هل يمكن أن يصبح المشتري نجمًا؟

المشتري أكثر هائل الكوكب في النظام الشمسي، ومع ذلك ليس كذلك نجم. هل هذا يعني أنها نجمة فاشلة؟ هل يمكن أن تصبح نجمة؟ لقد فكر العلماء في هذه الأسئلة ولكن لم يكن لديهم معلومات كافية لاستخلاص استنتاجات نهائية حتى قامت المركبة الفضائية غاليليو التابعة لوكالة ناسا بدراسة الكوكب ، بدءًا من عام 1995.

ال جاليليو درست المركبة الفضائية المشتري لمدة ثماني سنوات وبدأت في التآكل. كان العلماء قلقين من فقدان الاتصال بالطائرة ، مما أدى في النهاية جاليليو لتدور حول المشتري حتى تصطدم بالكوكب أو بأحد أقماره. لتجنب التلوث المحتمل قمر حي محتمل من البكتيريا في غاليليو ، تحطمت وكالة ناسا عمدا جاليليو إلى المشتري.

قلق بعض الناس من أن المفاعل الحراري للبلوتونيوم الذي يعمل على تشغيل المركبة الفضائية يمكن أن يبدأ تفاعلًا متسلسلًا ، مما يشعل المشتري ويحوله إلى نجم. كان السبب هو أنه بما أن البلوتونيوم يستخدم لتفجير القنابل الهيدروجينية والجو جوفيان غني العنصر ، يمكن أن يخلق الاثنان معًا خليطًا متفجرًا ، ويبدأ في النهاية تفاعل الانصهار الذي يحدث فيه النجوم.

تحطم طائرة جاليليو لم يحرق هيدروجين المشتري ، ولا يمكن لأي انفجار. والسبب هو أن المشتري لا يحتوي على الأكسجين أو الماء (الذي يتكون من الهيدروجين والأكسجين) لدعم الاحتراق.

ومع ذلك ، فإن المشتري ضخم جدًا! الناس الذين يطلقون على المشتري النجم الفاشل يشيرون عادة إلى حقيقة أن المشتري غني بالهيدروجين و الهيليوم ، مثل النجوم ، ولكنه ليس ضخمًا بما يكفي لإنتاج درجات الحرارة والضغوط الداخلية التي تبدأ الاندماج رد فعل.

بالمقارنة مع الشمس ، فإن المشتري خفيف الوزن ، يحتوي فقط على حوالي 0.1 ٪ من الكتلة الشمسية. ومع ذلك ، هناك نجوم أقل كتلة بكثير من الشمس. يستغرق حوالي 7.5٪ فقط من الكتلة الشمسية لعمل قزم أحمر. أصغر قزم أحمر معروف هو أكبر بحوالي 80 مرة من المشتري. بعبارة أخرى ، إذا أضفت 79 كواكب أخرى بحجم كوكب المشتري إلى العالم الحالي ، فستكون لديك كتلة كافية لتكوين نجمة.

أصغر النجوم هي نجوم قزمة بنية ، والتي لا تزيد عن 13 ضعف كتلة المشتري. على عكس المشتري ، يمكن أن يُطلق على القزم البني اسم النجم الفاشل. لديها كتلة كافية لدمج الديوتريوم (نظير الهيدروجين) ، ولكن لا توجد كتلة كافية للحفاظ على تفاعل الاندماج الحقيقي الذي يحدد النجم. كوكب المشتري في حدود حجم وجود كتلة كافية لتصبح قزمًا بنيًا.

أن تصبح نجماً لا يتعلق بالكتلة. يعتقد معظم العلماء أنه حتى لو كانت كتلة المشتري 13 مرة ، فلن يصبح قزمًا بنيًا. والسبب هو تركيبها الكيميائي وهيكلها ، وهو نتيجة لكيفية تكوين المشتري. تشكل المشتري على شكل كواكب ، بدلاً من كيفية تكوين النجوم.

