juli 28, 2021

Nettnord.no

Næringsnett Nord-Troms

Jupiter er større enn noen stjerner, så hvorfor fikk vi ikke en ny sol?

Jupiter er større enn noen stjerner, så hvorfor fikk vi ikke en ny sol?

Den minste kjente hovedsekvensstjernen i Melkeveisgalaksen er en ekte nisse.

Det kalles EBLM J0555-57Ab, en rød dverg 600 lysår unna. Med en gjennomsnittlig radius på rundt 59.000 kilometer er det bare en klype større enn saturn. Det gjør den til den minste kjente stjernen som støtter hydrogenfusjon i kjernen, prosessen som holder stjernene brennende til de går tom for drivstoff.

I vårt solsystem er det to gjenstander som er større enn denne lille stjernen. Den ene er åpenbart solen. Den andre er Jupiter, som en gigantisk iskrem, som kommer med en gjennomsnittlig radius på 69.911 kilometer.

Så hvorfor er Jupiter en planet og ikke en stjerne?

Det korte svaret er enkelt: Jupiter har ikke nok masse til å smelte hydrogen i helium. EBLM J0555-57Ab er omtrent 85 ganger massen til Jupiter, omtrent så lett som en stjerne kan være; hvis det var lavere, kunne det heller ikke smelte hydrogen. Men hvis solsystemet vårt hadde vært annerledes, kunne Jupiter ha blitt en stjerne?

Jupiter og solen er mer like enn du tror

Gassgiganten er kanskje ikke en stjerne, men Jupiter er fortsatt storbedrift. Massen er 2,5 ganger det til alle andre planeter til sammen. Det er bare det, da det er en gassgigant, det har en veldig lav tetthet: ca 1,33 gram per kubikkcentimeter; Tettheten på jorden, 5,51 gram per kubikkcentimeter, er litt mer enn fire ganger Jupiters.

Men det er interessant å merke seg likhetene mellom Jupiter og Solen. Tettheten til solen er 1,41 gram per kubikkcentimeter. Og de to objektene er veldig like i sammensetning. Masse, Solen er omtrent 71 prosent hydrogen og 27 prosent helium, mens resten består av spor av andre grunnstoffer. Jupiter masse det er omtrent 73 prosent hydrogen og 24 prosent helium.

READ  Fysikere får en unik utsikt over en ødelagt komet

Illustrasjon av Jupiter og dens måne Io. (NASA Goddard Space Flight Center / CI Laboratory)

Det er av denne grunn at Jupiter noen ganger blir kalt en mislykket stjerne.

Men det er fortsatt lite sannsynlig at Jupiter vil overlate til å være en stjerne hvis den blir overlatt til solsystemets egne enheter.

Ser du at stjerner og planeter er født gjennom to veldig forskjellige mekanismer. Stjerner blir født når en tett knute av materiale i en interstellær molekylær sky kollapser under sin egen tyngdekraft, poof! flomph! – snurrer når det går gjennom en prosess som kalles skykollaps. Når den snurrer, pakker den inn mer materiale fra den omkringliggende skyen i en stjernetilleggsskive.

Etter hvert som massen, og derfor tyngdekraften, vokser, blir kjernen til babystjernen strammere og strammere, og får den til å bli varmere og varmere. Til slutt blir den så komprimert og varm at kjernen tennes og termonukleær fusjon begynner.

Så vidt vi vet om stjernedannelse, gjenstår en stor mengde av tilførselsskiven når stjernen er ferdig med å akkumulere materiale. Dette er hva planeter er laget av.

Astronomer tror at for gassgiganter som Jupiter begynner denne prosessen (kalt rullestein) med små biter av isete stein og støv i skiven. Når de kretser rundt babystjernen, begynner disse biter av materiale å kollidere og binde seg med statisk elektrisitet. Til slutt når disse voksende gruppene en stor nok størrelse, rundt 10 landmasser – som gravitasjonelt kan tiltrekke seg mer og mer gass fra den omkringliggende disken.

Fra det tidspunktet vokste Jupiter gradvis til sin nåværende masse, omtrent 318 ganger jordens masse og 0,001 ganger solens masse. Når den hadde absorbert alt materialet den hadde tilgjengelig, langt unna den nødvendige massen for hydrogenfusjon, sluttet å vokse.

READ  Er egg bra eller dårlig for deg? Sannheten kan være et sted i mellom

Så Jupiter var aldri i nærheten av å vokse massiv nok til å bli en stjerne. Jupiter har en lignende sammensetning som solen, ikke fordi den er en ‘mislykket stjerne’, men fordi den ble født fra den samme skyen av molekylær gass som fødte solen.

27479980787 682abf79bf beskåret(NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran / Flickr / CC-BY-2.0)

De virkelige mislykkede stjernene

Det er en annen klasse objekter som kan betraktes som “mislykkede stjerner.” Dette er de brune dvergene, og de fyller det rommet mellom gasskjempene og stjernene.

Fra omtrent 13 ganger massen av Jupiter er disse objektene enorme nok til å støtte kjernefusjon, ikke fra vanlig hydrogen, men fra deuterium. Dette er også kjent som “tungt” hydrogen; det er en isotop av hydrogen med en proton og en nøytron i kjernen i stedet for en enkelt proton. Dens smeltetemperatur og trykk er lavere enn smeltetemperaturen og trykket til hydrogen.

Fordi det forekommer ved lavere masse, temperatur og trykk, er deuteriumfusjon et mellomtrinn på veien til hydrogenfusjon for stjerner når de fortsetter å akkumulere masse. Men noen gjenstander når aldri den massen; disse er kjent som brune dverger.

En tid etter eksistensen bekreftet i 1995, det var ukjent om brune dverger var stjerner med lav avkastning eller altfor ambisiøse planeter; men Ulike studier har vist at de dannes som stjerner, fra skyenes kollaps i stedet for opphopning av kjerner. Og noen brune dverger ligger til og med under massen for å brenne deuterium, som ikke skiller seg fra planeter.

Jupiter er bare ved den nedre massegrensen for skyenes kollaps; den minste massen av et skykollapsobjekt er estimert til omtrent en masse Jupiter. Så hvis Jupiter hadde dannet seg fra skyenes kollaps, kunne den betraktes som en mislykket stjerne.

READ  De hvite prikkene i dette bildet er ikke stjerner eller galakser. De er sorte hull

Men data fra NASAs Juno-sonde antyder at, minst en gang, hadde Jupiter en solid kjerne, og det er mer konsistent med kjernevannelse treningsmetode.

Modellering antyder at den øvre grensen for en planets masse, som er dannet gjennom kjerneakkresjon, er mindre enn 10 ganger massen av Jupiter – bare noen få Jupiter-masser under deuterium smelter.

Så Jupiter er ikke en mislykket stjerne. Men å tenke på hvorfor det ikke er, kan hjelpe oss med å forstå hvordan kosmos fungerer. I tillegg er Jupiter et stormfullt, godteri-virvlende, stripete under i seg selv. Og uten det, mennesker det eksisterer kanskje ikke engang.

Det er imidlertid en annen historie som skal fortelles på et annet tidspunkt.