Почему Юпитер не звезда?

Почему Юпитер не звезда?

Самая маленькая из известных звезд главной последовательности в галактике Млечный Путь — настоящая крошка.

Это красный карлик EBLM J0555-57Ab, удаленный от нас на 600 световых лет. При среднем радиусе около 59 000 километров он лишь немного больше, чем Сатурн. Это делает ее самой маленькой известной звездой, поддерживающей водородный синтез в своем ядре, процесс, который заставляет звезды гореть.

В нашей Солнечной системе есть два объекта крупнее этой крошечной звезды. Одним из них является Солнце, очевидно. Другой — Юпитер, похожий на гигантский шарик мороженого, со средним радиусом 69 911 километров.

Так почему же Юпитер планета, а не звезда?

Короткий ответ прост: у Юпитера недостаточно массы, чтобы превратить водород в гелий. Масса EBLM J0555-57Ab примерно в 85 раз больше массы Юпитера, она настолько легка, насколько может быть звезда — если бы она была немного меньше, она бы тоже не смогла синтезировать водород. Но если бы наша Солнечная система была другой, мог ли Юпитер превратиться в звезду?

Иллюстрация Юпитера и его спутника Ио. (Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/лаборатория CI)

Юпитер и Солнце похожи больше, чем вы думаете.

Газовый гигант может и не быть звездой, но Юпитер по-прежнему имеет большое значение. Его масса в 2,5 раза больше, чем у всех остальных планет вместе взятых. Просто, будучи газовым гигантом, он имеет очень низкую плотность: около 1,33 грамма на кубический сантиметр; Плотность Земли составляет 5,51 грамма на кубический сантиметр, что чуть более чем в четыре раза выше, чем у Юпитера.

Но интересно отметить сходство между Юпитером и Солнцем. Плотность Солнца составляет 1,41 грамма на кубический сантиметр. И два объекта очень композиционно похожи. По массе Солнце примерно на 71 процент состоит из водорода и на 27 процентов из гелия, а остальное из следовых количеств других элементов. Юпитер по массе состоит примерно из 73 процентов водорода и 24 процентов гелия.

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

Почему Юпитер иногда называют несостоявшейся звездой.

Но по-прежнему маловероятно, что Юпитер даже приблизится к тому, чтобы стать звездой.

Видите ли, звезды и планеты рождаются благодаря двум очень разным механизмам. Звезды рождаются, когда плотный узел вещества в межзвездном молекулярном облаке разрушается под действием собственной гравитации – вращение в ходе процесса, называемого коллапсом облака. Когда он вращается, он наматывает больше материала из окружающего его облака в звездный аккреционный диск.

По мере того, как масса — а, следовательно, и гравитация — растет, ядро ​​молодой звезды сжимается все сильнее и сильнее, что заставляет ее нагреваться все сильнее и сильнее. В конце концов, он становится настолько сжатым и горячим, что ядро ​​воспламеняется, и начинается термоядерный синтез.

Согласно нашему пониманию звездообразования, когда звезда заканчивает аккрецировать материал, остается много аккреционного диска. Вот из чего состоят планеты.

Астрономы считают, что для таких газовых гигантов, как Юпитер, этот процесс начинается с крошечных кусков ледяной породы и пыли в диске. Когда они вращаются вокруг молодой звезды, эти кусочки материала начинают сталкиваться, слипаясь благодаря статическому электричеству. В конце концов, растущие сгустки достигают достаточно больших размеров — около 10 масс Земли — и могут гравитационно притягивать все больше и больше газа из окружающего диска.

С этого момента Юпитер постепенно вырос до своей нынешней массы — примерно в 318 раз больше массы Земли. Как только он проглотил весь доступный ему материал — на значительной дистанции от массы, необходимой для синтеза водорода, — он перестал расти.

Таким образом, Юпитер никогда не был даже близок к тому, чтобы стать достаточно массивным, чтобы стать звездой. Юпитер по составу подобен Солнцу не потому, что он был «неудавшейся звездой», а потому, что он возник из того же облака молекулярного газа, из которого родилось Солнце.

Источники: Фото: NASA

logo