Jupiter je väčší ako niektoré hviezdy, tak prečo sme nezískali druhé slnko?

(NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill)

Najmenšia známa hviezda hlavnej postupnosti v galaxii Mliečna dráha je naozajstná vec.

Volá saEBLM J0555-57Ab, červený trpaslík vzdialený 600 svetelných rokov. So stredným polomerom okolo 59 000 kilometrov je to len kúsok väčší ako Saturn . To z nej robí najmenšiu známu hviezdu, ktorá vo svojom jadre podporuje vodíkovú fúziu, proces, pri ktorom hviezdy horia, kým sa im neminie palivo.

V našej slnečnej sústave existujú dva objekty väčšie ako táto malá hviezda. Jedno je samozrejme Slnko. Druhá je Jupiter , ako obrovský kopček zmrzliny, prichádzajúci so stredným polomerom 69 911 kilometrov .



Prečo je teda Jupiter planétou a nie hviezdou?

Krátka odpoveď je jednoduchá: Jupiter nemá dostatok hmoty na fúziu vodíka na hélium. EBLM J0555-57Ab je asi 85-násobok hmotnosti Jupitera, čo je asi toľko svetla, ako môže byť hviezda - ak by bola nižšia, nedokázala by spájať ani vodík. Ak by však naša slnečná sústava bola iná, mohol by sa Jupiter zapáliť na hviezdu?

Jupiter a Slnko sú si viac podobné, ako viete

Plynový gigant síce nie je hviezda, ale Jupiter je stále veľká vec. Jeho hmotnosť je 2,5-krát že zo všetkých ostatných planét dohromady. Ide len o to, že ako plynový gigant má skutočne nízku hustotu: okolo 1,33 gramu na centimeter kubický; Hustota Zeme, 5,51 gramu na kubický centimeter, je o niečo viac ako štyrikrát vyššia ako hustota Jupitera.

Je však zaujímavé všimnúť si podobnosti medzi Jupiterom a Slnkom. Hustota Slnka je 1,41 gramu na centimeter kubický. A tieto dva objekty sú si kompozične veľmi podobné. Podľa hmotnosti , Slnko tvorí asi 71 percent vodíka a 27 percent hélia, pričom zvyšok tvoria stopové množstvá iných prvkov. Jupiter podľa hmotnosti je asi 73 percent vodíka a 24 percent hélia.

Ilustrácia Jupitera a jeho mesiaca Io. (Goddardove vesmírne letové stredisko NASA/CI Lab)

Z tohto dôvodu sa Jupiter niekedy nazýva neúspešná hviezda.

Ale stále je nepravdepodobné, že by sa Jupiter, ponechaný na vlastné zariadenia slnečnej sústavy, priblížil k hviezde.

Hviezdy a planéty, vidíte, sa rodia prostredníctvom dvoch veľmi odlišných mechanizmov. Hviezdy sa rodia, keď sa hustý uzol materiálu v medzihviezdnom molekulárnom oblaku zrúti vlastnou gravitáciou – puf! flomph! - otáčanie sa v priebehu procesu nazývaného zrútenie mrakov. Ako sa točí, navíja viac materiálu z oblaku okolo seba do hviezdneho akrečného disku.

Ako hmotnosť - a teda aj gravitácia - rastie, jadro detskej hviezdy je stláčané pevnejšie a pevnejšie, čo spôsobuje, že je čoraz teplejšie. Nakoniec sa tak stlačí a zahreje, jadro sa zapáli a spustí sa termonukleárna fúzia.

Podľa nášho chápania tvorby hviezd, keď hviezda dokončí nahromadenie materiálu, zostane veľa akrečného disku. Z toho sú vytvorené planéty.

