Kunne Jupiter blive en stjerne?

Jupiter er for det meste massiv planet i solsystemet, men det er det ikke en stjerne. Betyder det, at det er en mislykket stjerne? Kunne det nogensinde blive en stjerne? Forskere har funderet over disse spørgsmål, men havde ikke tilstrækkelig information til at kunne drage endelige konklusioner, indtil NASAs Galileo-rumfartøj studerede planeten, begyndende i 1995.

Det Galileo rumfartøj studerede Jupiter i otte år og begyndte til sidst at blive slidt. Forskere var bekymrede for, at kontakten med håndværket ville gå tabt og i sidste ende føre Galileo at bane Jupiter, indtil den enten styrtede ned på planeten eller en af ​​dens måner. For at undgå mulig forurening af en potentielt levende måne fra bakterier på Galileo, styrtede NASA med vilje Galileo ind i Jupiter.

Nogle mennesker bekymrede den termiske reaktor plutonium, der drev rumfartøjet, kunne starte en kædereaktion, idet han antændte Jupiter og gjorde den til en stjerne. Begrundelsen var, at da plutonium bruges til at detonere brintbomber, og den joviske atmosfære er rig på element, kunne de to sammen skabe en eksplosiv blanding og i sidste ende starte den fusionsreaktion, der opstår i stars.

Nedbruddet af Galileo brændte ikke Jupiters brint, og heller ikke kunne nogen eksplosion. Årsagen er, at Jupiter ikke har ilt eller vand (som består af brint og ilt) til støtte for forbrænding.

Alligevel er Jupiter meget massiv! Mennesker, der kalder Jupiter en mislykket stjerne, henviser normalt til det faktum, at Jupiter er rig på brint og helium, som stjerner, men ikke massiv nok til at producere de indre temperaturer og tryk, der starter en fusion reaktion.

Sammenlignet med Solen er Jupiter en letvægt, der kun indeholder ca. 0,1% af solmassen. Alligevel er der stjerner, der er meget mindre massive end Solen. Det tager kun ca. 7,5% af solmassen at fremstille en rød dværg. Den mindste kendte røde dværg er omkring 80 gange mere massiv end Jupiter. Med andre ord, hvis du tilføjede 79 flere Jupiter-planeter i den eksisterende verden, ville du have masse nok til at gøre stjerne.

De mindste stjerner er brune dværgstjerner, der kun er 13 gange Jupiters masse. I modsætning til Jupiter kan en brun dværg virkelig kaldes en mislykket stjerne. Den har masse nok til at smelte sammen deuterium (en isotop af brint), men ikke nok masse til at opretholde den ægte fusionsreaktion, der definerer en stjerne. Jupiter er inden for en størrelsesorden af ​​at have masser nok til at blive en brun dværg.

At blive stjerne handler ikke alt om masse. De fleste forskere mener, at selv hvis Jupiter havde 13 gange sin masse, ville den ikke blive en brun dværg. Årsagen er dens kemiske sammensætning og struktur, som er en konsekvens af, hvordan Jupiter dannede sig. Jupiter dannet som planeter form, snarere end hvordan stjerner fremstilles.

Stjerner dannes fra skyer af gas og støv, der tiltrækkes af hinanden af ​​elektrisk ladning og tyngdekraft. Skyerne bliver mere tætte og begynder til sidst at rotere. Rotationen flater sagen ind i en disk. Støvet klumper sig sammen og danner "planetesimals" af is og sten, der kolliderer med hinanden for at danne endnu større masser. Til sidst, omkring det tidspunkt, hvor massen er cirka ti gange jordens, er tyngdekraften nok til at tiltrække gas fra disken. I den tidlige dannelse af solsystemet tog den centrale region (som blev solen) det meste af den tilgængelige masse, inklusive dens gasser. På det tidspunkt havde Jupiter sandsynligvis en masse omkring 318 gange Jordens. På det tidspunkt, hvor Solen blev en stjerne, blæste solvinden det meste af den resterende gas ud.

Mens astronomer og astrofysikere stadig prøver at dechiftere detaljerne i dannelse af solsystemet, er det kendt, at de fleste solsystemer har to, tre eller flere stjerner (normalt 2). Selvom det er uklart, hvorfor vores solsystem kun har en stjerne, indikerer observationer af dannelsen af ​​andre solsystemer, at deres masse er fordelt forskelligt, før stjernene antændes. I et binært system har massen af ​​de to stjerner for eksempel en tendens til at være nogenlunde ækvivalent. På den anden side nærmede Jupiter sig aldrig solens masse.

Hvis vi tog en af ​​de mindste kendte stjerner (OGLE-TR-122b, Gliese 623b og AB Doradus C) og erstattede Jupiter med den, ville der være en stjerne med ca. 100 gange Jupitermassen. Alligevel ville stjernen være mindre end 1/300th så lys som Solen. Hvis Jupiter på en eller anden måde fik så meget masse, ville den kun være ca. 20% større, end den er nu, meget mere tæt og måske 0,3% så lys som Solen. Da Jupiter er 4 gange længere væk fra os end Solen, ser vi kun en øget energi på ca. 0,02%, hvilket er meget mindre end forskellen i energi, vi får fra årlige variationer i løbet af Jordens bane rundt om Sol. Med andre ord, Jupiter, der bliver en stjerne, ville have ringe eller ingen indflydelse på Jorden. Eventuelt kan den lyse stjerne på himlen forvirre nogle organismer, der bruger måneskin, fordi Jupiter-stjernen ville være omkring 80 gange lysere end fuldmåne. Stjernen ville også være rød og lys nok til at være synlig i løbet af dagen.

Ifølge Robert Frost, en instruktør og flyveleder på NASA, hvis Jupiter opnåede massen til at blive en stjerne i det indre kredsløb planter vil i vid udstrækning ikke blive påvirket, mens en krop, der er 80 gange mere massiv end Jupiter, ville påvirke banerne på Uranus, Neptune, og især Saturn. Den mere massive Jupiter, hvad enten det blev en stjerne eller ej, ville kun påvirke genstande inden for cirka 50 millioner kilometer.

Referencer:

Spørg en matematisk fysiker, Hvor tæt er Jupiter på at være en stjerne?, 8. juni 2011 (hentet 5. april 2017)

NASA,Hvad er Jupiter?, 10. august 2011 (hentet 5. april 2017)