Czy Jowisz może zostać gwiazdą?

Jowisz jest najbardziej masywny planeta w układ Słoneczny, ale tak nie jest gwiazda. Czy to znaczy, że to nieudana gwiazda? Czy może kiedykolwiek stać się gwiazdą? Naukowcy zastanawiali się nad tymi pytaniami, ale nie mieli wystarczających informacji, aby wyciągnąć ostateczne wnioski, dopóki sonda Galileo NASA nie zbadała planety, począwszy od 1995 roku.

The Galileo statek kosmiczny badał Jowisza przez osiem lat i ostatecznie zaczął się zużywać. Naukowcy obawiali się, że kontakt z jednostką zostanie utracony, ostatecznie prowadząc Galileo orbitować wokół Jowisza, dopóki nie uderzy on w planetę lub jeden z jej księżyców. Aby uniknąć możliwego zanieczyszczenia potencjalnie żywy księżyc z bakterii na Galileo, NASA celowo uległa awarii Galileo w Jowisza.

Niektórzy martwili się, że reaktor termiczny plutonu zasilający statek kosmiczny może rozpocząć reakcję łańcuchową, zapalając Jowisza i zmieniając go w gwiazdę. Powodem było to, że skoro pluton służy do detonacji bomb wodorowych, a atmosfera Jowisza jest bogata w element, oba razem mogą stworzyć wybuchową mieszaninę, ostatecznie rozpoczynając reakcję fuzji, która zachodzi w gwiazdy.

Katastrofa Galileo nie spalił wodoru Jowisza, nie mógł też wybuchnąć. Powodem jest to, że Jowisz nie ma tlenu ani wody (która składa się z wodoru i tlenu) do wspierania spalania.

Jednak Jowisz jest bardzo masywny! Ludzie, którzy nazywają Jowisza gwiazdą nieudaną, zwykle odnoszą się do faktu, że Jowisz jest bogaty w wodór i hel, jak gwiazdy, ale niewystarczająco masywny, aby wytworzyć wewnętrzne temperatury i ciśnienia, które rozpoczynają fuzję odczyn.

W porównaniu ze Słońcem Jowisz jest lekki, zawierający jedynie około 0,1% masy Słońca. Są jednak gwiazdy znacznie mniej masywne niż Słońce. Zrobienie czerwonego karła zajmuje tylko około 7,5% masy Słońca. Najmniejszy znany czerwony karzeł jest około 80 razy masywniejszy niż Jowisz. Innymi słowy, jeśli dodasz 79 istniejących planet wielkości Jowisza do istniejącego świata, będziesz mieć wystarczającą masę, aby zrobić gwiazdę.

Najmniejsze gwiazdy to brązowe gwiazdy karłowate, które mają zaledwie 13 razy masę Jowisza. W przeciwieństwie do Jowisza, brązowy karzeł można naprawdę nazwać gwiazdą nieudaną. Ma wystarczającą masę do stopienia deuteru (izotop wodoru), ale niewystarczającą do utrzymania prawdziwej reakcji syntezy, która definiuje gwiazdę. Jowisz ma rząd wielkości wystarczającej masy, by stać się brązowym karłem.

Stanie się gwiazdą to nie tylko masa. Większość naukowców uważa, że ​​nawet gdyby Jowisz miał 13 razy większą masę, nie stałby się brązowym karłem. Powodem jest jego skład chemiczny i struktura, co jest konsekwencją powstania Jowisza. Jowisz uformowany jako planety, a nie jak powstają gwiazdy.

Gwiazdy powstają z chmur gazu i pyłu, które są przyciągane do siebie przez ładunek elektryczny i grawitację. Chmury stają się gęstsze i ostatecznie zaczynają się obracać. Obrót spłaszcza materię w dysk. Pył zbija się, tworząc „planetozymale” lodu i skały, które zderzają się ze sobą, tworząc jeszcze większe masy. W końcu, gdy masa jest około dziesięciokrotnie większa od masy Ziemi, grawitacja wystarcza do przyciągnięcia gazu z dysku. W początkowej fazie powstawania Układu Słonecznego region centralny (który stał się Słońcem) zajmował większość dostępnej masy, w tym jej gazy. W tym czasie Jowisz prawdopodobnie miał masę około 318 razy większą niż Ziemia. W momencie, gdy Słońce stało się gwiazdą, wiatr słoneczny zdmuchnął większość pozostałego gazu.

Podczas gdy astronomowie i astrofizycy wciąż próbują rozszyfrować szczegóły powstawania układu słonecznego, wiadomo, że większość układów słonecznych ma dwie, trzy lub więcej gwiazd (zwykle 2). Chociaż nie jest jasne, dlaczego nasz układ słoneczny ma tylko jedną gwiazdę, obserwacje powstawania innych układów słonecznych wskazują, że ich masa rozkłada się różnie, zanim gwiazdy się zapalą. Na przykład w układzie podwójnym masa dwóch gwiazd wydaje się być w przybliżeniu równoważna. Z drugiej strony Jowisz nigdy nie zbliżył się do masy Słońca.

Gdybyśmy wzięli jedną z najmniejszych znanych gwiazd (OGLE-TR-122b, Gliese 623b i AB Doradus C) i zastąpili ją Jowiszem, byłaby gwiazda o masie około 100 razy większej niż Jowisz. Gwiazda byłaby jednak mniejsza niż 1/300 jako tak jasna jak Słońce. Gdyby Jowisz w jakiś sposób zyskał tyle masy, byłby tylko o około 20% większy niż obecnie, o wiele bardziej gęsty, a może o 0,3% tak jasny jak Słońce. Ponieważ Jowisz jest 4 razy dalej od nas niż Słońce, zaobserwowalibyśmy jedynie wzrost energii o około 0,02%, co oznacza znacznie mniej niż różnica energii uzyskana z rocznych zmian przebiegu orbity Ziemi wokół Ziemi Słońce. Innymi słowy, Jowisz zmieniający się w gwiazdę miałby niewielki lub żaden wpływ na Ziemię. Być może jasna gwiazda na niebie może mylić niektóre organizmy wykorzystujące światło księżyca, ponieważ Jowisz-gwiazda byłaby około 80 razy jaśniejsza niż księżyc w pełni. Ponadto gwiazda byłaby wystarczająco czerwona i jasna, aby była widoczna w ciągu dnia.

Według Roberta Frosta, instruktora i kontrolera lotów w NASA, jeśli Jowisz zyska masę, aby stać się gwiazdą na orbitach wewnętrznej rośliny pozostałyby w dużej mierze nienaruszone, a ciało 80 razy masywniejsze niż Jowisz wpłynęłoby na orbity Urana, Neptuna, a zwłaszcza Saturn. Bardziej masywny Jowisz, niezależnie od tego, czy stanie się gwiazdą, czy nie, wpływałby jedynie na obiekty w promieniu około 50 milionów kilometrów.

Bibliografia:

Zapytaj fizyka matematyka, Jak blisko Jowisz jest Gwiazdą?, 8 czerwca 2011 r. (Pobrano 5 kwietnia 2017 r.)

NASA,Co to jest Jowisz?, 10 sierpnia 2011 r. (Pobrano 5 kwietnia 2017 r.)