Astronómovia si myslia, že u plynných obrov ako Jupiter tento proces (nazývaný pribúdanie kamienkov) začína malými kúskami ľadového kameňa a prachu na disku. Keď obiehajú okolo malej hviezdy, tieto kúsky materiálu sa začnú zrážať a lepia sa spolu so statickou elektrinou. Nakoniec tieto rastúce trsy dosiahnu dostatočne veľkú veľkosť - okolo 10 hmotností Zeme - že môžu gravitačne priťahovať stále viac plynu z okolitého disku.

Od tohto bodu Jupiter postupne rástol na svoju súčasnú hmotnosť – približne 318-násobok hmotnosti Zeme a 0,001-násobok hmotnosti Slnka. Akonáhle sa nahromadil všetok materiál, ktorý mal k dispozícii - celkom ďaleko od hmoty potrebnej na vodíkovú fúziu - prestal rásť.

Takže Jupiter nikdy nebol dostatočne hmotný na to, aby sa stal hviezdou. Jupiter má podobné zloženie ako Slnko nie preto, že by to bola „zlyhaná hviezda“, ale preto, že sa zrodil z rovnakého oblaku molekulárneho plynu, z ktorého sa zrodilo Slnko.

(NASA/SwRI/MSSS/Gerald Eichstaedt/Seán Doran/Flickr/CC-BY-2.0)

Skutočné neúspešné hviezdy

Existuje iná trieda objektov, ktoré možno považovať za „zlyhané hviezdy“. Toto sú hnedí trpaslíci a vypĺňajú medzeru medzi plynnými obrami a hviezdami.

Počnúc hmotnosťou približne 13-násobku hmotnosti Jupitera sú tieto objekty dostatočne masívne na to, aby podporili fúziu jadra - nie normálneho vodíka, ale deutéria. Toto je tiež známe ako „ťažký“ vodík; je to izotop vodíka s protónom a neutrónom v jadre namiesto jedného protónu. Jeho teplota a tlak fúzie sú nižšie ako teplota a tlak fúzie vodíka.

Pretože k nemu dochádza pri nižšej hmotnosti, teplote a tlaku, fúzia deutéria je prechodným krokom na ceste k fúzii vodíka pre hviezdy, pretože stále narastajú. Ale niektoré predmety nikdy nedosiahnu túto hmotnosť; títo sú známi ako hnedí trpaslíci.

Chvíľu po ich existencii bola potvrdené v roku 1995 , nebolo známe, či hnedí trpaslíci sú hviezdami, ktoré nedosahujú výsledky, alebo príliš ambicióznymi planétami; ale niekoľko štúdií preukázali, že sa tvoria rovnako ako hviezdy , skôr z kolapsu oblakov ako z narastania jadra. A niektorí hnedí trpaslíci sú dokonca pod hmotnosťou horenia deutéria, na nerozoznanie od planét.

Jupiter je priamo na spodnej hranici hmotnosti pre kolaps oblakov; najmenšia hmotnosť objektu zrútenia mrakov bola odhadnutá na o jednej hmotnosti Jupitera . Ak by teda Jupiter vznikol kolapsom oblakov, mohol by sa považovať za neúspešnú hviezdu.

ale údaje zo sondy Juno NASA naznačujú, že prinajmenšom kedysi mal Jupiter pevné jadro - a to je v súlade s tým jadrová akrécia spôsob formovania.

Modelovanie naznačuje, že horná hranica hmotnosti planéty, ktorá sa tvorí prostredníctvom narastania jadra, je menej ako 10-násobok hmotnosti Jupitera - len niekoľko hmôt Jupitera sa vyhýba fúzii deutéria.

Takže Jupiter nie je neúspešná hviezda. Ale premýšľanie o tom, prečo to tak nie je, nám môže pomôcť lepšie pochopiť, ako vesmír funguje. Okrem toho je Jupiter pruhovaný,búrlivý,spletitýmaslový zázrak sám o sebe. A bez nej my ľudia možno ani nemohol existovať .

To je však už iný príbeh, ktorý si povieme inokedy.

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.