Može li Jupiter postati zvijezda?

Jupiter je najviše masivan planeta u Sunčev sustav, ali nije zvijezda. Znači li to da je propala zvijezda? Je li ikad mogla postati zvijezda? Znanstvenici su razmišljali o tim pitanjima, ali nisu imali dovoljno informacija da bi donijeli konačne zaključke sve dok NASA-in Galileo svemirski brod nije proučavao planetu, počevši od 1995. godine.

Galileo svemirski brod je proučavao Jupiter osam godina i na kraju se počeo istrošiti. Znanstvenici su bili zabrinuti da će kontakt s plovilom biti izgubljen, u konačnici vodeći Galileo orbitirati s Jupiterom sve dok se nije srušio na planet ili u neku od njegovih mjeseci. Kako bi se izbjeglo moguće onečišćenje potencijalno živi mjesec od bakterija na Galileu, NASA se namjerno srušila Galileo u Jupiter.

Neki su se brinuli kako bi toplotni reaktor plutonij koji pokreće svemirsku letjelicu mogao pokrenuti lančanu reakciju, zapalivši Jupitera i pretvorivši ga u zvijezdu. Obrazloženje je bilo da se plutonij koristi za detonaciju vodikovih bombi, a atmosfera Jovia bogata je elemenata, njih dvoje bi zajedno moglo stvoriti eksplozivnu smjesu, čime se naposljetku pokreće fuzijska reakcija u kojoj se događa zvijezde.

Pad sustava Galileo nije spalio Jupiterov vodik, niti je mogla eksplozija. Razlog je taj što Jupiter nema kisika ili vode (koja se sastoji od vodika i kisika) kao potpora izgaranju.

Ipak, Jupiter je vrlo masivan! Ljudi koji Jupiter nazivaju neuspjelom zvijezdom obično se odnose na činjenicu da je Jupiter bogat vodikom i helij, poput zvijezda, ali nedovoljno masivan da proizvede unutarnje temperature i pritiske koji pokreću fuziju reakcija.

U usporedbi sa Suncem, Jupiter je lagan, sadrži samo oko 0,1% sunčeve mase. Ipak, postoje zvijezde mnogo manje masivne od Sunca. Za crveni patuljak treba samo oko 7,5% solarne mase. Najmanji poznati crveni patuljak je oko 80 puta masivniji od Jupitera. Drugim riječima, ako biste u postojeći svijet dodali još 79 planeta veličine Jupitera, imali biste dovoljno mase da napravite zvijezdu.

Najmanje zvijezde su smeđe patuljaste zvijezde, koje su samo 13 puta veće od Jupiterove. Za razliku od Jupitera, smeđi patuljak se uistinu može nazvati neuspjelom zvijezdom. Ima dovoljno mase za fuziju deuterija (izotop vodika), ali nedovoljno mase za održavanje istinske fuzijske reakcije koja definira zvijezdu. Jupiter je unutar veličine da ima dovoljno mase da postane smeđi patuljak.

Postati zvijezda nije sve samo u masi. Većina znanstvenika smatra da čak i da Jupiter ima 13 puta veću masu, ne bi postao smeđi patuljak. Razlog je njegov kemijski sastav i struktura, što je posljedica načina formiranja Jupitera. Jupiter nastao u obliku planeta, a ne kao zvijezde.

Zvijezde se formiraju iz oblaka plina i prašine koje privlače jedna drugu električnim nabojem i gravitacijom. Oblaci postaju gušći i s vremenom se počinju okretati. Rotacija spljoštava materiju u disk. Prašina se skuplja u obliku leda i stijena "planetesimals", koji se sudaraju međusobno, stvarajući još veće mase. Konačno, otprilike u vremenu kada je masa približno deset puta veća od Zemljine, gravitacija je dovoljna za privlačenje plina iz diska. U ranom nastanku Sunčevog sustava, središnja regija (koja je postala Sunce) uzela je većinu raspoložive mase, uključujući i njegove plinove. Jupiter je u to vrijeme vjerojatno imao masu oko 318 puta veću od Zemljine. U trenutku kada je Sunce postalo zvijezda, solarni je vjetar ispuhao većinu preostalog plina.

Dok astronomi i astrofizičari još uvijek pokušavaju dešifrirati detalje formiranja Sunčevog sustava, poznato je da većina solarnih sustava ima dvije, tri ili više zvijezda (obično 2). Iako nije jasno zašto naš solarni sustav ima samo jednu zvijezdu, promatranja formiranja drugih solarnih sustava pokazuju kako se njihova masa različito distribuira prije nego što se zvijezde zapale. Na primjer, u binarnom sustavu masa dviju zvijezda obično je približno jednaka. Jupiter, s druge strane, nikada se nije približio masi Sunca.

Ako bismo uzeli jednu od najmanjih poznatih zvijezda (OGLE-TR-122b, Gliese 623b i AB Doradus C) i njome zamijenili Jupiter, nastala bi zvijezda s oko 100 puta većom masom Jupitera. Ipak, zvijezda bi bila manja od 1 / 300. sjajno kao Sunce. Da je Jupiter nekako dobio toliku masu, bio bi samo oko 20% veći nego što je sada, puno gušći i možda 0,3% sjajniji od Sunca. Budući da je Jupiter 4 puta dalje od nas od Sunca, vidjeli bismo samo povećanu energiju od oko 0,02%, što je mnogo je manja od razlike u energiji koju dobivamo iz godišnjih razlika u toku Zemljine orbite oko Sunce. Drugim riječima, Jupiter bi se pretvorio u zvijezdu imao bi malo nikakvog utjecaja na Zemlju. Vjerojatno bi svijetla zvijezda na nebu mogla zbuniti neke organizme koji koriste mjesečinu, jer bi Jupiterova zvijezda bila oko 80 puta svjetlija od punog mjeseca. Također, zvijezda bi bila crvena i dovoljno svijetla da bi bila vidljiva tijekom dana.

Prema Robertu Frostu, instruktoru i kontroloru leta u NASA-i, ako Jupiter dobije masu da postane zvijezda u orbiti unutarnje biljke uglavnom ne bi bile pogođene, dok bi tijelo 80 puta masivnije od Jupitera utjecalo na orbite Urana, Neptuna, a posebno Saturn. Masivniji Jupiter, bilo da je postala zvijezda ili ne, utjecao bi samo na predmete unutar otprilike 50 milijuna kilometara.

Reference:

Pitajte matematičara fizičara, Koliko je Jupiter blizak zvijezdi?, 8. lipnja 2011. (preuzeto 5. travnja 2017.)

NASA,Što je Jupiter?, 10. kolovoza 2011. (preuzeto 5. travnja 2017.)