Ar Jupiteris gali tapti žvaigžde?

Jupiteris yra labiausiai masinis planeta Saulės sistema, bet dar nėra žvaigždė. Ar tai reiškia, kad tai žlugusi žvaigždė? Ar ji kada nors galėtų tapti žvaigžde? Mokslininkai apmąstė šiuos klausimus, tačiau neturėjo pakankamai informacijos, kad galėtų padaryti galutines išvadas, kol NASA kosminis laivas „Galileo“ tyrė planetą, pradedant 1995 m.

„Galileo“ erdvėlaivis aštuonerius metus studijavo Jupiterį ir ilgainiui pradėjo dėvėti. Mokslininkams rūpėjo, kad būtų prarastas kontaktas su plaukiojančia priemone, o tai galų gale leistų „Galileo“ skristi į Jupiterio orbitą, kol jis neišskriejo į planetą ar vieną iš jos mėnulių. Siekiant išvengti galimo užteršimo potencialiai gyvas mėnulis nuo bakterijų „Galileo“, NASA tyčia sudužo „Galileo“ į Jupiterį.

Kai kurie žmonės susirūpinę dėl plutonio šiluminio reaktoriaus, kuris varė erdvėlaivį, galėjo pradėti grandininę reakciją, uždegus Jupiterį ir pavertus jį žvaigžde. Priežastis buvo ta, kad kadangi plutonis naudojamas detonuoti vandenilio bombas, o Jovijos atmosferoje gausu elemento, abu kartu galėtų sukurti sprogstamąjį mišinį, galiausiai pradėdami sintezės reakciją, kuri vyksta žvaigždės.

Avarija „Galileo“ nedegino Jupiterio vandenilio ir negalėjo sprogimo. Priežastis ta, kad Jupiteris neturi deguonies ar vandens (kurį sudaro vandenilis ir deguonis) palaikyti degimą.

Tačiau Jupiteris yra labai didelis! Žmonės, kurie Jupiterį vadina nesėkminga žvaigžde, paprastai nurodo tai, kad Jupiteris turi daug vandenilio ir helis, kaip žvaigždės, tačiau nėra pakankamai masyvus, kad susidarytų vidinė temperatūra ir slėgis, kurie pradeda sintezę reakcija.

Palyginti su saule, Jupiteris yra lengvas, turintis tik apie 0,1% saulės masės. Vis dėlto yra žvaigždžių, daug mažiau masyvių nei Saulė. Raudonajam nykštukui pagaminti reikia tik apie 7,5% saulės masės. Mažiausias žinomas raudonasis nykštukas yra apie 80 kartų masyvesnis už Jupiterį. Kitaip tariant, jei prie esamo pasaulio pridėtumėte dar 79 Jupiterio dydžio planetas, turėtumėte pakankamai masės, kad padarytumėte žvaigždę.

Mažiausios žvaigždės yra rudosios nykštukinės žvaigždės, kurios tik 13 kartų viršija Jupiterio masę. Skirtingai nuo Jupiterio, rudąjį nykštuką tikrai galima vadinti nepavykusia žvaigžde. Jis turi pakankamai masės deuteriui (vandenilio izotopui) sulydyti, bet nepakanka masės, kad būtų galima išlaikyti tikrąją sintezės reakciją, apibrėžiančią žvaigždę. Jupiteris turi tokią masę, kad turi pakankamai masės, kad taptų ruda nykštukė.

Tapti žvaigžde reiškia ne tik masę. Dauguma mokslininkų mano, kad net jei Jupiterio masė būtų 13 kartų didesnė, jis netaptų ruda nykštukė. Priežastis yra jo cheminė sudėtis ir struktūra, kuri yra Jupiterio formavimosi pasekmė. Jupiteris, susiformavęs kaip planetos, o ne kaip žvaigždės.

Žvaigždės susidaro iš dujų ir dulkių debesų, kuriuos vienas prie kito traukia elektros krūvis ir gravitacija. Debesys tampa tankesni ir ilgainiui pradeda suktis. Pasukimas išlygina daiktą į diską. Dulkės susikaupia ir sudaro „plokštuminius ledo ir uolienų pavyzdžius“, kurie susiduria vienas su kitu ir sudaro dar didesnes mases. Galų gale, maždaug tuo metu, kai masė yra maždaug dešimt kartų didesnė už Žemės masę, pakanka gravitacijos, kad iš disko pritrauktų dujas. Ankstyvoje Saulės sistemos formavimosi srityje centrinis regionas (kuris tapo Saule) užėmė didžiąją dalį turimos masės, įskaitant jos dujas. Tuo metu Jupiterio masė tikriausiai buvo 318 kartus didesnė už Žemės masę. Tuo metu, kai Saulė tapo žvaigžde, saulės vėjas nupūtė didžiąją dalį likusių dujų.

Nors astronomai ir astrofizikai vis dar bando iššifruoti saulės sistemos susidarymo detales, žinoma, kad dauguma saulės sistemų turi dvi, tris ar daugiau žvaigždžių (paprastai 2). Nors neaišku, kodėl mūsų saulės sistemoje yra tik viena žvaigždė, kitų saulės sistemų susidarymo stebėjimai rodo, kad jų masė pasiskirsto skirtingai, kol žvaigždės neužsidega. Pavyzdžiui, dvejetainėje sistemoje dviejų žvaigždžių masė yra maždaug lygi. Kita vertus, Jupiteris niekada nesiartino prie Saulės mišių.

Jei imtume vieną iš mažiausių žinomų žvaigždžių (OGLE-TR-122b, Gliese 623b ir AB Doradus C) ir pakeistume Jupiteriu, būtų žvaigždė, kurios Jupiterio masė būtų apie 100 kartų didesnė. Tačiau žvaigždė būtų mažiau nei 1/300-osios šviesios kaip Saulė. Jei Jupiteris kažkaip įgytų tą didelę masę, ji būtų tik maždaug 20% ​​didesnė nei dabar, daug tankesnė, o gal 0,3% tokia ryški kaip Saulė. Kadangi Jupiteris yra 4 kartus toliau nuo mūsų nei Saulė, mes pamatytume tik padidėjusią energiją apie 0,02%, tai yra daug mažiau nei energijos skirtumas, kurį gauname iš metinių žemės orbitos pokyčių aplink Saulė. Kitaip tariant, Jupiteris, pavertęs žvaigžde, nedaro beveik jokio poveikio Žemei. Galbūt ryški žvaigždė danguje gali supainioti kai kuriuos organizmus, kurie naudojasi mėnulio šviesa, nes Jupiteris-žvaigždė būtų maždaug 80 kartų ryškesnė nei mėnulio pilnatis. Taip pat žvaigždė būtų raudona ir ryški, kad būtų matoma dienos metu.

Pasak NASA instruktoriaus ir skrydžių vadovo Roberto Frosto, jei Jupiteris pelnė masę, kad taptų žvaigžde, vidinės orbitos orbitos augalams tai beveik nepakenktų, o 80 kartų masyvesnis kūnas nei Jupiteris paveiktų Urano, Neptūno ir ypač Saturnas. Masyvesnis Jupiteris, nesvarbu, ar jis tapo žvaigžde, ar ne, paveiks tik objektus, esančius maždaug už 50 milijonų kilometrų.

Nuorodos:

Paklauskite fiziko matematiko, Ar artimas Jupiteris yra žvaigždė?, 2011 m. Birželio 8 d. (Gauta 2017 m. Balandžio 5 d.)

NASA,Kas yra Jupiteris?, 2011 m. Rugpjūčio 10 d. (Gauta 2017 m. Balandžio 5 d.)