Langsung ke konten utama

Kenapa Jupiter Bukan Bintang?

Bintang deret utama terkecil yang diketahui di galaksi Bima Sakti adalah peri yang nyata.

Ini disebut eblm j0555-57ab , sebuah kerdil merah 600 tahun cahaya. Dengan radius rata-rata sekitar 59.000 kilometer, itu hanya sedikit lebih besar dari Saturnus . Itu menjadikannya bintang terkecil yang diketahui mendukung fusi hidrogen di intinya, proses yang membuat bintang tetap menyala sampai kehabisan bahan bakar.

Di Tata Surya kita, ada dua objek yang lebih besar dari bintang mungil ini. Salah satunya adalah Matahari, jelas. Yang lainnya adalah Jupiter , seperti sendok es krim raksasa, datang dengan radius rata-rata 69.911 kilometer .

Jadi mengapa Jupiter adalah planet dan bukan bintang?

Jawaban singkatnya sederhana: Jupiter tidak memiliki massa yang cukup untuk menggabungkan hidrogen menjadi helium. EBLM J0555-57Ab sekitar 85 kali massa Jupiter, seringan bintang – jika lebih rendah, ia juga tidak akan dapat menggabungkan hidrogen. Tetapi jika Tata Surya kita berbeda, dapatkah Jupiter menyala menjadi bintang?

Jupiter dan Matahari lebih mirip daripada yang Anda tahu

Raksasa gas mungkin bukan bintang, tetapi Jupiter masih merupakan masalah besar. Massanya 2,5 kali lipat dari semua planet lain digabungkan. Hanya saja, sebagai raksasa gas, ia memiliki kepadatan yang sangat rendah: sekitar 1,33 gram per sentimeter kubik; Kepadatan bumi, pada 5,51 gram per sentimeter kubik, hanya empat kali lebih tinggi dari Jupiter.

Tapi menarik untuk dicatat kesamaan antara Jupiter dan Matahari. Kepadatan matahari adalah 1,41 gram per sentimeter kubik. Dan kedua benda itu sangat mirip secara komposisi. Berdasarkan massa , Matahari adalah sekitar 71 persen hidrogen dan 27 persen helium, dengan sisanya terdiri dari sejumlah kecil elemen lain. Jupiter dengan massa adalah sekitar 73 persen hidrogen dan 24 persen helium.

Ilustrasi Jupiter dan bulannya Io. (Pusat Penerbangan Luar Angkasa Goddard NASA/ CI Lab)

Karena alasan inilah Jupiter kadang-kadang disebut bintang gagal.

Tetapi masih tidak mungkin bahwa, jika dibiarkan oleh perangkat Tata Surya sendiri, Jupiter bahkan hampir menjadi bintang.

Bintang dan planet, Anda lihat, dilahirkan melalui dua mekanisme yang sangat berbeda. Bintang lahir ketika simpul padat materi di awan molekul antarbintang runtuh di bawah gravitasinya sendiri – pouf! gagal! – berputar saat berjalan dalam proses yang disebut keruntuhan awan. Saat berputar, ia mengumpulkan lebih banyak materi dari awan di sekitarnya menjadi cakram akresi bintang.

Saat massa – dan karena itu gravitasi – tumbuh, inti bintang bayi terjepit semakin erat, yang menyebabkannya tumbuh semakin panas. Akhirnya, menjadi sangat terkompresi dan panas, inti menyatu dan fusi termonuklir dimulai.

Menurut pemahaman kita tentang pembentukan bintang, setelah bintang selesai mengakresi materi, banyak disk akresi yang tersisa. Planet ini terbuat dari apa.

Para astronom berpikir bahwa, untuk raksasa gas seperti Jupiter, proses ini (disebut akresi kerikil) dimulai dengan bongkahan kecil batu es dan debu di dalam cakram. Saat mereka mengorbit bintang bayi, potongan-potongan material ini mulai bertabrakan, saling menempel dengan listrik statis. Akhirnya, gumpalan yang tumbuh ini mencapai ukuran yang cukup besar – sekitar 10 massa Bumi – sehingga mereka dapat menarik lebih banyak dan lebih banyak gas dari cakram sekitarnya secara gravitasi.

Sejak saat itu, Jupiter secara bertahap tumbuh menjadi massanya saat ini – sekitar 318 kali massa Bumi dan 0,001 kali massa Matahari. Setelah menyedot semua bahan yang tersedia untuk itu – cukup jauh dari massa yang dibutuhkan untuk fusi hidrogen – ia berhenti tumbuh.

Jadi, Jupiter bahkan tidak pernah mendekati pertumbuhan yang cukup besar untuk menjadi bintang. Jupiter memiliki komposisi yang mirip dengan Matahari bukan karena ia merupakan ‘bintang gagal’ tetapi karena ia lahir dari awan molekul gas yang sama yang melahirkan Matahari.

27479980787 682ABF79BF Cropped.
(NASA / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran / Flickr / CC-BY-2.0)

Bintang gagal yang sebenarnya

Ada kelas objek yang berbeda yang dapat dianggap sebagai ‘bintang gagal’. Ini adalah katai coklat, dan mereka mengisi celah antara raksasa gas dan bintang.

Mulai dari sekitar 13 kali massa Jupiter, benda-benda ini cukup besar untuk mendukung fusi inti – bukan hidrogen normal, tetapi deuterium. Ini juga dikenal sebagai hidrogen ‘berat’; itu adalah isotop hidrogen dengan proton dan neutron di dalam nukleus, bukan hanya satu proton. Temperatur dan tekanan fusinya lebih rendah dari temperatur dan tekanan fusi hidrogen.

Karena terjadi pada massa, suhu, dan tekanan yang lebih rendah, fusi deuterium merupakan langkah menengah menuju fusi hidrogen untuk bintang, karena mereka terus bertambah massa. Tetapi beberapa objek tidak pernah mencapai massa itu; ini dikenal sebagai katai coklat.

Untuk sementara setelah keberadaan mereka dikonfirmasi pada tahun 1995 , tidak diketahui apakah katai coklat adalah bintang yang kurang berprestasi atau planet yang terlalu ambisius; tetapi beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa mereka terbentuk seperti bintang , dari keruntuhan awan daripada akresi inti. Dan beberapa katai coklat bahkan berada di bawah massa untuk pembakaran deuterium, tidak dapat dibedakan dari planet.

Jupiter tepat di batas massa bawah untuk keruntuhan awan; massa terkecil dari objek runtuhan awan diperkirakan sekitar satu massa Jupiter . Jadi jika Jupiter terbentuk dari keruntuhan awan, itu bisa dianggap sebagai bintang gagal.

Tetapi data dari penyelidikan Juno NASA menunjukkan bahwa, setidaknya pada suatu waktu, Jupiter memiliki inti yang solid – dan itu lebih konsisten dengan metode pembentukan akresi inti .

Pemodelan menunjukkan bahwa batas atas untuk massa planet, yang terbentuk melalui pertambahan inti, kurang dari 10 kali massa Yupiter – hanya beberapa massa Yupiter yang jauh dari fusi deuterium.

Jadi, Jupiter bukanlah bintang gagal. Tetapi memikirkan mengapa tidak ada yang dapat membantu kita lebih memahami cara kerja kosmos. Selain itu, Jupiter adalah keajaiban butterscotch bergaris-garis, badai , berputar -putar dengan sendirinya. Dan tanpanya, kita manusia mungkin tidak akan pernah ada .

Namun, itu adalah cerita lain, untuk diceritakan di lain waktu.

Versi artikel ini pertama kali diterbitkan pada Januari 2021.

Komentar