چرا مشتری به اندازه آن ستاره نیست؟ – زومیت

کوچکترین ستاره دنباله اصلی شناخته شده در کهکشان راه شیری، کوتوله قرمز EBLM J0555-57Ab است که در فاصله 600 سال نوری از زمین قرار دارد. این ستاره با شعاع متوسط ​​حدود 59000 کیلومتر، تنها کمی بزرگتر از سیاره زحل است. بنابراین، این کوتوله قرمز کوچکترین ستاره شناخته شده ای است که هیدروژن را در هسته خود ذوب می کند. فرآیندی که انرژی ستاره را در طول عمرش در حال سوختن نگه می دارد.

دو جرم بزرگتر از این ستاره در منظومه شمسی وجود دارد. یکی از آنها خورشید است; دیگری مشتری با شعاع 69911 کیلومتر است. اما با توجه به این ابعاد، چرا مشتری سیاره است و ستاره نیست؟

پاسخ به این سوال ساده است: مشتری جرم کافی برای پشتیبانی از فرآیند ذوب هیدروژن هلیوم را ندارد. ستاره EBLM J0555-57Ab حدود 85 برابر سنگین تر از مشتری است. اگر این ستاره سبک تر بود، نمی توانست هیدروژن را ذوب کند. اما اگر منظومه شمسی ساختار متفاوتی داشت، مشتری می توانست مانند یک ستاره بدرخشد؟

مشتری و خورشید بیشتر از چیزی که فکر می کنید به هم شبیه هستند

مشتری ممکن است یک ستاره نباشد، اما تأثیر زیادی بر منظومه شمسی دارد. جرم این غول گازی 2.5 برابر جرم سیارات دیگر منظومه شمسی است. مشتری دارای چگالی کم 1.33 گرم بر سانتی متر مکعب است. در حالی که چگالی زمین حدود 5.51 گرم بر سانتی متر مکعب است که چهار برابر چگالی مشتری است.

اما جالب است که به شباهت های مشتری و خورشید اشاره کنیم. چگالی خورشید 1.41 گرم بر سانتی متر مکعب است. این دو جنایت در ترکیب نیز بسیار شبیه به هم هستند. به طور عمده، خورشید از حدود 71 درصد هیدروژن و 21 درصد هلیوم و آثاری از عناصر دیگر تشکیل شده است. از سوی دیگر، مشتری از 73 درصد هیدروژن و 24 درصد هلیوم تشکیل شده است.

طراحی اینترنت اشیا از مشتری و قمر آن

به دلایل فوق، مشتری گاهی اوقات یک ستاره شکست خورده نامیده می شود. اما بعید است مشتری حتی به ستاره شدن نزدیک شود. ستارگان و سیارات با دو مکانیسم کاملاً متفاوت تشکیل شده اند. ستارگان زمانی تشکیل می شوند که یک گره متراکم از ماده در یک ابر مولکولی بین ستاره ای گرانشی فرو می ریزد. این ماده در فرآیندی به نام فروپاشی ابر شروع به چرخش می کند. با ادامه چرخش، مواد بیشتری از ابر اطراف وارد قرص برافزایش ستاره‌ای می‌شود.

با افزایش جرم و در نتیجه گرانش، هسته ستاره ای کودک فشرده تر و فشرده تر می شود و باعث افزایش دما و گرم شدن آن می شود. در نهایت جرم آنقدر متراکم و داغ می شود که هسته آن مشتعل می شود و فرآیند ذوب حرارتی هسته ای آغاز می شود.

با توجه به درک ما از فرآیند تشکیل ستاره، وقتی مواد برافزایش ستاره تمام می شود، بخش کاملی از قرص برافزایش باقی می ماند. سیارات از این پسماند تشکیل شده اند. به گفته اخترشناسان، برای غول‌های گازی مانند مشتری، این فرآیند که تجمع شن نامیده می‌شود، با توده‌های کوچک یخ و غبار در دیسک آغاز می‌شود. همانطور که این مواد به دور ستاره نوزاد می چرخند، به تدریج شروع به متراکم شدن می کنند و با الکتریسیته ساکن به هم می چسبند. در نهایت این توده های در حال رشد به حدود 10 برابر جرم زمین می رسند. بنابراین می توانند گاز بیشتری را از نظر گرانش نسبت به دیسک اطراف جذب کنند.

