¿Es Júpiter una estrella fallida?

La composición elemental de Júpiter se compone completamente de hidrógeno y helio, junto con una fracción muy pequeña de la atmósfera compuesta por compuestos como amoníaco, azufre, metano y vapor de agua. Estos elementos son dominantes en las estrellas, entonces, ¿cuál es la probabilidad de que Júpiter fuera un compañero de nuestro sol, pero no se encendiera?

Además: las estrellas también están compuestas principalmente de H y He. Otros elementos no son dominantes en términos de cómo definiría esa palabra.
Pregunta sobre un tema relacionado: astronomy.stackexchange.com/q/16129/24157
Cultura popular: no sé por qué, pero esta apertura, de Star Trek: TNG, inmediatamente me vino a la mente. youtu.be/_-js38rP_-8?t=16 . No sé qué intentan sugerir los artistas, pero representa un Saturno brillante diferente al habitual. Vagamente estelar.
Se informa ampliamente que Carl Sagan popularizó esta descripción en Cosmos , pero no la originó. Antes de Cosmos, "una estrella que no se materializó" se utilizó en la crítica del modelo caliente de 1977 de Nikolai Aleksandrovich Kozyrev para el interior de Júpiter , aunque M. Kozyrev nunca afirmó que yo pueda ver. La referencia de cultura popular más conocida es seguramente 2010 de Arthur C. Clarke. Todos de finales de los 70 y principios de los 80.
También puede encontrar la pregunta principal formulada y respondida en el libro de Terence Dickinson de 1993 From the Big Bang to Planet X: The 50 Most-asked Questions about the Universe-- and Their Answers . Es incluso el título del libro de 1979 de Joel N. Shurkin Júpiter: la estrella que falló .
Pedantemente, todos somos compañeros de nuestro sol y no logramos encenderlo. "qué tan probable" = masa requerida para encender? = "13 masas de Júpiter". (No lo culpe; no dejó de hacer nada). ¿Qué tan grande es eso? 7.69% tan grande como debe ser para hacerlo.
Siento que la respuesta a esta pregunta depende mucho de cuáles eran los objetivos de vida originales de Júpiter :)

Respuestas (2)

No.

Además de las 13 masas de Júpiter requeridas para encender la quema de deuterio y convertir a Júpiter en una enana marrón, existe una clara diferencia entre las vías de formación de las enanas marrones y los gigantes gaseosos.
Los gigantes gaseosos son planetas que se forman a través de procesos en su disco protoplanetario principal. En contraste con esto, las enanas marrones se forman a través de la fragmentación directa de la nube molecular gigante madre, posiblemente como fragmentos binarios de una estrella compañera más masiva. La distinción entre esos dos procesos está respaldada por el hallazgo y la caracterización del desierto de la Enana Marrón en, por ejemplo, Grether & Lineweaver (2006) .

El desierto de la 'enana marrón' es una ruptura brusca en las distribuciones numéricas entre estrellas de baja masa y planetas de gran masa. Esto se interpreta comúnmente como que esas dos clases de objetos tienen un origen distinto. Además, entendemos distintos caminos teóricos para formar cada una de esas clases de objetos, como se mencionó anteriormente.

Tenga en cuenta que si está hablando de los otros elementos, o como los astrónomos los llamarían, metales, entonces también hay datos sobre ellos: el sol y cualquier estrella poseen una cierta cantidad de metales, consulte, por ejemplo, Asplund et al . (2009) . Por ejemplo, la proporción de oxígeno a hidrógeno en la atmósfera solar es de aproximadamente norte ( O ) / norte ( H ) 5 × 10 4 , que es el 'otro' elemento más abundante en el sol.
Los valores de los elementos más pesados ​​que se encuentran en los planetas gaseosos son elevados en comparación con los valores solares. Se cree que esto representa una contribución de material sólido que los planetas necesitan para formarse según las teorías actuales. Si los planetas gigantes se hubieran formado a través del colapso directo del mismo material de nubes que el sol, la abundancia de metales en los planetas gigantes no sería elevada en comparación con los valores solares.

Para la parte de formación distinta, aquí hay un artículo que sugiere que uno podría distinguir planetas y enanas marrones por las excentricidades de sus órbitas: iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-3881/ab5b11#ajab5b11s6
Pero , ¿ hay evidencia de planetas lo suficientemente grandes como para iniciar la fusión? Aunque no sean muchos, prima facie no parece imposible . Serían distintos de las enanas marrones compañeras "normales", como acabo de enterar ahora, en órbita y composición, simplemente planetas que se volvieron un poco demasiado grandes. De alguna manera una imagen fascinante.
@Peter-ReinstateMonica: En la muestra utilizada por Grether & Lineweaver (2006) parece haber 2 planetas por encima del límite de quema de deuterio. Estoy de acuerdo contigo, ¡no hay física que prohíba que los planetas sean tan masivos!

Respuesta corta: no

Por supuesto, todo depende de cómo se defina el término estrella fallida. En general, una estrella debería ser capaz de generar calor mediante la fusión de átomos, y requiere unas 13 veces la masa de Júpiter para que las condiciones sean adecuadas para la fusión sostenida de deuterio, y unas 63 veces la masa de Júpiter para que la fusión de litio se lleve a cabo. lugar. Todos los demás núcleos requieren aún más calor/presión, por lo que estos dos definen el límite inferior de lo que razonablemente podría llamarse una estrella. En mi opinión, Júpiter está bastante lejos de estas medidas, incluso si se tiene en cuenta la pérdida de masa desde la formación del sistema solar.