Bir gezegenin sınırı ne kadar büyük? Sınırları nerede?
Herkesin şu soruyu düşündüğüne inanıyorum: Güneş sistemimizde yıldızlar, gezegenler ve cüce gezegenler var, bu yıldızlar arasındaki ilişki nedir? Bu gök cisimlerini ayırt etmenin anahtarı nedir? Yoksa aralarında evrimsel bir sınır mı var? Açıkçası, cevap evet, ama sınırı nedir? Tüm bunların gezegenler ve yıldızlar arasındaki temel farktan başlaması gerekiyor.
Gezegenler ve yıldızlar
Bunu görünce, bazı insanlar birdenbire birdenbire aniden ortaya çıkabilir, bir gezegen ile yıldız arasındaki fark, ışıldama ve ışıldama arasındaki fark değil mi? Ne zaman, bu doğrudur, ama bu yalnızca görünüşteki farklılıktır ve gerçek gerçek onların özünde yatmaktadır. Yıldızlar neden parlıyor? Bunun nedeni yıldızın içindeki basıncın çok yüksek ve sıcaklığın çok yüksek olmasıdır.
Örnek olarak güneşimizi ele alalım, Güneşin merkezindeki sıcaklık 15 milyon derece, basınç 300 milyar atmosfere eşdeğer Bu kadar aşırı sıcaklık ve basınç altında, sürekli devam eden doğal bir kimyasal yer haline geldi. Dört hidrojen çekirdeğinin bir helyum çekirdeğinde birleştiği bir termonükleer reaksiyon. E = mc² kütle-enerji dönüşüm ilişkisine göre, güneşin saniyede kimyasal reaksiyonu 600 milyon ton hidrojenin 596 milyon ton helyuma termonükleer füzyon reaksiyonuna girmesine neden olur ve 4 milyon ton hidrojene eşdeğer enerji açığa çıkarır. Işık ve ısı yaratan büyük miktarda enerji yayılır.
Gezegenin kendisi genellikle ışık yaymaz, hidrostatik denge durumuna ulaşır ve yıldızlar gibi nükleer füzyon reaksiyonlarına giremez, bu nedenle ışık ve ısı üretemez ve sadece kendi işleyişini sürdürebilir. Ve gezegen genellikle bağımsız olarak mevcut değildir, genellikle yıldızın etrafında döner.
Hidrostatik denge durumu nedir? Hidrostatik denge, hidrostatik basınç dengesi olarak da adlandırılır; bu, gezegenin yerçekimi tarafından üretilen basınç ile öncekinin karşısındaki basınç gradyanının oluşturduğu basınç gradyanı arasındaki dengeyi ifade eder. Basitçe ifade etmek gerekirse, nispeten durağan veya tekdüze hareket eden bir sıvı için, nesne üzerindeki sonuçta oluşan kuvvet sıfırdır, yani, her yöndeki kuvvet dengelidir.
Peki bir gezegen ne kadar büyük olabilir?
Dürüst olmak gerekirse, gerçekte gezegenlerin sınırlarını hiç gözlemlememiş olabiliriz, ancak gezegenlerin teorik sınırları bilim adamları tarafından hesaplandı.
Örneğin, Jüpiter, güneş sistemindeki en büyük gezegendir. Jüpiter kütle açısından diğer gezegenlerden çok daha yüksektir. 1,90 × 10 üzeri 27 kuvvet kg. Diğer tüm gezegenleri tek bir kütle oluşturmak için bir araya toplarsanız, Jüpiter yine de onların toplam kütlesinin 2,5 katı olacaktır. Jüpiter'in kütlesinin bu kadar büyük olduğunu hayal etmek zor, ama bu yalnızca büyük güneş sistemidir. Son yıllarda binlerce dış gezegen keşfettik. Bu ilginç bir soruyu gündeme getiriyor: Jüpiter'in kütlesi gezegensel. Sınır mı? Başka bir deyişle, bir gezegen ne kadar büyüktür? Aslında cevap sandığınızdan daha gizemli olabilir.
En basit cevap, devasa bir gezegenin, yıldız olamayacak kadar küçük herhangi bir gök cismi olduğudur ki bu ikisi arasındaki sınırdır. Çünkü bir yıldızın genel tanımı, hidrojeni çekirdeğinde helyuma kaynaştıracak kadar büyük olması gerektiğidir. Aslında yıldızlar esas olarak hidrojen ve helyumdan oluşurlar ve en büyük gezegenlerin benzer bir bileşime sahip olduğunu cesurca tahmin edebiliriz. Güneş yaklaşık% 75 hidrojen ve% 24 helyumdan oluşur ve kalan% 1 daha ağır elementlerdir. Jüpiter yaklaşık% 71 hidrojen,% 24 helyum ve% 5 diğer elementlerden oluşur. Hesaplayalım, herhangi bir büyük gezegenin hidrojenin helyum içeriğine oranının 3'e 1 olduğu sonucuna varabiliriz.