از این مرحله به بعد، مشتری به تدریج شروع به رشد کرد و به مخاطب فعلی رسید. جرم فعلی مشتری 318 برابر جرم زمین و 0.001 برابر جرم خورشید است. هنگامی که غول گازی تمام مواد موجود خود را جذب کرد، رشد آن متوقف می شود. در نتیجه مشتری هرگز به اندازه کافی به جرم یک ستاره نزدیک نشد. ترکیب مشتری شبیه خورشید است نه به این دلیل که یک ستاره شکست خورده است. بلکه به دلیل گاز مولکولی مشابه خورشید در ابر متولد شد.

ستاره های شکست خورده واقعی

گروه های مختلفی از اجرام وجود دارند که می توانند به عنوان ستاره های شکست خورده طبقه بندی شوند. این اجرام کوتوله های قهوه ای نامیده می شوند و می توانند فضای بین غول های گازی و ستاره ها را پر کنند.جرم کوتوله های قهوه ای از 13 برابر جرم مشتری شروع می شود. این اجسام به اندازه کافی سنگین هستند که از همجوشی هسته ای پشتیبانی کنند، اما این همجوشی هیدروژن معمولی نیست، بلکه دوتریوم یا هیدروژن سنگین است. دوتریوم ایزوتوپ هیدروژن با یک پروتون و یک نوترون در هسته آن به جای فقط یک پروتون است. دما و فشار ذوب دوتریوم کمتر از دما و فشار ذوب هیدروژن است.

از آنجایی که ذوب دوتریوم در جرم‌ها، دماها و فشارهای پایین‌تر اتفاق می‌افتد، یکی از مراحل رسیدن به ذوب هیدروژن برای ستاره‌هایی است که به جذب و جمع‌آوری جرم اطراف ادامه می‌دهند. اما برخی از اجسام هرگز به جرم مورد نیاز برای ذوب هیدروژن نمی رسند.

بازسازی پرواز بر فراز مشتری

مدت کوتاهی پس از کشف کوتوله های قهوه ای در سال 1995، این اجرام ستاره های شکست خورده یا سیارات جاه طلب نامیده شدند، اما مطالعات متعدد نشان می دهد که آنها مانند ستاره ها از فروپاشی ابر تشکیل شده اند، نه از رسوب هسته ای. برخی از کوتوله‌های قهوه‌ای حتی جرم کافی برای ذوب دوتریوم را ندارند که تشخیص آنها از سیارات را دشوار می‌کند.

مشتری دقیقاً کمترین حد جرم را برای فروپاشی ابر دارد. حداقل جرم لازم برای فروپاشی ابر تقریباً برابر با جرم مشتری است. در نتیجه، اگر مشتری از فروپاشی ابر تشکیل شده باشد، می‌توانیم آن را به عنوان یک ستاره شکست خورده طبقه‌بندی کنیم. اما داده های کاوشگر جونو ناسا نشان می دهد که مشتری حداقل یک بار دارای یک هسته جامد بوده است که با نظریه تشکیل خوشه های هسته ای سازگارتر است.

مدل‌ها نشان می‌دهند که حد بالایی جرم سیاره‌ای و تشکیل خوشه هسته‌ای کمتر از ۱۰ برابر جرم مشتری است. در نتیجه مشتری در دسته ستارگان شکست خورده قرار نمی گیرد. با این حال، با در نظر گرفتن علت این مشکل، می‌توان به نحوه عملکرد کیهان پی برد. همچنین مشتری ظاهری مانند طوفان، نوار و طوفان دارد و بدون این غول گازی احتمالاً انسان وجود نداشت.