Юпитер больше, чем некоторые звезды, так почему же он не стал вторым Солнцем? — FoxTime

Юпитер больше, чем некоторые звезды, так почему же он не стал вторым Солнцем?

13.02.2021

Глеб Голицын

Lifestyle Как это устроено Мир Обзор Полезно знать Технологии
юп

Самая маленькая известная звезда главной последовательности в галактике Млечный Путь — это EBLM J0555-57Ab. Это тройная звезда в созвездии Живописца, и находится она на расстоянии 600 световых лет от Солнца. Она считается самой маленькой по размеру из известных звёзд, в которых происходит термоядерная реакция, и значит этот красный карлик будет гореть, пока у него не закончится топливо. Средний радиус звезды около 59 000 километров, это чуть больше, чем Сатурн. В нашей Солнечной системе есть два объекта больше этой маленькой звезды. Один из них — Солнце, другой — Юпитер, похожий на гигантский шарик мороженого, его средний радиус составляет 69 911 километров.

Так почему же Юпитер — планета, а не звезда?

Вот простой ответ: у Юпитера недостаточно массы, чтобы переработать водород в гелий. EBLM J0555-57Ab примерно в 85 раз тяжелее Юпитера, и если бы масса этой звезды была немного ниже, то она также не смогла бы превратить водород в гелий. Но вопрос давно мучает астрофизиков: если бы наша Солнечная система была другой, мог ли Юпитер стать звездой?

Юпитер и Солнце похожи больше, чем мы думаем

Фото / Igor / pexels.com

Газовый гигант, возможно, и не звезда, но Юпитер огромен. Его масса в 2,5 раза превышает массу всех остальных планет вместе взятых. Просто будучи газовым гигантом, он имеет низкую плотность: около 1,33 грамма на кубический сантиметр; плотность Земли, равная 5,51 грамма на кубический сантиметр, и это 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 эти два объекта очень похожи композиционно. По массе Солнце состоит примерно на 71% из водорода и на 27% из гелия, а остальное состоит из ничтожных количеств других элементов. Масса Юпитера составляет около 73% водорода и 24% гелия. Именно по этой причине Юпитер иногда называют несостоявшейся звездой. Но все же маловероятно, что Юпитер приблизился бы к тому, чтобы стать звездой.

Звезды и планеты рождаются благодаря двум совершенно разным механизмам. Формирование звезды — процесс, в котором молекулярные облака увеличивают свою плотность, коллапсируют в плазменный шар. Эволюция звезды начинается в гигантском молекулярном облаке, также называемом звёздной колыбелью, в котором в результате гравитационной неустойчивости первичная флуктуация плотности начинает разрастаться. По мере того, как молекулярное облако вращается вокруг какой-либо галактики, несколько факторов могут вызвать гравитационный коллапс. По мере вращения накручивается все больше материала из облака вокруг себя в Звездный аккреционный диск.

По мере роста массы, а следовательно и гравитации, ядро звезды-младенца сжимается все сильнее и сильнее, что приводит к тому, что оно становится все горячее и горячее. В конце концов он становится настолько сжатым и горячим, что ядро воспламеняется и начинается термоядерный синтез. Согласно нашему пониманию звездообразования, как только звезда закончила аккрецию материала, остается много аккреционного диска, вот из него и формируются планеты.

Астрономы считают, что для газовых гигантов, таких как Юпитер, этот процесс начинается с крошечных кусков ледяной породы и пыли в диске. Когда они вращаются вокруг звезды-младенца, эти кусочки материала начинают сталкиваться, склеиваясь вместе со статическим электричеством. В конце концов эти растущие скопления достигают достаточно больших размеров — около 10 масс Земли , чтобы они могли гравитационно притягивать все больше и больше газа из окружающего диска.

С этого момента Юпитер постепенно рос до своей нынешней массы — примерно в 318 раз больше массы Земли и в 0,001 раза больше массы Солнца. После того, как он исчерпал весь материал, который был доступен ему на довольно большом удалении от массы, необходимой для синтеза водорода, он перестал расти. Таким образом, Юпитер никогда даже близко не был достаточно массивным, чтобы стать звездой. Юпитер имеет сходный состав с Солнцем не потому, что он был «неудавшейся звездой», а потому, что он родился из того же облака молекулярного газа, которое породило Солнце.

Фото / NASA

Истинные несостоявшиеся звезды

Существует другой класс объектов, которые можно считать «несостоявшимися звездами». Это коричневые карлики, и они стоят между газовыми гигантами и звездами.

Начиная примерно с 13-кратной массы Юпитера, эти объекты достаточно массивны, чтобы поддерживать ядерный синтез не обычного водорода, а дейтерия. Это также известный как «тяжелый» водород; это изотоп водорода с протоном и нейтроном в ядре вместо одного протона. Его температура плавления и давление ниже, чем температура плавления и давление водорода.

Поскольку это происходит при более низкой массе, температуре и давлении, слияние дейтерия является промежуточным шагом на пути к слиянию водорода для звезд, поскольку они продолжают наращивать массу. Но некоторые объекты никогда не достигают такой массы, поэтому они становятся коричневыми карликами.

В течение некоторого времени после того, как их существование было подтверждено в 1995 году, было неизвестно, являются ли коричневые карлики недоразвитыми звездами или сверхамбициозными планетами; но несколько исследований показало, что они формируются точно так же как звезды из-за коллапса облаков, а не аккреции ядра. А некоторые коричневые карлики имеют даже низкую массу горящего дейтерия, что делает их неотличимыми от планет.

Юпитер находится прямо на нижнем пределе массы для коллапса облака; наименьшая масса объекта коллапса облака была оценена примерно в одну массу Юпитера. Так что, если Юпитер образовался в результате коллапса облаков, его можно считать несостоявшейся звездой.

Итак, Юпитер — не несостоявшаяся звезда. Размышления о том, почему это не так, могут помочь нам лучше понять, как устроен космос. Кроме того, благодаря Юпитеру — этому полосатому, цветному и бурному чуду — жизнь на Земле, скорее всего, не была бы возможна в принципе.

Фото / NASA

Фото превью / NASA

Юпитер больше, чем некоторые звезды, так почему же он не стал вторым Солнцем?

5 1 голос
Оцените статью
Подписаться
Уведомить о
guest
0 Комментарий
Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии

Рассказать друзьям