Pourquoi la densité du Soleil est-elle inférieure à celle des planètes intérieures?

La densité du Soleil est de et celle de Mercure est de , mais le soleil ne devrait-il pas être plus dense? Parce que lorsque le système solaire se formait, il y avait un gros disque de débris, et selon la densité des débris, il se rapprochait ou s'éloignait du centre, qui formait alors les planètes, mais le Soleil est au centre, et c'est moins dense que Mercure, pourquoi?$1410~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$$5430~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$

Le soleil n'est pas toujours de la même densité.

Selon la page intérieure solaire de MSFC , la densité centrale au centre du soleil est de 150 000 kg / m . La zone radiative qui l'entoure est d'environ 20 000 à 200 kg / m (déjà moins dense que l'eau). Finalement, au bord se trouve la zone convective - la densité de la partie que nous voyons est beaucoup moins dense que notre propre air ...$^3$$^3$

Ainsi, bien que la densité moyenne du Soleil ne soit pas très remarquable, le noyau est l'endroit le plus dense du système solaire.

(Coupe transversale du soleil de Wikipedia.org )

La fusion à l'intérieur d'une étoile affecte la densité du soleil (ce qui n'arrive pas avec une planète). Il produit une pression extérieure qui contrebalance l'attraction de la gravité, réduisant ainsi la densité tant que l'étoile brûle. Une fois qu'une étoile la masse du soleil n'est plus en mesure de soutenir la fusion, il ne reste plus qu'une naine blanche qui est en fait beaucoup plus dense que Mercure.

La densité de la matière dépend non seulement de sa composition, mais également de la température et de la pression. Il n'est pas significatif de dire que la substance A est plus dense que la substance B sans spécifier les conditions dans lesquelles la comparaison est effectuée.

Pour un exemple simple au quotidien, à température (et pression) ambiante, l'eau est beaucoup plus dense que l'air. Mais chauffez-les tous les deux au-dessus de 100 ° C, et l'eau s'évapore et devient en fait considérablement moins dense que l'air, même à la même température et pression.

(Selon la loi des gaz parfaits , la densité de différents gaz à une température et une pression données est approximativement proportionnelle à leur masse moléculaire moyenne. La masse moléculaire de l'eau n'est que la moitié de celle de l'oxygène et de l'azote diatomiques, qui sont les principaux composants de l'air. sur Terre, et donc la vapeur d'eau n'est que la moitié environ aussi dense que l'air à la même température et pression.)

La température de surface du mercure est inférieure à 1000 ° C (et la température intérieure ne devrait pas être beaucoup plus élevée), et il se compose principalement de métaux et de minéraux silicatés (c.-à-d. De la roche) qui sont solides ou liquides à ces températures. La température du Soleil, quant à elle, est supérieure à 5000 ° C à la surface (photosphère), et beaucoup plus chaude à l'intérieur. Si vous pouviez chauffer Mercure jusqu'à la même température que le Soleil, la plupart des roches et des métaux qui le composent s'évaporeraient et deviendraient beaucoup moins denses. Ainsi, une grande partie de la différence de densité se résume simplement au fait que Mercure est beaucoup plus frais que le Soleil, et donc capable de rester solide.

Une autre raison pour laquelle le Soleil est moins dense que Mercure est que le Soleil contient beaucoup d'hydrogène gazeux léger (qui a à la fois un poids moléculaire très faible et un point d'évaporation très bas), tandis que Mercure n'a presque pas d'hydrogène du tout. La principale raison à cela est que la chaleur du soleil et le vent solaire ont effectivement emporté l'hydrogène et d'autres substances volatiles de faible densité que Mercure aurait pu avoir autrefois (ou qui auraient pu exister dans sa zone générale pendant la formation du système solaire). ).

Le soleil lui-même peut retenir l'hydrogène en raison de son énorme gravité (mais même ainsi, il en perd environ un milliard de kilogrammes par seconde; c'est essentiellement ce que le vent solaire que j'ai mentionné ci-dessus est principalement). Le mercure, cependant, est beaucoup plus petit, et donc sa gravité n'est pas assez forte pour retenir son propre hydrogène si près du Soleil.