Füzyon olmadığı sürece, büyük bir gezegen hidrostatik denge durumunda olacaktır. Bu, kendi üzerine çökmek isteyen tüm gazın ağırlığının, sıkıştırılmak istemeyen gazın basıncı ile dengelendiği anlamına gelir. Kütle ne kadar büyükse, iç sıkıştırma o kadar büyük ve sıcaklık o kadar yüksek olur. Yeterli kütle ve yeterince yüksek iç sıcaklık ile, hidrojen helyuma dönüşmeye başlar. Bu nedenle, bu verileri birleştirip hesapladıktan sonra bilim adamları, gezegenin kritik kütlesinin yaklaşık 80 Jüpitre olduğu ve bu kütleyi aşan herhangi bir gök cisiminin bir yıldız olması gerektiği sonucuna vardılar.
Kahverengi cüce
Ancak bu üst sınır, bazı gök cisimleri için geçerli olmayabilir, çünkü evrende kahverengi cüceler adı verilen bazı nesneler vardır. Bu nesneler, hidrostatik bir denge durumunda olmadıkları ve içleri yıldızlar gibi ısı üretebildikleri için yıldızlar gibidirler, hatta hidrojeni helyum yerine döteryuma kaynaştırabilirler. Ancak garip olan şey, bilim adamlarının gözlemlediği en küçük kahverengi cücenin düşük bir yüzey sıcaklığına sahip olması ve atmosferik toz tarafından engellenmesi, onu bir gezegen gibi göstermesi. Bu nedenle bilim adamları, kahverengi cücelerin kütlesinin alt sınırının Jüpiter'inkinin yaklaşık 13 katı olduğunu tahmin ediyor.
Ancak bu, Jüpiter'in 13 katından daha fazla kütleye sahip gök cisimlerinin kahverengi cüceler olacağı anlamına gelmez, sadece bir dönüşüm olasılığı olduğu söylenebilir. Bazı büyük gezegenler için, kütleleri 13 kattan çok daha fazladır, ancak bunlar kahverengi cüceler değildir ve araştırmalar, en büyük gezegenlerin en büyüğü olmadığını göstermiştir. Şu anda evrenimizde gözlemlenen en büyük ve en ağır yıldızların sırasıyla UY Scuti ve R136A1 olması gibi, en ağır yıldız en büyük hacme sahip olmayabilir ve en büyük yıldız en ağır hacme sahip olmayabilir.
Bunun gezegenler arasındaki farkı ayırt etmesi gerekiyor Katıların basınç altında fazla sıkışamayacağını biliyoruz, ancak gazlar önemli ölçüde sıkışabilir. Yani bir gaz gezegenine kütle eklediğinizde, hacmi aynı miktarda artmaz. Örneğin Jüpiter, Satürn'ün kütlesinin üç katıdır, ancak hacmi Satürn'den% 20'den daha azdır. Aslında bilim adamları, en ağır gezegenin aslında Jüpiter'den daha küçük olduğunu gözlemlediler.
Bilim adamları bir zamanlar "Bir gezegenin kütlesi kütlesiyle nasıl değişir?" Adlı bir proje gerçekleştirdiler. Neptün benzeri gezegenler ile Jüpiter benzeri gezegenler arasında bir geçiş noktası olduğunu buldular. Neptün tipi gezegenlerde kütle ne kadar büyükse hacimleri de o kadar büyük. Jüpiter tipi gezegenlerde kütle ne kadar büyük ve kütle ne kadar büyükse, gazın sıkıştırılması o kadar kolay olur. Bu nedenle bilim adamları, ikisinin kritik noktasının Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık yarısı olduğuna inanıyor, bu nedenle en büyük gezegen bu kütleye yakın olmalı. Gerçek şu ki, şu anda tespit edilen en büyük dış gezegen, Jüpiter'in yaklaşık iki katı büyüklüğünde, ancak kütlesinin yalnızca% 49'una sahip olan WASP-17b'dir.
Tabii ki aceleci bir iddiada bulunamayız, çünkü gezegenin bileşim ve sıcaklık gibi başka faktörleri de olabilir. Bilinen en büyük dış gezegenler genellikle yıldızlarının etrafında dönen sıcak Jüpiterlerdir. Bu, Jüpiter gibi soğuk Jüpiterlerden çok daha sıcak ve daha az yoğun oldukları anlamına gelir. Bununla birlikte, Jüpiter'in yoğun, kayalık bir çekirdeği de vardır, bu nedenle çoğu sıcak Jüpiter'in kütlesi, yalnızca hidrojen ve helyumdan oluşan Jüpiter'den daha küçüktür.
Şimdiye kadar kapsamlı bir değerlendirmeye göre, Jüpiter benzeri gezegenler açıkça var olabilecek en ağır ve en büyük gezegenlerdir. Jüpiter'imiz evrendeki en büyük gezegen olmasa da, aynı zamanda dev bir gezegen olarak kabul edilir.
sonuç olarak
Bir gezegenin yıldıza dönüşme koşulları varsa, o zaman gezegen muhtemelen Jüpiter benzeri bir gezegen olacaktır.Jüpiter benzeri gezegenlerin çoğu, daha yüksek evrime sahip gezegenlerdir. Kayalık gezegenler gibi yıldızlar için bazı özel gezegenleri dışlamak da bir ön koşul haline gelebilir. Öyleyse bir gezegenin ne kadar büyüyebileceği, yıldız olma sınırına ulaştığı ana bağlıdır ve o an neredeyse sınırıdır!
