Jowisz to naprawdę dorodny kawał planety, ale czy można go porównać z choćby najmniejszymi gwiazdami? Jak wiele zabrakło mocarnemu olbrzymowi do zapłonięcia jak drugie Słońce?

Krótko. Od zostania gwiazdą ciągu głównego, choćby naj­mniej­szą, dzieli Jowisza bardzo wiele. Obiekt musiałby być około stu razy masyw­niej­szy, aby doszło do zaini­cjo­wa­nia procesów ter­mo­ją­dro­wych. Wystar­czy­łoby jednak pod­krę­cić jego masę tylko 13 razy aby prze­isto­czył się w brą­zo­wego karła.

Tro­szeczkę dłużej. Pytanie wypły­nęło w komen­ta­rzu pod jednym z tekstów poświę­co­nych Układowi Sło­necz­nemu. Choć odpo­wiedź nie wydaje się skom­pli­ko­wana, daje ona spo­sob­ność roz­pa­trze­nia bardziej ogólnego problemu astro­fi­zycz­nego, doty­czą­cego mini­mal­nych kry­te­riów koniecz­nych do ufor­mo­wa­nia sta­bil­nej gwiazdy. Innymi słowy, wąt­pli­wość dotyczy tego, czy obiekt posiada na tyle duże gabaryty, aby tem­pe­ra­tura i ciśnie­nie w jego wnętrzu pozwo­liły na pod­trzy­ma­nie fuzji wodoru.

Na początek roz­pa­trzmy bliski nam przykład Słońca. Wiele opra­co­wań uparcie przy­po­mina, że nasza życio­dajna świe­tli­sta kula to skromna drobinka, niknąca w kosmicz­nej pia­skow­nicy. Niby posiada masę 330 tys. większą od Ziemi i samo­dziel­nie zawiera 99,9% materii całego Układu Sło­necz­nego, ale w istocie, w zesta­wie­niu z maje­sta­tycz­nymi gigan­tami – jak Betel­geza czy Antares – Słońce zdaje się ledwie bladym zia­ren­kiem. Musimy jednak wyraźnie zazna­czyć, że więk­szość gwiazd we wszech­świe­cie jest jeszcze mniejsza. Naj­pow­szech­niej­szym typem gwiazd nie są wcale pęcz­nie­jące hipe­rol­brzymy, lecz spokojne czerwone karły, pokroju sąsia­du­ją­cej z nami Proximy Centauri. Sza­cu­jemy, że nawet 3/4 wszyst­kich świe­cą­cych punk­ci­ków w Drodze Mlecznej to obiekty kil­ku­krot­nie mniejsze od Słońca. Patrząc z tej per­spek­tywy, nasza Gwiazda Dzienna nie wydaje się już takim pariasem.

W związku z powyż­szym, nie musimy koniecz­nie porów­ny­wać Jowisza do samego Słońca. Bardziej inte­re­su­jąca będzie dla nas gwiazda AB Doradus C, sta­no­wiąca składnik odda­lo­nego o 50 lat świetl­nych układu poczwór­nego. Ów obiekt to naj­mniej­sza ze ziden­ty­fi­ko­wa­nych dotych­czas gwiazd i zgodnie z obser­wa­cjami prze­pro­wa­dzo­nymi w 2005 roku, dys­po­nuje masą rzędu 0,09 masy Słońca. Według obecnego stanu wiedzy, Doradus znajduje się na samej krawędzi: ciut mniejsza masa praw­do­po­dob­nie nie pozwo­li­łaby już na pod­trzy­ma­nie fuzji typowej dla gwiazd ciągu głównego. Taki niewypał skoń­czyłby jako znacznie chłod­niej­szy brązowy karzeł.

Jak więc wypada w tym wszyst­kim Jowisz? Mimo rela­tyw­nie sporej tuszy (317 razy większej od Ziemi) i obie­cu­ją­cej atmos­fery złożonej w 99% z wodoru i helu – posiada zde­cy­do­wa­nie za mało argu­men­tów aby zabły­snąć. Nawet rekor­dowo lichy AB Doradus C “waży” ponad 90 razy więcej od gazowego olbrzyma. Mniej więcej o tyle powin­ni­śmy pod­krę­cić Jowisza aby nasze Słońce zyskało bra­ciszka.

Znacznie bliższa, choć wciąż daleka, pozo­staje per­spek­tywa trans­for­ma­cji wielkiej planety w brą­zo­wego karła. W tym miejscu zwrócę waszą uwagę na oddalone o 20 lat świetl­nych cielsko SIMP J013656. Posiada ono masę 13 razy większą od Jowisza i zdaniem astro­fi­zy­ków balan­suje dokład­nie na cienkiej granicy oddzie­la­ją­cej naj­więk­sze planety od nie­wy­da­rzo­nych pseu­do­gwiazd. Ciśnie­nie panujące w trze­wiach tego rodzaju obiektów wciąż jest zbyt małe dla pod­trzy­ma­nia syntezy wodoru w hel (cyklu pro­to­no­wego), ale wystar­cza do krót­ko­trwa­łej fuzji deuteru lub litu.

