Czego brakuje Jowiszowi żeby stał się gwiazdą?

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.

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.

Masa Jowisza

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.

Wielkość Jowisza

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.

Masa Ziemi rośnie czy maleje? Życie pozaziemskie (nie) musi istnieć! Kiedyś i dziś. Fotografie unaoczniające, jak rozwinęła się astronomia