Vai Jupiters varētu kļūt par zvaigzni?

Jupiters ir visvairāk masveida planēta iekšā Saules sistēma, bet tas tā nav zvaigzne. Vai tas nozīmē, ka tā ir neveiksmīga zvaigzne? Vai tā varētu kādreiz kļūt par zvaigzni? Zinātnieki ir apdomājuši šos jautājumus, bet viņiem nebija pietiekami daudz informācijas, lai izdarītu galīgus secinājumus, līdz NASA kosmosa kuģis Galileo izpētīja planētu, sākot ar 1995. gadu.

Galileo kosmosa kuģis astoņus gadus studēja Jupiteru un galu galā sāka nolietoties. Zinātnieki bija nobažījušies, ka tiks zaudēta saskare ar kuģi, kas galu galā novedīs pie tā Galileo uz orbītas Jupiteru, līdz tā vai nu ietriecās planētā, vai vienā no tās pavadoņiem. Lai izvairītos no iespējamās inficēšanās ar potenciāli dzīvs mēness no baktērijām Galileo, NASA tīši avarēja Galileo uz Jupiteru.

Daži cilvēki uztraucās par plutonija termisko reaktoru, kas darbināja kosmosa kuģi, varēja sākt ķēdes reakciju, aizdedzinot Jupiteru un pārvēršot to par zvaigzni. Iemesls bija tāds, ka, tā kā plutoniju izmanto ūdeņraža bumbu detonēšanai un Jovijas atmosfēra ir bagāta ar elementu, abi kopā varētu radīt sprādzienbīstamu maisījumu, galu galā uzsākot saplūšanas reakciju, kas notiek zvaigznes.

Avārija Galileo nededzināja Jupitera ūdeņradi, kā arī nespēja uzsprāgt. Iemesls ir tāds, ka Jupiteram nav skābekļa vai ūdens (kas sastāv no ūdeņraža un skābekļa), lai atbalstītu degšanu.

Tomēr Jupiters ir ļoti masīvs! Cilvēki, kuri Jupiteru sauc par neizdevušos zvaigzni, parasti atsaucas uz faktu, ka Jupiters ir bagāts ar ūdeņradi un hēlijs, tāpat kā zvaigznes, bet nav pietiekami masīvs, lai radītu iekšējo temperatūru un spiedienu, kas sāk saplūšanu reakcija.

Salīdzinot ar Sauli, Jupiters ir viegls, satur tikai aptuveni 0,1% no Saules masas. Tomēr ir zvaigznes, kas nav tik masīvas kā Saule. Lai izveidotu sarkanu punduri, ir nepieciešami tikai apmēram 7,5% no saules masas. Mazākais zināmais sarkanais punduris ir apmēram 80 reizes masīvāks nekā Jupiters. Citiem vārdiem sakot, ja jūs esošajai pasaulei pievienotu vēl 79 Jupitera izmēra planētas, jums būtu pietiekami daudz masas, lai izveidotu zvaigzni.

Mazākās zvaigznes ir brūnās punduru zvaigznes, kas tikai 13 reizes pārsniedz Jupitera masu. Atšķirībā no Jupitera, brūno punduri patiesi var saukt par neizdevušos zvaigzni. Tam ir pietiekami daudz masas, lai sakausētu deitēriju (ūdeņraža izotops), bet nepietiek masas, lai uzturētu patieso saplūšanas reakciju, kas nosaka zvaigzni. Jupiters atrodas lieluma diapazonā, ja tam ir pietiekami daudz masas, lai kļūtu par brūno punduri.

Kļūšana par zvaigzni nozīmē ne tikai masu. Lielākā daļa zinātnieku domā, ka pat tad, ja Jupiteram būtu 13 reizes lielāka masa, tas nekļūtu par brūno punduri. Iemesls ir tā ķīmiskais sastāvs un struktūra, kas ir sekas tam, kā Jupiters izveidojās. Jupiters, kas veidojas, veidojot planētas, nevis kā tiek veidotas zvaigznes.

Zvaigznes veidojas no gāzes un putekļu mākoņiem, kurus viens otram piesaista elektriskais lādiņš un gravitācija. Mākoņi kļūst blīvāki un galu galā sāk griezties. Rotācija saplacina lietu diskā. Putekļi salīp kopā, veidojot ledus un iežu "plaknes paraugus", kas saduras viens ar otru, veidojot vēl lielākas masas. Galu galā apmēram laikā, kad masa ir apmēram desmit reizes lielāka par Zemes, gravitācijas ir pietiekami, lai piesaistītu gāzi no diska. Agrīnā Saules sistēmas veidošanās laikā centrālais reģions (kas kļuva par Sauli) aizņēma lielāko daļu pieejamās masas, ieskaitot tās gāzes. Tajā laikā Jupitera masa, iespējams, bija aptuveni 318 reizes lielāka par Zemes masu. Tajā brīdī, kad saule kļuva par zvaigzni, saules vējš izpūtīja lielāko daļu atlikušās gāzes.

Kaut arī astronomi un astrofiziķi joprojām mēģina atšifrēt Saules sistēmas veidošanās detaļas, ir zināms, ka lielākajai daļai Saules sistēmu ir divas, trīs vai vairāk zvaigznes (parasti 2). Lai gan nav skaidrs, kāpēc mūsu Saules sistēmai ir tikai viena zvaigzne, citu Saules sistēmu veidošanās novērojumi liecina, ka to masa ir sadalīta atšķirīgi, pirms zvaigznes aizdegas. Piemēram, binārā sistēmā divu zvaigžņu masa mēdz būt aptuveni ekvivalenta. Savukārt Jupiters nekad netuvojās Saules masai.

Ja mēs paņemtu vienu no mazākajām zināmajām zvaigznēm (OGLE-TR-122b, Gliese 623b un AB Doradus C) un aizstātu ar to Jupiteru, tad būtu zvaigzne, kurai Jupitera masa būtu aptuveni 100 reizes lielāka. Tomēr zvaigzne būtu mazāk nekā 1 / 300. tik spoža kā Saule. Ja Jupiters kaut kā iegūtu tik lielu masu, tas būtu tikai par aptuveni 20% lielāks nekā tas ir tagad, daudz blīvāks un varbūt par 0,3% tik spožs kā Saule. Tā kā Jupiters atrodas 4 reizes tālāk no mums nekā Saule, mēs redzētu tikai paaugstinātu enerģiju par aptuveni 0,02%, kas ir daudz mazāk nekā enerģijas atšķirība, ko iegūstam no ikgadējām variācijām Zemes orbītā ap Saule. Citiem vārdiem sakot, Jupiteram, pārvēršoties par zvaigzni, uz Zemes būtu maza ietekme vai tā nebūtu vispār. Iespējams, ka spožā zvaigzne debesīs varētu sajaukt dažus organismus, kuri izmanto mēnessgaismu, jo zvaigzne Jupiters būtu apmēram 80 reizes gaišāks nekā pilnmēness. Arī zvaigzne būtu pietiekami sarkana un gaiša, lai būtu redzama dienas laikā.

Pēc Roberta Frosta, NASA instruktora un lidojumu kontroliera, teiktā, ja Jupiters ieguva masu, lai kļūtu par zvaigzni, iekšējās orbītas augus tas gandrīz neietekmētu, savukārt ķermenis, kas ir 80 reizes masīvāks nekā Jupiters, ietekmētu Urāna, Neptūna un it īpaši orbītas. Saturns. Masīvāks Jupiters neatkarīgi no tā, vai tas kļuvis par zvaigzni vai nē, skars tikai objektus, kas atrodas aptuveni 50 miljonu kilometru attālumā.

Atsauces:

Pajautājiet fizikam matemātiķim, Cik tuvu Jupiteram ir zvaigzne?, 2011. gada 8. jūnijs (iegūts 2017. gada 5. aprīlī)

NASA,Kas ir Jupiters?, 2011. gada 10. augusts (iegūts 2017. gada 5. aprīlī)