¿Por qué la densidad del Sol es menor que la de los planetas internos?

La densidad del Sol es y Mercurio es , pero ¿no debería ser más denso el Sol? Porque cuando se estaba formando el Sistema Solar, había un gran disco de escombros, y dependiendo de la densidad de los escombros, se acercaba o alejaba del centro, que luego formó los planetas, pero el Sol está en el centro, y es menos denso que Mercurio, ¿por qué?$1410~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$$5430~\frac{\text{kg}}{\text{m}^{3}}$

El sol no tiene la misma densidad en todo momento.

Según la página interior solar de MSFC , la densidad del núcleo en el centro del sol es de 150,000 kg / m . A su alrededor, la zona radiactiva es de alrededor de 20,000 - 200 kg / m (ya menos densa que el agua). Finalmente, en el borde está la zona convectiva: la densidad en la parte que vemos es mucho menos densa que nuestro propio aire ...$^3$$^3$

Entonces, aunque la densidad promedio del Sol no es muy notable, el núcleo es el lugar más denso del sistema solar.

(Sección transversal del sol de Wikipedia.org )

La fusión dentro de una estrella afecta la densidad del sol (que no ocurre con un planeta). Produce una presión externa que se equilibra con la atracción de la gravedad, reduciendo así la densidad mientras la estrella arde. Una vez que una estrella, la masa del sol ya no puede mantener la fusión, lo que queda es una enana blanca que, de hecho, es mucho más densa que Mercurio.

La densidad de la materia depende no solo de su composición, sino también de la temperatura y la presión. No tiene sentido decir que la sustancia A es más densa que la sustancia B sin especificar las condiciones bajo las cuales se realiza la comparación.

Para un simple ejemplo diario, a temperatura ambiente (y presión) el agua es significativamente más densa que el aire. Pero caliéntelos a ambos por encima de 100 ° C, y el agua se evaporará y en realidad se volverá considerablemente menos densa que el aire, incluso a la misma temperatura y presión.

(Según la ley de los gases ideales , la densidad de diferentes gases a una temperatura y presión dada es aproximadamente proporcional a su masa molecular promedio. La masa molecular del agua es solo aproximadamente la mitad que la del oxígeno y nitrógeno diatómico, que son los componentes principales del aire en la Tierra y, por lo tanto, el vapor de agua es aproximadamente la mitad de denso que el aire a la misma temperatura y presión).

La temperatura de la superficie de Mercurio es inferior a 1000 ° C (y la temperatura interior no debería ser mucho mayor), y se compone principalmente de metales y minerales de silicato (es decir, roca) que son sólidos o líquidos a esas temperaturas. Mientras tanto, la temperatura del Sol es superior a 5000 ° C en la superficie (fotosfera) y mucho más caliente en el interior. Si pudieras calentar Mercurio a la misma temperatura que el Sol, la mayoría de las rocas y metales en los que está compuesta se evaporarían y se volverían mucho menos densos. Por lo tanto, gran parte de la diferencia de densidad se reduce al hecho de que Mercurio es mucho más frío que el Sol y, por lo tanto, puede mantenerse sólido.

Otra razón por la cual el Sol es menos denso que Mercurio es que el Sol contiene una gran cantidad de gas hidrógeno ligero (que tiene un peso molecular muy bajo y un punto de evaporación muy bajo), mientras que Mercurio casi no tiene hidrógeno. La razón principal de esto es que el calor del Sol y el viento solar han eliminado efectivamente cualquier hidrógeno y otras sustancias volátiles de baja densidad que Mercurio alguna vez pudo haber tenido (o que pudo haber existido en su área general mientras el sistema solar se estaba formando). )

El Sol mismo puede retener hidrógeno debido a su enorme gravedad (pero aun así, pierde alrededor de mil millones de kilogramos por segundo; eso es básicamente lo que es principalmente el viento solar que mencioné anteriormente). Sin embargo, Mercurio es mucho más pequeño y, por lo tanto, su gravedad no es lo suficientemente fuerte como para retener su propio hidrógeno tan cerca del Sol.

