I fysikkundervisningen min har lærerne mine alltid vært opptatt av å fortelle klassen min at Jupiter regnes som en «mislykket stjerne» av forskere. Er dette sant?
I min egen innsats lurte jeg på om dette kanskje bare kunne bli oppstøtt fra en utdatert fysikkplan som fremdeles vurderer Solsystemet å ha ni planeter. Fra den tanken og fremover har jeg ikke funnet folk som refererer til Jupiter som sådan, gjennom mine undersøkelser på internett, og folk kaller det alltid en planet i stedet for en brun dverg .
Videre er det min forståelse at brune dverger har mer masse enn Jupiter, noe som antyder for meg at Jupiter har for lite masse til at fusjon til og med kan være plausibel.
Så er jeg riktig i å tenke at Jupiter «bare» er en planet, eller har fysikklærerne mine rett i å si at det er en mislykket stjerne (og i så fall hvorfor)?
Kommentarer
- Kan du fokusere på ett spesifikt spørsmål, siden dannelsen av Jupiter og brune dverger er eksternt relatert, vil det ta litt betydelig innsats å gi et fullstendig svar på spørsmålet ditt.
- OK, regnes Jupiter som en mislykket stjerne av forskere, og i så fall hvorfor?
- Jeg anser meg selv som en mislykket stjerne. Hvis bare jeg ' ble født med nok en milliard eller så yottagrammer av hydrogen! sigh
- Relatert: physics.stackexchange.com/q/776/2451
Svar
Svaret avhenger av hvor gammel du er. På et veldig innledende nivå, si, kanskje ungdomsskolen eller yngre, er det «greit» å referere til Jupiter som en mislykket stjerne for å få ideen om at en gassgigantplanet likner på en stjerne i komposisjon. ungdomsskolen og over (der «ungdomsskolen» refererer til rundt 6-8 klasse, eller alder ~ 12-14), tror jeg du kan komme i detalj i naturfagstimene der dette er ganske unøyaktig.
Hvis du ignorerer at solsystemet domineres av solen og bare fokuserer på masse, er Jupiter omtrent 80 ganger lettere enn den letteste stjernen som gjennomgår fusjon. Så det må ha samlet 80 ganger det den allerede har for å være en » ekte stjerne. «Ingen solsystemdannelsesmodell indikerer at dette var eksternt mulig, og det er grunnen til at jeg personlig ikke liker å tenke på det som en» mislykket stjerne. «
Under 80 M J (der M J er en forkortelse for «Jupiter-masser»), regnes gjenstander for å være brune dvergstjerner – de «virkelige» «mislykkede stjernene.» Brune dverger har ikke nok masse til å smelte hydrogen inn i helium og produsere energi på den måten, men de produserer fortsatt sin egen varme og glød i infrarødt på grunn av det. Varmen deres genereres av gravitasjonssammentrekning.
Og Jupiter produserer også varme gjennom både gravitasjonssammentrekning og differensiering ( tunge elementer synker, lette elementer stiger).
Astronomer er ikke veldig flinke til å tegne grenser i disse dager, mest fordi når disse begrepene ble opprettet, visste vi ikke om et kontinuum av objekter. Det var en gassgigant planeter, som Jupiter og Saturn, og det var brune dvergstjerner, og det var fullverdige stjerner. Grensen mellom brun dverg og gassgiganten – så vidt jeg vet – har ikke blitt trukket. Personlig, og jeg tror jeg husker jeg leste et sted , er generell konsensus at rundt 10-20 M J er grensen mellom en gassgigantplanet og en brun dverg, men jeg tror det er ganske vilkårlig, omtrent som «en planet vs. mindre planet, Kuiperbelteobjekt (KBO) eller asteroide.
Så under solsystemet dannelse, var det en chan ce Jupiter kunne ha vært en stjerne og den mislyktes («mislykket stjerne!») fordi den vanlige solen spiste opp all massen? Ikke egentlig, i det minste ikke i vårt solsystem. Men for å få det helt grunnleggende konseptet å gå fra en gassgigantplanet til en stjerne, kan det å kalle Jupiter en «mislykket stjerne» være en nyttig analogi.
Kommentarer
- Som et notat om hvor den brune dverg- / gassgigantgrensen eksisterer, ser det ut til at konsensus er grensen for deuteriumforbrenning, vanligvis antatt å være omtrent 13 MJ. Her ' s et nylig papir der grensen for deuteriumforbrenning beregnes. Det ' er funnet å avhenge av noen få parametere (spesielt metallinnholdet i objektet), som fører igjen et område på noen få Jupiter-masser.
- Takk , Warrick, Det tallet kom opp i tankene mine, men jeg kunne ikke ' ikke huske hvor jeg hørte det. Det som kaster det av, er at folk rapporterer om eksoplaneter med en minimumsmasse på opptil 20 Jupiter-masser. Så, ja …
- Du var helt i orden. Jeg trodde bare jeg ' d ga en nylig referanse.Skillet trenger en nytenking, men ideene folk foreslår, hovedsakelig relatert til hvordan systemet dannes, er ting vi ' ikke kan observere. ' Det vil sannsynligvis være noen IAU-kriterier om noen år …
- Jeg ' har sett sammensetning brukt å trekke linjen mellom en brun dverg og en Super Jupiter før også. En brun dverg ville ha samme blanding av elementer som stjernene den dannet med; mens en Super Jupiter ville ha en annen blanding. Ettersom mer data om exo-planeter er samlet, kan dette ende opp med å mislykkes på grunn av oppdagelsen av et kontinuum mellom objekter av Jovian-type med elementære komposisjoner som er vesentlig forskjellige enn deres vertsstjerne og de som har identiske komposisjoner.
- Flott ting – også gode poeng om barn i forskjellige aldre – demonstrerer jeg i datteren min ' s skole ' s science room og det er ganske mye noen få planetener der som stiller denne typen spørsmål, så takk.
Svar
det kan være mer nøyaktig å si at solsystemet vårt til en viss grad er et mislykket binært stjernesystem – ettersom det er stjerner der ute med eksoplaneter i det «brune dvergområdet» av massen – hvis stjernesystemet vårt hadde nok masse i utgangspunktet til å resultere i et slikt arrangement ville sannsynligvis ikke være en jordlignende planet for oss å eksistere på og se den på nært hold, men det kunne ha vært nok masse til veldig store en eksoplanet å antenne.
Svar
Vel, Jupiter er egentlig ikke en mislykket stjerne. Det regnes som fordi den har 2,5 ganger all massen hvis alle de andre planetene ble lagt sammen. Imidlertid har Jupiter materialene til en stjerne, den mangler masse. Det må være minst 80 ganger mer massivt for til og med å være en stjerne med lav masse (rød dverg). Solen har 1000 masser av Jupiter, og til og med er den bare en middels massestjerne. Så på en måte er Jupiter en mislykket stjerne, men egentlig ikke. Det var aldri nok masse i tiltredelsesdisken til å gi Jupiter enda mer masse enn nå. I det minste ville det ha blitt litt mer masse enn det har gjort nå hvis ting tidligere i vårt solsystem spilte veldig annerledes, men likevel ikke i nærheten av massen til en stjerne med lav masse. Til slutt er Jupiter bare en planet (skjønt en veldig spesiell og massiv). Selv med alle de 8 planetene slått sammen til en planet, ville den bare være litt mer massiv enn Jupiter selv. Rundt 40% mer massiv enn Jupiter.