Kan Jupiter een ster worden?

Jupiter is de meest massieve planeet in het zonnestelsel, maar het is geen ster. Betekent dit dat het een mislukte ster is? Zou het ooit een ster kunnen worden? Wetenschappers hebben over deze vragen nagedacht, maar hadden niet genoeg informatie om definitieve conclusies te trekken totdat NASA's Galileo-ruimtevaartuig de planeet bestudeerde, beginnend in 1995.

Waarom we Jupiter niet kunnen ontsteken

De Galileo ruimtevaartuig studeerde acht jaar lang Jupiter en begon uiteindelijk te verslijten. Wetenschappers waren bezorgd dat het contact met het vaartuig verloren zou gaan, wat uiteindelijk leidend zou zijn Galileo om in een baan om Jupiter te draaien totdat het ofwel op de planeet of een van zijn manen neerstortte. Om mogelijke besmetting van een mogelijk levende maan door bacteriën op Galileo te voorkomen, crashte NASA opzettelijk Galileo in Jupiter.

Sommige mensen waren bang dat de plutonium-thermische reactor die het ruimtevaartuig aandreef, een kettingreactie zou kunnen veroorzaken, Jupiter kon ontsteken en er een ster van kon maken. De redenering was dat aangezien plutonium wordt gebruikt om waterstofbommen tot ontploffing te brengen en de Joviaanse atmosfeer rijk is aan het element, de twee samen een explosief mengsel kunnen vormen, waardoor uiteindelijk de fusiereactie ontstaat die optreedt in sterren.

De crash van Galileo verbrandde Jupiter's waterstof niet, noch kon enige explosie. De reden is dat Jupiter geen zuurstof of water (dat bestaat uit waterstof en zuurstof) heeft om de verbranding te ondersteunen.

Waarom Jupiter geen ster kan worden

Maar Jupiter is enorm! Mensen die Jupiter een mislukte ster noemen, verwijzen meestal naar het feit dat Jupiter rijk is aan waterstof en helium, zoals sterren, maar niet massaal genoeg om de interne temperaturen en druk te produceren die een fusiereactie veroorzaken.

Jupiter is in vergelijking met de zon een lichtgewicht en bevat slechts ongeveer 0,1% van de zonnemassa. Toch zijn er veel minder massieve sterren dan de zon. Er is slechts ongeveer 7,5% van de zonnemassa nodig om een ​​rode dwerg te maken. De kleinste bekende rode dwerg is ongeveer 80 keer zo groot als Jupiter. Met andere woorden, als je nog 79 planeten ter grootte van Jupiter aan de bestaande wereld toevoegt, heb je genoeg massa om een ​​ster te maken.

De kleinste sterren zijn bruine dwergsterren, die slechts 13 keer de massa van Jupiter zijn. In tegenstelling tot Jupiter kan een bruine dwerg echt een mislukte ster worden genoemd. Het heeft voldoende massa om deuterium (een isotoop van waterstof) samen te smelten, maar niet genoeg massa om de ware fusiereactie die een ster definieert te ondersteunen. Jupiter is in de orde van grootte dat hij voldoende massa heeft om een ​​bruine dwerg te worden.

Jupiter was voorbestemd om een ​​planeet te zijn

Een ster worden draait niet alleen om massa. De meeste wetenschappers denken dat zelfs als Jupiter 13 keer zijn massa zou hebben, het geen bruine dwerg zou worden. De reden is de chemische samenstelling en structuur, die een gevolg is van hoe Jupiter is gevormd. Jupiter gevormd als planeten, in plaats van hoe sterren worden gemaakt.

Sterren vormen zich uit wolken van gas en stof die door elektrische lading en zwaartekracht tot elkaar worden aangetrokken. De wolken worden dichter en beginnen uiteindelijk te roteren. De rotatie maakt de zaak plat in een schijf. Het stof klontert samen om "planetesimals" van ijs en steen te vormen, die met elkaar botsen om nog grotere massa's te vormen. Uiteindelijk, rond de tijd dat de massa ongeveer tien keer die van de aarde is, is de zwaartekracht voldoende om gas uit de schijf aan te trekken. Bij de vroege vorming van het zonnestelsel nam het centrale gebied (dat de zon werd) het grootste deel van de beschikbare massa op, inclusief de gassen. In die tijd had Jupiter waarschijnlijk een massa van ongeveer 318 keer die van de aarde. Op het moment dat de zon een ster werd, blies de zonnewind het grootste deel van het resterende gas weg.

Het is anders voor andere zonnestelsels

Terwijl astronomen en astrofysici nog steeds proberen de details van de vorming van zonnestelsels te ontcijferen, is het bekend dat de meeste zonnestelsels twee, drie of meer sterren hebben (meestal 2). Hoewel het onduidelijk is waarom ons zonnestelsel slechts één ster heeft, geven observaties van de vorming van andere zonnestelsels aan dat hun massa anders is verdeeld voordat de sterren ontbranden. In een binair systeem is de massa van de twee sterren bijvoorbeeld ongeveer equivalent. Jupiter benaderde daarentegen nooit de massa van de zon.

Maar wat als Jupiter een ster werd??

Als we een van de kleinst bekende sterren (OGLE-TR-122b, Gliese 623b en AB Doradus C) zouden nemen en Jupiter ermee zouden vervangen, zou er een ster zijn met ongeveer 100 keer de massa van Jupiter. Toch zou de ster minder dan 1 / 300ste zo helder zijn als de zon. Als Jupiter op de een of andere manier zoveel massa zou bereiken, zou het slechts ongeveer 20% groter zijn dan nu, veel dichter en misschien 0,3% zo helder als de zon. Omdat Jupiter 4 keer verder van ons verwijderd is dan de Zon, zouden we alleen een verhoogde energie van ongeveer 0,02% zien, wat veel minder is dan het verschil in energie dat we krijgen door jaarlijkse variaties in de loop van de baan van de Aarde rond de Zon. Met andere woorden, Jupiter die een ster wordt, zou weinig tot geen invloed op de aarde hebben. Mogelijk kan de heldere ster aan de hemel sommige organismen die maanlicht gebruiken verwarren, omdat Jupiter-de-ster ongeveer 80 keer helderder zou zijn dan de volle maan. Ook zou de ster rood en helder genoeg zijn om overdag zichtbaar te zijn.

Volgens Robert Frost, een instructeur en vluchtcontroller bij NASA, zouden de banen van de binnenplanten grotendeels onaangetast zijn als Jupiter de massa zou krijgen om een ​​ster te worden, terwijl een lichaam dat 80 keer zo massief is als Jupiter de banen van Uranus, Neptunus zou beïnvloeden en vooral Saturnus. De meer massieve Jupiter, of het nu een ster werd of niet, zou alleen objecten binnen ongeveer 50 miljoen kilometer treffen.

Referenties:

Vraag een wiskundige natuurkundige, Hoe dichtbij is Jupiter om een ​​ster te zijn?, 8 juni 2011 (opgehaald op 5 april 2017)

NASA, Wat is Jupiter?, 10 augustus 2011 (opgehaald op 5 april 2017)