تتكون النجوم من سحب الغاز والغبار التي تنجذب إلى بعضها البعض بسبب الشحنة الكهربائية والجاذبية. تصبح السحب أكثر كثافة وتبدأ في النهاية في الدوران. يدور الدوران المسألة إلى قرص. يتجمع الغبار معًا ليشكلوا "كواكب صغيرة" من الجليد والصخور ، والتي تتصادم مع بعضها البعض لتكوين كتل أكبر. في النهاية ، في الوقت الذي تكون فيه الكتلة حوالي عشرة أضعاف كتلة الأرض ، تكون الجاذبية كافية لجذب الغاز من القرص. في التكوين المبكر للنظام الشمسي ، أخذت المنطقة المركزية (التي أصبحت الشمس) معظم الكتلة المتاحة ، بما في ذلك غازاتها. في ذلك الوقت ، ربما كانت كتلة المشتري حوالي 318 مرة من كتلة الأرض. في اللحظة التي أصبحت فيها الشمس نجمة ، فجرت الرياح الشمسية معظم الغاز المتبقي.

في حين أن علماء الفلك والفيزيائيين الفلكيين لا يزالون يحاولون فك رموز تفاصيل تكوين النظام الشمسي ، فمن المعروف أن معظم الأنظمة الشمسية لديها نجمتان أو ثلاثة أو أكثر (عادة ما تكون 2). في حين أنه من غير الواضح لماذا يحتوي نظامنا الشمسي على نجمة واحدة فقط ، تشير ملاحظات تكوين أنظمة شمسية أخرى إلى أن كتلتها موزعة بشكل مختلف قبل إشعال النجوم. على سبيل المثال ، في النظام الثنائي ، تميل كتلة النجمين إلى أن تكون متساوية تقريبًا. من ناحية أخرى ، لم يقترب المشتري من كتلة الشمس أبدًا.

إذا أخذنا واحدة من أصغر النجوم المعروفة (OGLE-TR-122b ، و Gliese 623b ، و AB Doradus C) واستبدلناها بالمشتري ، فسيكون هناك نجم يحتوي على حوالي 100 ضعف كتلة المشتري. ومع ذلك ، فإن النجم سيكون أقل من 1/300 من سطوع الشمس. إذا اكتسب المشتري هذه الكتلة بطريقة أو بأخرى ، فسيكون أكبر بنسبة 20 ٪ فقط مما هو عليه الآن ، وأكثر كثافة بكثير ، وربما 0.3 ٪ مثل الشمس. نظرًا لأن كوكب المشتري يبعد عنا أربع مرات عن الشمس ، فلن نشهد سوى زيادة الطاقة التي تبلغ حوالي 0.02٪ ، أقل بكثير من الاختلاف في الطاقة الذي نحصل عليه من الاختلافات السنوية في مسار مدار الأرض حول شمس. وبعبارة أخرى ، فإن تحول المشتري إلى نجم لن يكون له تأثير يذكر على الأرض. من المحتمل أن يربك النجم الساطع في السماء بعض الكائنات الحية التي تستخدم ضوء القمر ، لأن كوكب المشتري سيكون أكثر سطوعًا بنحو 80 مرة من القمر المكتمل. أيضا ، سيكون النجم أحمر ومشرق بما يكفي ليكون مرئيًا خلال النهار.

وفقا لروبرت فروست ، مدرب ومراقب الطيران في وكالة ناسا ، إذا اكتسب المشتري الكتلة ليصبح نجما في مدارات الداخل لن تتأثر النباتات إلى حد كبير ، في حين أن جسمًا أكبر 80 مرة من كوكب المشتري سيؤثر على مدارات أورانوس ونبتون ، وخاصة زحل. فالمشتري الأكثر ضخامة ، سواء أصبح نجمًا أم لا ، سيؤثر فقط على الأجسام الموجودة في حدود 50 مليون كيلومتر تقريبًا.

المراجع:

اسأل فيزيائي رياضيات ، ما مدى قرب كوكب المشتري من أن يكون نجماً؟، 8 يونيو 2011 (تم استرجاعه في 5 أبريل 2017)

ناسا ،ما هو المشتري؟، 10 أغسطس 2011 (تم استرجاعه في 5 أبريل 2017)