Почему юпитер можно считать очень похожим на звезду кратко
Обновлено: 07.07.2024
Говорят, что Юпитер — это звезда-неудачник. Но стоит ли верить слухам и был ли у Юпитера шанс стать полноценной звездой?
Самая маленькая из известных звезд главной последовательности в галактике Млечный Путь — это красный карлик EBLM J0555-57Ab, удаленный от нас на 600 световых лет. При среднем радиусе около 59 000 километров он лишь немного больше, чем Сатурн. Это делает ее самой маленькой известной звездой, поддерживающей водородный синтез в своем ядре. Именно этот процесс заставляет звезды гореть, пока у них не закончится топливо.
В нашей Солнечной системе есть два объекта крупнее этой крошечной звезды. Одним из них является Солнце, другим — Юпитер, похожий на гигантский шарик мороженого, средний радиус которого составляет 69 911 километров.
Так почему же Юпитер планета, а не звезда?
Короткий ответ прост: у Юпитера недостаточно массы, чтобы превратить водород в гелий. Масса EBLM J0555-57Ab примерно в 85 раз больше массы Юпитера, и при этом она настолько легка, насколько вообще может быть легкой звезда. Если бы это тело стало еще немного легче, то утратило бы способность синтезировать водород.
Но если бы наша Солнечная система была другой, мог ли Юпитер гипотетически превратиться в звезду?
Юпитер и Солнце похожи больше, чем вы думаете
Масса Юпитера в 2,5 раза больше, чем у всех остальных планет вместе взятых. Просто, будучи газовым гигантом, он имеет очень низкую плотность: около 1,33 грамма на кубический сантиметр. Для сравнения, плотность Земли составляет 5,51 грамма на кубический сантиметр, что в четыре раза выше.
Но интересно то, что плотность Солнца тоже невелика — всего 1,41 грамма на кубический сантиметр. По массе Солнце примерно на 71% состоит из водорода и на 27% из гелия, а остаток приходится на следовые количества других элементов. Юпитер по массе состоит примерно из 73% водорода и 24% гелия – удивительное сходство, не правда ли?
Но по-прежнему маловероятно, что, предоставленный Солнечной системой на произвол судьбы, Юпитер однажды смог бы хотя бы приблизится к тому, чтобы стать звездой.
Как рождаются звезды и планеты
Видите ли, звезды и планеты рождаются благодаря двум очень разным механизмам. Звезды появляются, когда плотный узел вещества в межзвездном молекулярном облаке разрушается под действием собственной гравитации. Постепенно все больше материи поступает в звездный аккреционный диск.
По мере того, как масса — а, следовательно, и гравитация — растет, ядро молодой звезды сжимается все сильнее и сильнее, что заставляет ее нагреваться все больше. В конце концов, оно становится настолько сжатым и горячим, что ядро воспламеняется, и начинается термоядерный синтез.
Согласно нашему пониманию звездообразования, когда звезда заканчивает аккрецировать материал, некоторая часть аккреционного диска остается невостребованной. Вот из него-то в конечном итоге и формируются планеты планеты.
Астрономы считают, что для таких газовых гигантов, как Юпитер, этот процесс начинается с крошечных кусков ледяной породы и пыли в диске. Когда они вращаются вокруг молодой звезды, эти кусочки вещества начинают сталкиваться, слипаясь благодаря статическому электричеству. В конце концов, они достигают достаточно больших размеров — около 10 масс Земли — и могут гравитационно притягивать все больше и больше газа из окружающего диска.
С этого момента Юпитер постепенно набирал массу, пока не остановился на нынешней отметке — примерно в 318 раз больше массы Земли и в 0,001 раза больше массы Солнца. Как только он проглотил все доступное ему вещество, то просто перестал расти.
Настоящие звезды-неудачники
Поскольку это происходит при более низкой массе, температуре и давлении, синтез дейтерия является промежуточным этапом на пути к синтезу водорода для звезд, поскольку они продолжают накапливать массу. Но некоторые объекты никогда не достигают такой массы; они и известны как коричневые карлики.
Не взрывайте Юпитер!
С 1995 года ученые получили возможность наблюдать за планетой с помощью космического аппарата Галилео, расположившегося на орбите газового гиганта. Корабль предоставил множество ценных данных, однако срок его службы подходил к концу. Спутники планеты предоставляют ценность в качестве мест для поиска жизни или создания колонии. Чтобы не заразить их среду земными бактериями, в 2003 году аппарат направили к планете.
Но паниковать не было причин, ведь планета лишена воды и водорода (крайне ничтожные количества), которые поддерживают механизм горения.
Не каждый станет звездой
Теоретические размеры самой маленькой звезды
Есть два фактора, которые используют в качестве доказательства звездной трансформации Юпитера: масса и состав. Это действительно массивный мир, наполненный гелием и водородом. Этим он напоминает звезды, но ему не хватает массивности, чтобы создать достаточно высокое давление и температуру, которые активируют реакции синтеза.
Несмотря на размеры, массивность Юпитера достигает лишь 0.1% солнечной. Откуда взялся миф о звездности? Суть в том, что один из наименьших красных карликов по массе больше Юпитера в 80 раз. Поэтому многие думают, что если прибавить еще 79 Юпитеров, то сразу получим звезду.
Существуют также коричневые карлики, которые в 13 раз массивнее Юпитера. Именно их следует называть неудавшимися звездами, потому что массивности не хватает для реакции синтеза в ядре. Однако нашей планете не суждено занять и эту роль. Все дело в процессе формирования.
Обречен на планетарную роль
Сравнительный размер Юпитера и некоторых типов звезд
Просто свыкнетесь с мыслью о том, что Юпитеру не стать звездой. А значит, никакой угрозы взрыва ждать не приходится. Рецепт рождения звезды нуждается в масштабном облаке газа и пыли. Под действием гравитации элементы сливаются, облако увеличивает плотность и запускает вращение.
Движение по кругу создает форму диска, сжимая пыль еще сильнее. Пока центральная часть сжимается в плотную звезду, остальная территория диска отводится на планетезимали. Когда объект по массе в 10 раз превосходит земную, он притягивает газ, обрастая оболочкой.
А что если…
Сравнительные размеры самых маленьких типов звезд и Юпитера
Хорошо, давайте представим, что каким-то образом Юпитеру все же удалось превратиться в звезду. При учете теперешней массы планеты это все равно должна быть крошечная звезда. При условиях трансформации Юпитер стал бы на 20% крупнее сегодняшних размеров. Также увеличилась его плотность и яркость, но не существенно. Он бы затмевал земную Луну, но никак не повлиял на жизни людей.
Хотя некоторые ученые считают, что умножение массивности Юпитера в 80 раз (даже при условиях планетарной природы) может повлиять на орбитальные пути соседних планет. Но это лишь теория, которую нет смысла проверять, ведь планета просто так не наберет массивность.
Постскриптум
Юпитеру не стать звездой, но есть одна любопытная теория. Обычно звезды существуют парами. Считается, что и наше Солнце появилось с соседом, который уничтожился или отошел на более далекую орбиту. Но есть идея, что Солнце-2 всегда было у нас под носом. Это Юпитер, который не успел набрать массивность, так как главная звезда в центре перетянула большую часть элементов на себя. Однако это всего лишь теория, у которой мало последователей. Что скажете?
Система спутников Юпитера очень похожа на планетную систему, сформировавшуюся вокруг "неудавшейся" звезды. Вероятно, внутренние спутники Юпитера вращаются вокруг него дольше, чем внешние. Внешние спутники Юпитер приобрел еще тогда, когда не был гравитационно связан с Солнцем, а самостоятельно вращался вокруг центра Галактики.
Система спутников Юпитера
Видео высокого разрешения, позволяющее "парить" над Юпитером (для этого нужно смотреть в режиме "полный экран")
Как известно, в Солнечной системе имеется 8 планет, самая большая из которых — Юпитер, запросто бы могла стать звездой в случае увеличения ее массы на несколько процентов. Несмотря на то, что светимость такой звезды оставляла бы желать лучшего, в нашей Солнечной системе могло бы сосуществовать сразу два светила. Стоит отметить, что подобные “недозвезды” составляют большую часть нашей Вселенной, сильно размывая и без того нечеткую грань между маленькими звездами с низкой температурой и планетами.
Вид с поверхности расположенной у красного карлика планеты в представлении художника
Как превратить планету в звезду?
Как утверждает статья, опубликованная в журнале Science, недавнее открытие массивной планеты, которая вращается вокруг небольшой звезды GJ3512 ставит под сомнение наше понимание того, как формируются планеты. Карликовая звезда, чья светимость составляет менее 0,2% от солнечной, находится на расстоянии 30 световых лет. Такие холодные и крайне тусклые объекты на самом деле являются самыми распространенными звездами в галактике, хотя и являются при этом наиболее трудноразличимыми звездами на ночном небе. Планеты, расположенные рядом с такими звездами, весьма трудно обнаружить даже методом “допплеровского сдвига”, широко применяемого в астрономии. Применение данного метода основано на обнаружении смещения длины волны звездного света на крошечную величину, когда невидимая планета вращается, подтягивая звезду туда и обратно.
Планета под названием GJ3512b является довольно крупным газовым гигантом, обращающимся по 204-дневной эллиптической орбите вокруг своей звезды. Масса этого далекого мира составляет по меньшей мере половину массы Юпитера, а его диаметр, вероятно, составляет приблизительно 70% от диаметра звезды, вокруг которой она вращается. Таким образом, GJ3512b является одной из крупнейших известных планет, которые вращаются вокруг маленькой звезды по широкой орбите, что создает проблему для понимания того, как она сформировалась.
Красные карлики являются настолько тусклыми, что их сложно заметить даже в мощный телескоп
Вместе с тем, обнаруженные в большом количестве “горячие Юпитеры”, которые располагаются на близких орбитах к своим родительским звездам, показывают, что способ их формирования ничем не отличается от вышеописанного, что ставит в тупик современных исследователей, ведь протопланетный диск красного карлика вряд ли имел достаточно материала для формирования планет-гигантов.
Альтернативный сценарий происхождения планет, вероятно, произошел в случае с GJ3512b. В данном случае планета могла образоваться в результате прямого фрагментирования протопланетного диска, при котором его часть разрушается и конденсируется даже без необходимости накапливаться путем соединения более мелких пород. Иными словами, планета GJ3512b могла сформироваться тем же путем, что и сами звезды.
Если вам понравилась данная статья, приглашаю вас ее обсудить в нашем Telegram-чате или на канале в Яндекс.Дзен, где вы сможете найти еще больше полезной информации из мира популярной науки.
Открытие этой уникальной системы создает множество вопросов относительно разницы между коричневыми карликовыми звездами и планетами, ведь получается, что звезды и планеты отличаются между собой только массой. Если так, то может ли планета превратиться в звезду?
Представьте себе, может. В том случае, если в протопланетном облаке, окружающем новорожденную звезду, найдется достаточное количество строительного материала, то планета действительно может превратиться и в звезду, размером с Солнце или даже в голубого гиганта, размером с Сириус. Существует теория о том, что Юпитер можно превратить в звезду путем добавления к нему некоторой дополнительной массы, которая спровоцирует начало термоядерного синтеза в недрах планеты. Однако для чего нам это нужно делать и нужно ли вообще — время покажет.
Читайте также: