il ferro (con un peso atomico di 55). Il ferro ha un vantaggio sulla densità. Affinché l'idrogeno sia uguale alla densità del ferro, 55 atomi di idrogeno dovrebbero essere compressi nello spazio di un singolo atomo di ferro. Questo accade nel nucleo del sole, ma non in tutto il sole.