Raczej nie mamy co narzekać, bo jedno Słońce zapewnia nam wszystko, czego potrze­bu­jemy. Z drugiej strony, wizja nie­bo­skłonu roz­świe­tla­nego przez dwie gwiazdy ma w sobie coś magicz­nego. Fani prozy Arthura C. Clarke’a wiedzą co mam na myśli.

  • Anna

    Fan­ta­styczna oprawa gra­ficzna!
    Nigdy się nie zasta­na­wia­łam nad moż­li­wo­ścią powsta­nia gwiazdy z Pana Jowisza, bardzo ciekawy artykuł 🙂

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Miło mi to słyszeć, bo z godzinę sie­dzia­łem nad ilu­stra­cjami. ^^

  • Teresa

    Białe karły powstają w wyniku przemian zacho­dzą­cych w gwieź­dzie. Czy brązowe i czerwone karły również mają jakiś związek z takimi prze­mia­nami, czy powstają osobno w inny sposób?

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Nie, chociaż wszyst­kie z tych obiektów nazywamy karłami (z uwagi na nie­wiel­kie rozmiary) to ich rodowód jest różny. Białe karły to truchła martwych gwiazd. Powstają po tym jak nie­wiel­kie gwiazdy — jak np. nasze Słońce, zbyt małe aby eks­plo­do­wać jako super­nowa — wypalają swoje paliwo i odrzu­cają zewnętrzne powłoki. Brązowe karły, jak wspo­mnia­łem w tekście, to nie­udacz­nicy świata gwiazd — obiekty, większe od planet, ale zbyt małe aby zabły­snąć jako peł­no­war­to­ściowa gwiazda.

      Z kolei czerwony karzeł to zwykły, wręcz naj­bar­dziej pospo­lity typ gwiazdy spo­ty­kany we wszech­świe­cie. Są jeszcze mniejsze niż Słońce i “żyją” naj­dłu­żej ze wszyst­kich gwiazd. Po wszyst­kim mogą się prze­isto­czyć w białe karły.

  • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/870117573109352/ Andrzej Ezer

    A gdyby tak na Jowisz wysłać zapalnik do bomby wodo­ro­wej? Czy wodór jowi­szowy nie zrobiłby się jedną wielką bombą wodorową i nie roz­le­ciał w kosmos?

    • Daniel

      Chyba za mała gęstość tego wodoru

      • https://www.facebook.com/app_scoped_user_id/870117573109352/ Andrzej Ezer

        Dzięki za odpo­wiedź. To wszystko wyjaśnia, bo przecież wybuch jądrowy powoduje wzrost ciśnie­nia wodoru, że może dojść do fuzji. Takie ciśnie­nie nie jest osiągane na Jowiszu i dlatego Jowisz nie “walnie” jako wodorowa bomba w żadnym razie. Tak to rozumiem.

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Ale co rozu­miesz przez zapalnik w tym kon­tek­ście? Aby zaist­niała gwiazda muszą być pod­trzy­mane warunki (kry­te­rium Lawsona) pozwa­la­jące jądrom atomu na prze­bi­cie bariery kulom­bow­skiej, tak aby docho­dziło do ich połą­cze­nia. Potrzeba więc ogromnej, stałej energii.

  • Krzysz­tof D

    Czego brakuje Jowi­szowi żeby stał się gwiazdą?
    Monolitu?

    Ale pewnie wszyscy zdążyli się już domyśleć.
    Rów­no­cze­śnie zazna­czam że pierwszy odpo­wie­dzia­łem na pytanie.

  • jjjjj

    Skoro jowi­szowi tyle brakuje do zostania choćby brązowym karłem, to jakim cudem “malutkie” jądro ziemi jest zdolne do roz­grza­nia się do 6000 stopni?

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      6 tys, to nie tak dużo — we wnętrzu Jowisza tem­pe­ra­tura jest znacznie wyższa i prze­kra­cza 40 tys. stopni. Musisz pamiętać, że w przy­padku planet mamy do czy­nie­nia z innymi pro­ce­sami niż cykl pro­to­nowy wystę­pu­jący na Słońcu. Głównym motorem napę­do­wym są tu nie procesy ter­mo­ją­drowe, a reakcje roz­sz­cze­pie­nia pro­mie­nio­twór­czych izotopów. Należy też przy tym pamiętać, że planety powoli, ale jednak stygną.

      Nie byłby to zły temat na osobny tekst w ramach Nauko­wego TL;DR. 🙂

      • http://jacek-belof.blogspot.com/ Jacek

        Wydaje mi się, że wychodzi tu jeszcze jedna nieścisłość/nieporozumienie — w odnie­sie­niu do gwiazd operuje się tem­pe­ra­turą fotos­fery i sporo ludzi uważa że jest to właściwa tem­pe­ra­tura, nato­miast niewielu zdaje sobie sprawę z tego że w jądrze, gdzie zachodzą reakcje syntezy tem­pe­ra­tura sięga milionów stopni.

  • Master­Ha­ker

    Co trzeba było by zrobić aby powięk­szyć Jowisza o tą masę?

    • https://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Co już zbyt daleko idące science-fiction, jak dla mnie.

  • FILIP BRYCH

    Nową gwiazde nazwali Lucyfer (Fani prozy Arthura C. Clarke’a wiedzą co mam na myśli.) 😉