fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Kosmos

Jak wielka może być planeta?

NASA/JPL-Caltech
Naukowcy określili, jak zmienia się wielkość planety w zależności od jej masy. Okazuje się, że Jowisz należy do największych planet we wszechświecie.

Gwiazda to obiekt kosmiczny, który powstaje z zapadania grawitacyjnego materii kosmicznej, złożonej głównie z wodoru. Gdy ta chmura osiągnie odpowiednią gęstość i temperaturę, rozpoczyna się reakcja fuzji, zamieniająca stopniowo wodór w hel.

Graniczna wielkość zbitki materii, przy której rozpoczyna się fuzja jądrowa, a gwiazda zaczyna wysyłać ciepło ogrzewające planety orbitujące w jej układzie planetarnym, to równowartość masy ok. 80 Jowiszów, co oznacza, że wszystkie obiekty kosmiczne o masie większej niż 80 Jowiszów są gwiazdami, a wszystkie mniejsze planetami. Dopóki nie dojdzie do fuzji, duża planeta jest w stanie równowagi hydrostatycznej. Im planeta cięższa, tym bardziej ściśnięte jest jej wnętrze, a temperatura wyższa.

Choć i tu pojawia się kosmiczny wyjątek, jakim jest brązowy karzeł. Jego masa jest zbyt niska, aby w jego wnętrzu mogła zachodzić reakcja jądrowa, ale na tyle wysoka, aby możliwa była syntetyzacja deuteru (izotopu wodoru, który w jądrze zawiera jeden proton i jeden neutron). Chociaż brązowych karłów jest w przestrzeni dwa razy więcej niż zwykłych gwiazd, to z powodu niemożności zajścia reakcji jądrowej nazywa się je pogardliwie niewypałami.

Masa Jowisza jest nieco mniejsza od jednej tysięcznej masy Słońca, ale jednocześnie dwa i pół raza większa od masy wszystkich pozostałych planet w Układzie Słonecznym. Na równiku Jowisz ma średnicę 142 984 km (Ziemia w tej samej płaszczyźnie zaledwie 12 742 km). Razem z Saturnem należy do grupy gazowych olbrzymów zwanych czasem planetami jowiszowymi.

Gwiazdy składają się głównie z wodoru oraz helu i można bezpiecznie założyć, że największe planety miałyby podobny skład. Słońce składa się w 75 proc. z wodoru, 24 proc. z helu i 1 proc. cięższych pierwiastków, w przypadku Jowisza jest to, odpowiednio, 71 proc., 24 proc. i 5 proc. Można więc przyjąć, że każda duża planeta to trzy części wodoru do jednej części helu.

W przeciwieństwie do ciał stałych, które trudno jest ścisnąć, gazy mogą znacznie się sprężyć. Analizując masę planety gazowej musimy brać pod uwagę, że jej masa nie rośnie z objętością. Jeśli weźmiemy Jowisza i Saturna, to ten pierwszy jest trzy razy cięższy przy objętości większej o 20 proc. Okazuje się, że najbardziej masywne planety wcale nie są takie wielkie i w rzeczywistości są mniejsze niż Jowisz.

Naukowcy, Jingjing Chen i David M. Kipping sprawdzili jak zmienia się wielkość planet w zależności od ich masy. Określili granicę dla światów typu Neptuna, gdzie większa masa zwiększa wielkość planety, i planet typu Jowisza, gdzie większa masa po prostu bardziej spręża gaz. Ten punkt krytyczny znajduje się, mniej więcej, w połowie masy Jowisza. Potwierdzają to obserwacje. Największą odkrytą egzoplanetą jest WASP-17b. Jest ona w przybliżeniu dwa razy większa niż Jowisz, ale ma 49 proc. jego masy.

Oczywiście w grę wchodzą również inne czynniki, takie jak skład i temperatura. Największymi znanymi egzoplanetami są zazwyczaj gorące planety jowiszowe orbitujące blisko gwiazdy. Oznacza to, że są one znacznie cieplejsze i mniej gęste niż nasz zimny Jowisz. Jowisz ma również gęsty skalisty rdzeń, co oznacza, że jest mniejszy niż gdyby powstał tylko z wodoru i helu.

Planety jowiszowe są największymi i najbardziej masywnymi planetami, które mogą istnieć. Jowisz nie jest największą planetą we wszechświecie, ale należy do grona gigantów.

Źródło: rp.pl
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA