Kan Jupiter bli en stjärna?

Jupiter är den mest massiva planeten i solsystemet, men den är inte en stjärna. Betyder det att det är en misslyckad stjärna? Kan det någonsin bli en stjärna? Forskare har funderat över dessa frågor men hade inte tillräckligt med information för att dra slutgiltiga slutsatser förrän NASA: s Galileo-rymdskepp studerade planeten, med början 1995.

Varför vi inte kan antända Jupiter

De Galileo rymdskepp studerade Jupiter i åtta år och började så småningom slitna. Forskare var oroliga att kontakten med hantverket skulle gå förlorad och i slutändan leda Galileo för att kretsa Jupiter tills den antingen kraschade i planeten eller en av dess månar. För att undvika eventuell förorening av en potentiellt levande måne från bakterier på Galileo kraschade NASA avsiktligt Galileo till Jupiter.

Vissa människor oroliga den termiska reaktorn plutonium som drev rymdskeppet kunde starta en kedjereaktion, antända Jupiter och förvandla den till en stjärna. Resonemanget var att eftersom plutonium används för att detonera vätebomber och den joviska atmosfären är rik på elementet, kunde de två tillsammans skapa en explosiv blandning och i slutändan starta den fusionsreaktion som uppstår i stjärnor.

Kraschen av Galileo brände inte Jupiters väte, och heller inte någon explosion. Anledningen är att Jupiter inte har syre eller vatten (som består av väte och syre) för att stödja förbränningen.

Varför Jupiter inte kan bli en stjärna

Ändå är Jupiter väldigt massiv! Människor som kallar Jupiter en misslyckad stjärna hänvisar vanligtvis till det faktum att Jupiter är rik på väte och helium, som stjärnor, men inte tillräckligt massiva för att producera de inre temperaturerna och trycket som startar en fusionsreaktion..

I jämförelse med solen är Jupiter en lätt och innehåller endast cirka 0,1% av solmassan. Ändå finns det stjärnor som är mycket mindre massiva än solen. Det tar bara cirka 7,5% av solmassan för att göra en röd dvärg. Den minsta kända röda dvärgen är cirka 80 gånger massivare än Jupiter. Med andra ord, om du lägger till 79 fler Jupiter-planeter i den befintliga världen, skulle du ha tillräckligt med massa för att göra stjärna.

De minsta stjärnorna är bruna dvärgstjärnor, som bara är 13 gånger Jupiters massa. Till skillnad från Jupiter kan en brun dvärg verkligen kallas en misslyckad stjärna. Den har tillräckligt med massa för att smälta deuterium (en isotop av väte), men inte tillräckligt med massa för att upprätthålla den verkliga fusionsreaktionen som definierar en stjärna. Jupiter ligger inom en storleksordning av att ha tillräckligt med massa för att bli en brun dvärg.

Jupiter var avsedd att vara en planet

Att bli en stjärna handlar inte allt om massa. De flesta forskare tror att även om Jupiter hade 13 gånger sin massa, skulle den inte bli en brun dvärg. Anledningen är dess kemiska sammansättning och struktur, vilket är en konsekvens av hur Jupiter bildades. Jupiter bildas som planeter formar, snarare än hur stjärnor skapas.

Stjärnor bildas från moln med gas och damm som dras till varandra av elektrisk laddning och tyngdkraft. Molnen blir tätare och börjar så småningom rotera. Rotationen släpper ut saken på en skiva. Dammet klumpar sig samman och bildar "planetesimals" av is och sten, som kolliderar med varandra för att bilda ännu större massor. Så småningom, när massan är ungefär tio gånger jorden, är tyngdkraften tillräcklig för att locka gas från skivan. I den tidiga bildningen av solsystemet tog centralregionen (som blev solen) större delen av den tillgängliga massan, inklusive dess gaser. Då hade Jupiter antagligen en massa som var cirka 318 gånger jorden. Vid den tidpunkt då solen blev en stjärna, blåste solvinden bort det mesta av kvarvarande gas.

Det är annorlunda för andra solsystem

Medan astronomer och astrofysiker fortfarande försöker att dechiffrera detaljerna i bildandet av solsystemet, är det känt att de flesta solsystem har två, tre eller fler stjärnor (vanligtvis 2). Det är oklart varför vårt solsystem bara har en stjärna, men observationer av bildandet av andra solsystem indikerar att deras massa fördelas annorlunda innan stjärnorna antänds. I ett binärt system tenderar till exempel massan för de två stjärnorna att vara ungefär ekvivalent. Jupiter, å andra sidan, närmade sig aldrig solens massa.

Men vad händer om Jupiter blev en stjärna?

Om vi ​​tog en av de minsta kända stjärnorna (OGLE-TR-122b, Gliese 623b och AB Doradus C) och ersatte Jupiter med den, skulle det finnas en stjärna med cirka 100 gånger massan av Jupiter. Ändå skulle stjärnan vara mindre än 1/300: e lika ljus som solen. Om Jupiter på något sätt fick så mycket massa, skulle den bara vara cirka 20% större än den är nu, mycket tätare och kanske 0,3% lika ljus som solen. Eftersom Jupiter är fyra gånger längre från oss än solen, skulle vi bara se en ökad energi på cirka 0,02%, vilket är mycket mindre än skillnaden i energi vi får från årliga variationer i jordens omloppsbana runt solen. Med andra ord, Jupiter som förvandlas till en stjärna skulle ha liten eller ingen påverkan på jorden. Eventuellt kan den ljusa stjärnan på himlen förvirra vissa organismer som använder månsken, eftersom Jupiter-stjärnan skulle vara cirka 80 gånger ljusare än fullmånen. Stjärnan skulle också vara röd och ljus nog att vara synlig under dagen.

Enligt Robert Frost, en instruktör och flygkontrollör på NASA, om Jupiter fick massan för att bli en stjärna, skulle banorna till de inre växterna till stor del påverkas, medan en kropp som är 80 gånger massivare än Jupiter skulle påverka banorna i Uranus, Neptune , och särskilt Saturnus. Den mer massiva Jupiter, oavsett om den blev en stjärna eller inte, skulle bara påverka föremål inom ungefär 50 miljoner kilometer.

referenser:

Fråga en matematikerfysiker, Hur nära är Jupiter att vara en stjärna?, 8 juni 2011 (hämtad 5 april 2017)

NASA, Vad är Jupiter?, 10 augusti 2011 (hämtad 5 april 2017)