Hoe zwaar zijn de planeten?

Overzicht van het zonnestelsel
Overzicht van het zonnestelsel

We weten allemaal dat de planeten in ons zonnestelsel niet allemaal even groot zijn. Zo zijn de planeten in de binnenste delen van het zonnestelsel kleiner met een hogere dichtheid dan de gas- en ijsreuzen in de buitenste delen van het zonnestelsel. Er zijn zelfs manen die groter zijn dan planeten. De grootte van een planeet hoeft geen verband te hebben met zijn massa. De massa van een planeet wordt meer bepaald door zijn samenstelling en dichtheid.

Mercurius is kleiner dan de Jupitermaan Ganymedes of de Saturnusmaan Titan maar de planeet is wel twee keer zo zwaar als de beide manen. Jupiter is 318 keer zo zwaar als de Aarde maar samenstelling en dichtheid leiden er toe dat de planeet slechts 11,21 keer zo groot is. Zullen we eens een rondje maken langs de planeten en kijken hoeveel ze wegen?

Mercurius

Mercurius bestaat uit een te grote kern, omringd door een mantel en een hele dunne korst.
Mercurius bestaat uit een te grote kern, omringd door een mantel en een hele dunne korst.

Met een gemiddelde diameter van 4879 kilometer is Mercurius de kleinste planeet in het zonnestelsel. Maar de planeet heeft wel de op één na hoogste dichtheid, namelijk 5,427 g.cm-3. Het is een Aardse planeet die is bestaat uit silicaathoudend gesteente en mineralen en die is opgebouwd uit een ijzeren kern, een silicaathoudende mantel en een korst. Verhoudingsgewijs heeft Mercurius een grote metallische kern in relatie tot zijn mantel en korst.

De massa van Mercurius bedraagt ongeveer 0,330 * 1024 kg. Dat is ongeveer gelijk aan 330.000.000 triljoen metrische ton ( is gelijk aan 0,055 * de massa van de Aarde). Gecombineerd met dichtheid en grootte levert dit voor Mercurius een zwaartekracht aan het oppervlak op van 3,7 m.s-2 (0,38 g).

Venus

Venus is de zusterplaneet van de Aarde. Er zijn namelijk grote overeenkomsten in samenstelling grootte en massa. Ook Venus is een Aardse planeet en heeft dus een hoge dichtheid. De dichtheid van Venus bedraagt 5,243 g.cm-3. De gemiddelde straal van Venus is ongeveer 6050 kilometer en dat is gelijk aan 0,95 * de Aarde.

Venus weegt een slordige 4,87 * 1024 kg. Dat is gelijk aan 4.870.000.000 triljoen metrische ton oftewel 0,81 * het gewicht van de Aarde. Ook de zwaartekracht aan het oppervlak lijkt op die van de Aarde: 8,87 m.s-2 (0,9 g).

Aarde

De Aarde is opgebouwd uit metalen en silicaathoudend gesteente dat is verdeeld over een ijzeren kern, een mantel van silicaten en een korst. Met een straal van 6371,0 kilometer is de Aarde de grootste van de aardse planeten. Onze planeet heeft een gemiddelde dichtheid van 5,514 g.cm-3.

De Aarde weegt 5,97 * 1024 kilo (5.970.000.000.000 metrische ton) en is daarmee ook de zwaarste Aardse planeet. Gecombineerd met zijn grootte en dichtheid kent de Aarde een zwaartekracht aan zijn oppervlak van 9,8 m.s-2, ook wel 1 g genoemd.

Mars

Mars is de op één na kleinste planeet in het zonnestelsel. Het is een Aardse planeet die is samengesteld uit metalen en silicaatgesteente en die onderverdeeld is in een ijzeren kern, een silicaathoudende mantel en een korst. Mars is met een gemiddelde diameter van 6792 kilometer slechts half zo groot als de Aarde.

Mars heeft een massa van 0,642 * 1024 kilo, dat is gelijk aan 642.000.000 metrische ton oftewel 0,11 * de massa van de Aarde. De rode planeet heeft een dichtheid van 3,93354 g.cm-3 (± 0,71 * de Aarde) en een zwaartekracht aan de oppervlakte van 3,711 m.s-2 (0,376 g).

Jupiter

De verschillende lagen van Jupiter
De verschillende lagen van Jupiter

Jupiter is de grootste planeet in het zonnestelsel. De gemiddelde diameter bedraagt 142.984 kilometer en dat is genoeg om er alle planeten (exclusief Saturnus) in te stoppen. Of 11,8 Aardes als je dat zou willen. De massa van Jupiter is 1898 * 1024 kilo (1.898.000.000.000 triljoen metrische ton) en dat is 2,5 keer meer dan alle andere planeten bij elkaar.

Maar Jupiter is ook een gasplaneet en dat betekent dat de dichtheid niet erg hoog is. De gemiddelde dichtheid bedraagt 1,326 g.cm-3 maar dat wordt wel heel veel meer als je richting de kern gaat. Jupiter heeft geen echt oppervlak. De zwaartekracht wordt daarom bepaald ergens in de wolkentoppen waar de druk gelijk is aan 1 bar (de druk op Aarde op zeeniveau). De zwaartekracht bij 1 bar bedraagt 24,79 m.s-2 (2,528 g).

Saturnus

Saturnus is met een diameter van 120.536 kilometer de op één na grootste gasreus. De planeet is veel minder zwaar dan Jupiter. Saturnus heeft een massa van 569 * 1024 kg (569.000.000.000 triljoen metrische ton). De planeet heeft een massa van 95 * de Aarde.

Net zoals Jupiter heeft Saturnus een lage dichtheid. Saturnus heeft een gemiddelde dichtheid van slechts 0,687 g.cm-3. Het is de enige planeet met een dichtheid die kleiner is dan de dichtheid van water (1 g.cm-3). De zwaartekracht aan het oppervlak bedraagt 10,44 m.s-2 (1,065 g). Deze zwaartekracht geldt in het gebied waar de luchtdruk 1 bar bedraagt want een vast oppervlak kent de planeet niet.

Uranus

Uranus heeft een gemiddelde diameter van 120.536 kilometer en is daarmee de op twee na grootste planeet in het zonnestelsel. De massa bedraagt 86,8 * 1024 kg (86.800.000.000 metrische ton), dit is 14,5 * de massa van de Aarde. De gemiddelde dichtheid van Uranus is 1,271 g.cm-3 en de zwaartekracht aan het denkbeeldige oppervlak bedraagt 8,69 m.s-2 (0,886 g).

Neptunus

Neptunus is vier keer zo groot als de Aarde. De planeet heeft een diameter van 49.528 kilometer. De massa van Neptunus is 102 * 1024 kg (102.000.000.000 triljoen metrische ton) en dat is ongeveer 17 * de massa van de Aarde. Neptunus heeft een dichtheid van 1,638 g.cm-3 en een zwaartekracht aan het oppervlak van 11,15 m.s-2 (1,14 g).

Zoals je kan zien is er nogal wat variatie in de massa van de planeten maar als je de dichtheid er bij neem dan zie je dat er niet altijd een verband is tussen de massa en de grootte van een planeet.

Eerste publicatie: 9 juli 2016
Bron: NASA/JPL/UniverseToday