Jupiter je väčší ako niektoré hviezdy, tak prečo sme nenašli druhé Slnko?

Najmenšia známa hlavná sekvencia galaxie Mliečna cesta je skutočný pixie hviezdy.

Volá sa EBLM J0555-57Ab, červený trpaslík vzdialený 600 svetelných rokov. S priemerným polomerom asi 59 000 kilometrov je to iba chladnička Je väčší ako saturn. Je to najbežnejšie známa hviezda podporujúca fúziu vodíka v jej jadre, proces, ktorý udržuje hviezdy horiace, kým im nedôjde palivo.

V našej slnečnej sústave existujú dva Objekty väčšie ako táto malá hviezda. Je tu samozrejme slnko. Druhým je Jupiter, ako obrovský kopček zmrzliny, ktorá má zaoblenie 69 911 km.

Prečo je teda Jupiter planéta a nie hviezda?

Krátka odpoveď je jednoduchá: Jupiter nemá dostatočnú hmotnosť na to, aby zlúčil vodík do hélia. EBLM J0555-57Ab je asi 85-násobok hmotnosti Jupitera, asi tak ľahký ako hviezda – ak by bol nejaký nižší, nebol by schopný taviť ani vodík. Ale ak by bola naša slnečná sústava iná, mohol by sa Jupiter vznietiť vo hviezde?

Jupiter a Slnko sú si podobnejšie, ako viete

Plynový gigant nemusí byť hviezda, ale Jupiter je stále veľká vec. Jeho hmotnosť je 2,5 krát Zo všetkých ostatných planét dokopy. Je to len tak, že kvôli rozsiahlosti plynu je jeho hustota v skutočnosti nízka: asi 1,33 gramu na kubický centimeter; Hustota Zeme je 5,51 gramu na kubický centimeter, čo je štyrikrát vyššia ako hustota Jupitera.

Je ale zaujímavé všimnúť si podobnosť medzi Jupiterom a Slnkom. Hustota Slnka je 1,41 gramu na kubický centimeter. A tieto dva objekty sú si veľmi podobné. Omšou„Slnko predstavuje asi 71 percent vodíka a 27 percent hélia, zvyšok tvoria stopové množstvá ďalších prvkov. Jupiter Omšou Asi 73 percent predstavuje vodík a 24 percent hélium.

Ilustrácia Jupitera a jeho mesiaca. (Goddardovo vesmírne letové stredisko NASA / laboratórium CI)

Z tohto dôvodu sa Jupiter niekedy nazýva zlyhaná hviezda.

Stále je však nepravdepodobné, že ponechaním vlastných zariadení slnečnej sústavy bude Jupiter tiež blízko k tomu, aby bol hviezdou.

Hviezdy a planéty, vidíte, sa rodia dvoma veľmi rozdielnymi mechanizmami. Hviezdy sa rodia, keď sa hustý uzol materiálu v medzihviezdnom molekulárnom oblaku zrúti pod svoju vlastnú gravitáciu – pouf! flomf! – Tento oblak sa ako točí, zrúti sa. Pri otáčaní sa otáča v hviezdnom akrečnom disku vo väčšom množstve materiálu ako oblak okolo.

Ako sa zvyšuje hmotnosť – a teda gravitácia – jadro detskej hviezdy je stlačené a vytvrdené, čím je stále horúcejšie a horšie. Nakoniec sa to tak stlačí a zahreje, jadro sa vznieti a termonukleárna fúzia sa zastaví.

Podľa nášho chápania tvorby hviezd, akonáhle hviezda dokončí vylučovací materiál, vyčerpávajúci disk sa úplne rozplynie. Skladá sa z planét.

Astronómovia sa domnievajú, že pre plynných gigantov, ako je Jupiter, sa tento proces (kamenná akumulácia) začína malými kúskami ľadovej horniny a prachom na disku. Keď obiehajú okolo detskej hviezdy, tieto kúsky materiálu sa zrazia a lipnú na statickej elektrine. Nakoniec tieto upevňovacie svorky dosiahnu dostatočne veľkú veľkosť – všade naokolo 10 Hmotnosť Zeme – že môžu priťahovať čoraz viac plynu k okolitému disku gravitáciou.

Od tohto bodu sa Jupiter postupne zväčšoval na svoju súčasnú hmotnosť – asi 318-násobok hmotnosti Zeme a 0,001-násobok hmotnosti Slnka. Akonáhle bol z veľkej časti odstránený z hmoty potrebnej na fúziu vodíka – pribúdalo – vylučoval všetok materiál, ktorý bol pre neho k dispozícii.

Preto Jupiter nikdy nebol blízko rastu hmoty, aby sa stal hviezdou. Jupiter má štruktúru podobnú Slnku nie preto, že by išlo o „zlyhanú hviezdu“, ale preto, že sa narodil z rovnakého oblaku molekulárneho plynu, ktorý zrodil Slnko.

(NASA / SwRI / MSSS / Gerald Ixtad / Sean Doran / Flickr / CC-BY-2.0)

Skutočné nepodarené hviezdy

Existuje samostatná trieda objektov, ktoré možno považovať za „zlyhané hviezdy“. Sú to hnedí trpaslíci a vypĺňajú medzeru medzi plynnými gigantmi a hviezdami.

Počnúc viac ako asi 13-násobkom hmotnosti Jupitera sú tieto objekty postačujúce na podporu hromadnej fúzie – nie normálneho vodíka, ale maternice. Je tiež známy ako „ťažký“ vodík; Je to izotop vodíka s protónom a neutrónom v jadre namiesto jedného protónu. Jeho fúzna teplota a tlak sú nižšie ako fúzna teplota a tlak vodíka.

Pretože k nej dochádza pri nízkej hmotnosti, teplote a tlaku, je fúzia deutéria medzikrokom na ceste fúzie vodíka pre drôty, pretože tie naďalej hromadia hmotu. Ale niektoré objekty nikdy nedosahujú túto hmotnosť; Sú známi ako hnedí trpaslíci.

Po ich existencii na chvíľu bolo Potvrdené v roku 1995„Nevedelo sa, či hnedí trpaslíci vnímajú hviezdy alebo nadmerné planéty; ale niekoľko štúdií Preukázané, že tvoria ako diamant„Zrútenie cloudu skôr ako narastanie jadra. A niektorí hnedí trpaslíci sú ešte pod hmotnosťou, aby spálili planéty.

Jupiter je správny pri malom rozsahu hmotnosti pre kolaps mrakov; Odhaduje sa najmenšia hmotnosť kolabujúceho objektu Asi jeden jupiter mesiac. Ak teda Jupiter vzniká zrútením mrakov, možno ho považovať za zlyhanú hviezdu.

ale Údaje z vyšetrovania NASA Juno Predpokladá sa, že aspoň raz mal Jupiter pevné jadro – a je kompatibilnejší Rast jadra Metóda formovania.

Modelovanie ukazuje, že horná hranica planetárnej hmoty sa formuje akréciou jadra. 10-krát menej ako hmotnosť Jupitera – Len pár hmôt Jupitera sa hanbí za fúziu deutéria.

Jupiter preto nie je nepodarenou hviezdou. Ale premýšľanie o tom, prečo to je, nám môže pomôcť pochopiť, ako vesmír funguje. Jupiter je navyše vyzlečená, búrlivá karamelka do kočíka, ktorá je sama o sebe úžasná. A bez toho, my ľudia To sa ani nemohlo stať.

Toto je však iný príbeh, ktorý sa bude rozprávať druhýkrát.