(Fondamentalement, la même chose est arrivée à Vénus, à la Terre et à Mars, c'est pourquoi ces planètes intérieures ne se sont pas transformées en d'énormes boules d'hydrogène comme Jupiter et Saturne. Cependant, la Terre et Vénus étaient à la fois assez grandes et situées assez loin de le Soleil, qu'ils pourraient s'accrocher à d'autres substances légèrement moins volatiles comme l'eau et l'air . Mars est situé encore plus loin du Soleil, mais est également beaucoup plus petit que la Terre, ce qui est la principale raison pour laquelle il n'a aujourd'hui qu'une très mince atmosphère de dioxyde de carbone, et très peu ou pas d'eau.)

Je dirais que la réponse la plus importante est parce que le volume des étoiles est compté différemment de celui des planètes (intérieures) .
Pour les premiers, la majeure partie du gaz entourant le noyau dense est comptée. Ces derniers n'en ont pas suffisamment en quantité.

Cela est encore plus prononcé avec des étoiles plus grandes.
VY Canis Majoris : "Avec une densité moyenne de 0,000005 à 0,000010 kg / m3, l'étoile est cent mille fois moins dense que l'atmosphère de la Terre (air) au niveau de la mer. Elle subit également une forte perte de masse avec les couches externes de l'étoile n'est plus liée gravitationnellement "
Ouais, moins de densité que l'air à l'extérieur de l'ISS , et toujours une partie du volume de l'étoile.
L'étoile pète du gaz comme les affaires de personne, et une grande partie de cela compte toujours dans son diamètre. Le Soleil n'est pas différent.

Évidemment, nous n'utilisons pas la même métrique , il est donc inutile de comparer les valeurs .

Toutes les autres réponses traitent de la densité du soleil, mais je pense qu'aucune d'entre elles ne répond réellement à l'idée fausse du PO. OP semble penser qu'un matériau plus dense devrait couler, mais ce n'est pas le cas. Ainsi, Pluton est plus dense qu'Uranus, mais orbite plus loin. Il n'y a rien d'étrange à cela.

La raison en est que l'énergie orbitale est conservée indéfiniment à moins qu'il n'y ait une sorte d'interaction. Une planète se sent "en apesanteur" tout comme un astronaute dans une station spatiale, car elle est en chute libre vers le centre de masse du système solaire. À moins qu'elle n'interagisse avec un autre corps, la matière, quelle que soit sa densité, continuera à orbiter à la même distance du centre de masse du système solaire , en conséquence de la conservation de l'énergie.

La densité ne devient un problème que lorsque les objets entrent en contact physique et qu'un corps reçoit une poussée d'un autre corps.

Ainsi, dans un vaisseau spatial en orbite, les objets denses flottent juste "en apesanteur" et ne "tombent" pas au "fond". L'air et les objets dans le vaisseau spatial connaissent la gravité, mais ils tombent au même rythme, donc ils ne se poussent pas.

Lorsque l'engin spatial est au sol , la surface de la Terre pousse sur l'engin spatial et l'empêche d'accélérer vers le centre de la terre. Dans ces circonstances, les objets les plus denses, s'ils ne sont pas contraints, tomberont vers le sol de l'engin spatial, déplaçant l'air moins dense . Quand ils touchent le sol, ils en reçoivent une poussée, empêchant leur chute continue.

Dans l'espace, les objets ne se poussent pas par contact physique, la densité ne fait donc aucune différence. Un billion de tonnes de fer et un billion de tonnes de silice peuvent avoir des volumes différents, mais ils ont la même masse, donc tant que leurs interactions avec le reste du système solaire sont purement gravitationnelles, les deux se comporteront de manière identique.

D'un autre côté, la matière qui a fusionné en une planète, un soleil ou une lune sera stratifiée par densité. Dans le cas d'une lune ou d'une planète rocheuse, cela est presque entièrement dû au fait que les matériaux plus denses coulent et forcent les plus volumineux à s'élever. Dans le cas du soleil ou d'une géante gazeuse, le cœur sera également plus dense en raison de la compression. En plus des forces de contact, le frottement est également présent. Notez également que le frottement est nécessaire pour la désintégration orbitale : sans lui, les satellites orbiteront indéfiniment à la même hauteur.

Réponse simple. Le soleil est principalement de l'hydrogène avec un poids atomique de 1. Le mercure est principalement (70%) un métal comme le fer (avec un poids atomique de 55). Le fer a une longueur d'avance sur la densité. Pour que l'hydrogène soit égal au fer en densité, 55 atomes d'hydrogène devraient être comprimés dans l'espace d'un seul atome de fer. Cela se produit au cœur du soleil, mais pas en plein soleil.