Júpiter es más grande que algunas estrellas, entonces ¿por qué no obtuvimos un segundo sol?

Júpiter es más grande que algunas estrellas, entonces ¿por qué no obtuvimos un segundo sol?

La estrella de secuencia principal más pequeña conocida en la galaxia Vía Láctea es un duendecillo real.

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. Eso la convierte en la estrella más pequeña conocida que soporta la fusión de hidrógeno en su núcleo, el proceso que mantiene a las estrellas encendidas hasta que se quedan sin combustible.

En nuestro Sistema Solar, hay dos objetos más grandes que esta pequeña estrella. Uno es el sol, obviamente. El otro es Júpiter, como una bola gigante de helado, que llega con un radio medio de 69.911 kilómetros.

Entonces, ¿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 tiene aproximadamente 85 veces la masa de Júpiter, casi tan ligero como puede ser una estrella; si fuera más bajo, tampoco podría fusionar hidrógeno. Pero si nuestro Sistema Solar hubiera sido diferente, ¿podría Júpiter haberse convertido en una estrella?

Júpiter y el Sol son más parecidos de lo que crees

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

Pero 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. En masa, el Sol tiene aproximadamente un 71 por ciento de hidrógeno y un 27 por ciento de helio, y el resto está compuesto por trazas de otros elementos. Júpiter en masa 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 de la NASA / Laboratorio CI)

Es por esta razón que a veces a Júpiter se le llama estrella fallida.

Pero aún es poco probable que, si se deja en manos de los propios dispositivos del Sistema Solar, Júpiter se acerque siquiera a ser una estrella.

Las estrellas y los planetas, como ve, nacen a través de dos mecanismos muy diferentes. Las estrellas nacen cuando un denso nudo de material en una nube molecular interestelar colapsa bajo su propia gravedad, ¡puf! flomph! – girando a medida que avanza en un proceso llamado colapso de nubes. A medida que gira, envuelve más material de la nube que lo rodea en un disco de acreción estelar.

A medida que la masa, y por lo tanto la gravedad, crece, el núcleo de la estrella bebé se aprieta cada vez más, lo que hace que se caliente cada vez más. 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 la estrella ha terminado de acumular material, queda una gran cantidad de disco de acreción. De esto están hechos los planetas.

Los astrónomos piensan que, para gigantes gaseosos como Júpiter, este proceso (llamado 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 se unen con electricidad estática. Eventualmente, estos grupos crecientes alcanzan un tamaño lo suficientemente grande, alrededor 10 masas terrestres – que pueden atraer gravitacionalmente más y más gas del disco circundante.

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A partir de ese punto, Júpiter creció gradualmente hasta su masa actual, aproximadamente 318 veces la masa de la Tierra y 0,001 veces la masa del Sol. Una vez que había absorbido todo el material que tenía disponible, bastante alejado de la masa requerida para la fusión del hidrógeno, dejó de crecer.

Entonces, Júpiter nunca estuvo cerca de crecer 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 que dio a luz al Sol.

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

Las verdaderas estrellas fallidas

Hay una clase diferente de objetos que pueden considerarse “estrellas fallidas”. Estas son las enanas marrones y llenan ese espacio entre los gigantes gaseosos y las estrellas.

A partir de aproximadamente 13 veces la masa de Júpiter, estos objetos son lo suficientemente masivos para soportar la fusión del núcleo, no de hidrógeno normal, sino de 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.

Debido a que ocurre a una masa, temperatura y presión más bajas, la fusión de deuterio es un paso intermedio en el camino hacia la fusión de hidrógeno para las estrellas, ya que continúan acumulando masa. Pero algunos objetos nunca alcanzan esa masa; estos se conocen como enanas marrones.

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Durante un tiempo después de que su existencia confirmado en 1995, se desconocía si las enanas marrones eran estrellas de bajo rendimiento o planetas demasiado ambiciosos; pero Varios estudios han demostrado que forman como estrellas, del colapso de las nubes en lugar de la acumulación de núcleos. Y algunas enanas marrones están incluso por debajo de la masa para la quema de deuterio, indistinguibles de los planetas.

Júpiter está justo en el límite de masa inferior para el colapso de las nubes; la masa más pequeña de un objeto de colapso de nubes se ha estimado en aproximadamente una masa de Júpiter. Entonces, si Júpiter se hubiera formado a partir del colapso de las nubes, podría considerarse una estrella fallida.

Pero datos de la sonda Juno de la NASA Sugieren que, al menos una vez, Júpiter tuvo un núcleo sólido, y eso es más consistente con la acreción del núcleo método de formación.

El modelado sugiere que el límite superior para la masa de un planeta, que se forma a través de la acreción del núcleo, es menos de 10 veces la masa de Júpiter – sólo unas pocas masas de Júpiter por debajo de la fusión de deuterio.

Entonces, Júpiter no es una estrella fallida. Pero pensar en por qué no lo es puede ayudarnos a comprender mejor cómo funciona el cosmos. Además, Júpiter es una maravilla a rayas, tormentosa y con remolinos de caramelo por derecho propio. Y sin ella, los humanos puede que ni siquiera haya podido existir.

Esa, sin embargo, es otra historia, que se contará en otro momento.

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