(Básicamente, lo mismo le sucedió a Venus, la Tierra y Marte, por lo que estos planetas internos no se convirtieron en enormes bolas de gas hidrógeno como lo hicieron Júpiter y Saturno. Sin embargo, la Tierra y Venus eran lo suficientemente grandes y se encontraban lo suficientemente lejos de el Sol, que podrían aferrarse a otras sustancias ligeramente menos volátiles como el agua y el aire . Marte se encuentra aún más lejos del Sol, pero también es mucho más pequeño que la Tierra, que es la razón principal por la que hoy en día solo tiene una capa muy delgada atmósfera de dióxido de carbono, y muy poca o ninguna agua).

Diría que la respuesta más importante es porque el volumen de las estrellas se cuenta de manera diferente que para los planetas (internos) .
Para el primero, se cuenta la mayor parte del gas que rodea el núcleo denso. Este último no tiene cantidades lo suficientemente significativas.

Esto es aún más pronunciado con estrellas más grandes.
VY Canis Majoris : "Con una densidad promedio de 0.000005 a 0.000010 kg / m3, la estrella es cien mil veces menos densa que la atmósfera de la Tierra (aire) al nivel del mar. También está experimentando una fuerte pérdida de masa con las capas externas de la estrella ya no está gravitacionalmente unida "
Sí, menos densidad que el aire fuera de la EEI , y sigue siendo parte del volumen de la estrella.
La estrella tira pedos como nadie, y una gran parte de eso todavía cuenta en su diámetro. El sol no es diferente.

Obviamente no estamos usando la misma métrica , por lo que no tiene sentido comparar los valores .

Todas las otras respuestas abordan la densidad del sol, pero siento que ninguna de ellas aborda la idea errónea del OP. OP parece pensar que el material más denso debería hundirse, pero este no es el caso. Por lo tanto, Plutón es más denso que Urano, pero orbita más lejos. No hay nada extraño en esto.

La razón es que la energía orbital se conserva indefinidamente a menos que haya algún tipo de interacción. Un planeta se siente "sin peso" como un astronauta en una estación espacial, porque está en caída libre hacia el centro de masa del sistema solar. A menos que interactúe con otro cuerpo, la materia, independientemente de su densidad, continuará orbitando a la misma distancia del centro de masa del sistema solar , como consecuencia de la conservación de la energía.

La densidad solo se convierte en un problema cuando los objetos entran en contacto físico y un cuerpo recibe un empujón de otro cuerpo.

Por lo tanto, en una nave espacial en órbita, los objetos densos simplemente flotan "sin peso" y no "caen" al "fondo". Tanto el aire como los objetos en la nave espacial están experimentando gravedad, pero están cayendo al mismo ritmo, por lo que no se empujan entre sí.

Cuando la nave espacial está en el suelo , la superficie de la Tierra empuja hacia arriba y evita que acelere hacia el centro de la tierra. En estas circunstancias, los objetos más densos, si no están restringidos, caerán hacia el piso de la nave espacial, desplazando el aire menos denso . Cuando golpean el piso, reciben un empujón, evitando que continúen cayendo.

En el espacio, los objetos no se empujan entre sí por contacto físico, por lo que la densidad no hace ninguna diferencia. Un billón de toneladas de hierro y un billón de toneladas de sílice pueden tener volúmenes diferentes, pero tienen la misma masa, por lo tanto, mientras sus interacciones con el resto del sistema solar sean puramente gravitacionales, ambas se comportarán de manera idéntica.

Por otro lado, la materia que se ha fusionado en un planeta, sol o luna se estratificará por la densidad. En el caso de una luna o un planeta rocoso, esto se debe casi por completo a que los materiales más densos se hunden y obligan a los más voluminosos a levantarse. En el caso del sol o un gigante gaseoso, el núcleo también será más denso debido a la compresión. Además de las fuerzas de contacto, la fricción también está presente. Tenga en cuenta también que la fricción es necesaria para la desintegración orbital : sin ella, los satélites orbitarán a la misma altura indefinidamente.

Respuesta simple El sol es principalmente hidrógeno con un peso atómico de 1. El mercurio es principalmente (70%) de metal como el hierro (con un peso atómico de 55). El hierro tiene ventaja sobre la densidad. Para que el hidrógeno sea igual a la densidad de hierro, 55 átomos de hidrógeno tendrían que comprimirse en el espacio de un solo átomo de hierro. Esto sucede en el núcleo del sol, pero no en todo el sol.