Ciencias

Júpiter es más grande que algunas estrellas. ¿Por qué no obtuvimos un segundo sol?

La estrella de secuencia principal más pequeña conocida en la Vía Láctea es un verdadero elfo.

Se llama EBLM J0555-57Ab, una enana roja a 600 años luz de distancia. Con un radio medio de alrededor de 59.000 kilómetros, es solo una pizca más grande que Saturno. Esto la convierte en la estrella más pequeña conocida que admite la fusión de hidrógeno en su núcleo. Este proceso mantiene las estrellas encendidas hasta que se quedan sin combustible.

En nuestro sistema solar hay dos Objetos más grandes que esta estrella adolescente. Una cosa es, por supuesto, el sol. El otro es Júpiter, como una bola gigante de hielo con un radio medio de 69.911 kilómetros.

¿Por qué Júpiter es un planeta y no una estrella?

La respuesta corta es simple: Júpiter no tiene suficiente masa para fusionar hidrógeno en helio. EBLM J0555-57Ab es aproximadamente 85 veces el tamaño de Júpiter, más o menos tan ligero como puede ser una estrella; si fuera más bajo, tampoco podría derretir hidrógeno. Pero si nuestro sistema solar hubiera sido diferente, ¿podría Júpiter haberse convertido en una estrella?

Júpiter y el sol son más similares de lo que crees

Puede que el gigante gaseoso no sea una estrella, pero Júpiter sigue siendo un gran problema. Su masa es 2,5 veces la de todos los demás planetas combinados. Es solo que, al ser un gigante gaseoso, tiene una densidad muy baja: alrededor de 1,33 gramos por centímetro cúbico; Con 5,51 gramos por centímetro cúbico, la densidad de la Tierra es un poco más de cuatro veces mayor que la de Júpiter.

Sin embargo, es interesante notar las similitudes entre Júpiter y el Sol. La densidad del sol es de 1,41 gramos por centímetro cúbico. Y los dos objetos son muy similares en composición. Por pesoEl sol consta de un 71 por ciento de hidrógeno y un 27 por ciento de helio, el resto consta de trazas de otros elementos. Júpiter por peso es aproximadamente 73 por ciento de hidrógeno y 24 por ciento de helio.

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Ilustración de Júpiter y su luna Io. (Centro de vuelo espacial Goddard / Laboratorio CI de la NASA)

Debido a esto, a veces se hace referencia a Júpiter como una estrella fallida.

Pero todavía es poco probable que Júpiter, incluso abandonado a los dispositivos del sistema solar, se acerque a una estrella.

Verá, las estrellas y los planetas nacen mediante dos mecanismos muy diferentes. Las estrellas se forman cuando un denso nudo de material en una nube molecular interestelar colapsa bajo su propia gravedad: ¡heces! flomph! – Rotar en un proceso conocido como colapso de nubes. A medida que gira, enrolla más material de la nube a su alrededor en un disco de acreción de estrellas.

A medida que la masa, y con ella la fuerza de la gravedad, crece, el núcleo de la estrella bebé se aprieta cada vez más cerca, haciéndolo más y más caliente. Eventualmente se vuelve tan comprimido y caliente que el núcleo se enciende y comienza la fusión termonuclear.

Según nuestro conocimiento de la formación estelar, una vez que ha terminado el material de acreción de la estrella, queda una gran cantidad de disco de acreción. De esto están hechos los planetas.

Los astrónomos creen que en gigantes gaseosos como Júpiter, este proceso (conocido como acreción de guijarros) comienza con pequeños trozos de roca helada y polvo en el disco. A medida que orbitan alrededor de la estrella bebé, estos trozos de material comienzan a chocar y pegarse con electricidad estática. Eventualmente, estos grupos crecientes alcanzan un tamaño suficientemente grande. 10 masas terrestres – que pueden atraer cada vez más gas del disco circundante a través de la gravedad.

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A partir de ese momento, Júpiter creció gradualmente hasta su masa actual, aproximadamente 318 veces la masa de la Tierra y 0,001 veces la masa del Sol. Después de sorber todo el material que tenía a su disposición, lejos de la masa requerida para la fusión del hidrógeno, dejó de crecer.

Entonces, Júpiter nunca fue lo suficientemente masivo como para convertirse en una estrella. Júpiter tiene una composición similar a la del Sol, no porque sea una «estrella fallida», sino porque nació de la misma nube de gas molecular de la que emergió el Sol.

27479980787 682abf79bf recortado(NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran / Flickr / CC-BY-2.0)

Las verdaderas estrellas fallidas

Hay otra clase de objetos que pueden considerarse «estrellas de fantasía». Estas son las enanas marrones y llenan este espacio entre los gigantes gaseosos y las estrellas.

Con aproximadamente 13 veces la masa de Júpiter, estos objetos son lo suficientemente masivos como para soportar la fusión nuclear, no a partir del hidrógeno normal, sino del deuterio. Esto también se conoce como hidrógeno «pesado». Es un isótopo de hidrógeno con un protón y un neutrón en el núcleo en lugar de un solo protón. Su temperatura y presión de fusión son más bajas que la temperatura y presión de fusión del hidrógeno.

Dado que la fusión del deuterio ocurre a menor masa, temperatura y presión, es un paso intermedio en el camino hacia la fusión del hidrógeno de las estrellas a medida que continúan aumentando en masa. Pero algunos objetos nunca alcanzan esta masa; Estos se conocen como enanas marrones.

Durante un tiempo después de su existencia fue Confirmado en 1995No se sabía si las enanas marrones eran estrellas inferiores a la media o planetas demasiado ambiciosos. pero varios estudios han demostrado que se están formando como estrellas, más por el colapso de las nubes que por la acumulación de núcleos. Y algunas enanas marrones están incluso por debajo de la masa para la combustión de deuterio y son indistinguibles de los planetas.

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Júpiter está exactamente en el límite de masa inferior para el colapso de la nube. La masa más pequeña de un objeto de colapso de nubes se estimó en sobre una masa de Júpiter. Entonces, si Júpiter se hubiera formado a partir del colapso de la nube, podría verse como una estrella fallida.

Pero Datos de la sonda Juno de la NASA sugiere que Júpiter tuvo un núcleo sólido al menos una vez, y eso concuerda mejor con eso Acreción del núcleo Método educativo.

El modelo sugiere que el límite superior para una masa planetaria que se forma sobre el núcleo de acreción es menos de diez veces la masa de Júpiter – Solo un par de masas de Júpiter que se alejan de una fusión de deuterio.

Entonces Júpiter no es una estrella fallida. Pero si pensamos por qué no lo es, podemos comprender mejor cómo funciona el cosmos. Además, Júpiter es una maravilla rayada, tormentosa y arremolinada de caramelo por derecho propio. Y sin ella somos humanos ni siquiera puede ser capaz de existir.

Sin embargo, esa es otra historia que debe contarse en otro momento.

Rocío Penalver

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