در منظومه شمسی ما دو جرم وجود دارد که از کوچکترین ستاره شناخته شده در کهکشان راه شیری بزرگتر هستند. یکی از آن دو خورشید و دیگری مشتری است. با این شرایط چرا مشتری سیاره است و به یک ستاره تبدیل نشد؟ آیا سیاره مشتری یک ستاره ناکام است؟
کوچکترین ستاره شناخته شده در کهکشان راه شیری EBLM J0555-57Ab نام دارد که در واقع یک کوتوله قرمز در فاصله ۶۰۰ سال نوری از ما است. این ستاره با شعاع متوسط حدود ۵۹۰۰۰ کیلومتر، کمی بزرگتر از زحل است. این امر آن را به کوچکترین ستاره شناخته شده تبدیل می کند که از همجوشی هیدروژن در هسته خود پشتیبانی می کند؛ فرآیندی که ستاره ها را تا زمانی که سوخت آنها تمام شود به آن ادامه می دهند.
مشتری جرم کافی برای ذوب هیدروژن به هلیوم را ندارد. جرم ستاره EBLM J0555-57Ab حدود ۸۵ برابر جرم مشتری است. اگر این مقدار کمتر بود، این ستاره قادر به هم جوشی هیدروژن نبود. اما اگر منظومه شمسی ما متفاوت بود، آیا مشتری می توانست به یک ستاره مشتعل تبدیل شود و یا یک ستاره ناکام باقی می ماند؟
مشتری و خورشید بیش از آنچه که می‌دانید شبیه هستند
شباهت بسیار زیاد بین این دو باعث می شود از خودمان بپرسیم که آیا سیاره مشتری یک ستاره ناکام است؟ ممکن است مشتری یک ستاره نباشد اما همچنان عظیم است. جرم آن ۲.۵ برابر کل سیارات دیگر است اما به عنوان یک غول گازی، چگالی بسیار کمی دارد (حدود ۱.۳۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب). چگالی زمین با ۵.۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب در حدود چهار برابر بیشتر از چگالی مشتری است.
اما جالب است که به شباهت های مشتری و خورشید اشاره کنیم. چگالی خورشید ۱.۴۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و این دو شی از نظر ترکیبی بسیار شبیه هم هستند. از نظر جرم، خورشید دارای حدود ۷۱ درصد هیدروژن و ۲۷ درصد هلیوم و مقادیر کمی از عناصر دیگر است. به همین دلیل است که گاهی مشتری را یک ستاره ناکام یا شکست خورده می نامند.
ستاره ها و سیارات از طریق دو مکانیسم بسیار متفاوت متولد می شوند. ستاره ها زمانی متولد می شوند که یک گره متراکم از مواد، در یک ابر مولکولی بین ستاره ای تحت تأثیر گرانش خود فرو می ریزد و در حین انجام فرآیندی به نام فروپاشی ابر به دور خود می چرخد. همانطور که به چرخش خود ادامه می دهد، مواد بیشتری را از ابر اطراف به یک دیسک ستاره ای تبدیل می کند.
با افزایش جرم – و در نتیجه گرانش – هسته ستاره تازه متولد شده سفت‌تر و محکم تر فشرده می شود که در نتیجه آن، ستاره داغ و داغ تر می شود. در نهایت، آنقدر فشرده و داغ شده که هسته آن مشتعل و همجوشی حرارتی هسته ای شروع می شود.
با توجه به درک ما از شکل‌گیری ستاره، زمانی که ستاره برافزایش مواد را تمام کرد، مقدار زیادی دیسک برافزایشی باقی می‌ماند. این همان چیزی است که سیارات از آن ساخته شده اند.
اخترشناسان تصور می کنند که برای غول های گازی مانند مشتری، این فرآیند (به نام برافزایش سنگریزه) با تکه های کوچک سنگ یخی و غبار در دیسک شروع می شود. همانطور که این مواد به دور ستاره نوزاد می چرخند، این تکه های مواد شروع به برخورد با یکدیگر کرده و در اثر الکتریسیته ساکن به هم می چسبند. در نهایت، این توده های در حال رشد به اندازه کافی بزرگ می شوند (حدود ۱۰ برابر جرم زمین) که می توانند گازهای بیشتری را از دیسک اطراف جذب کنند.
از آن نقطه، مشتری به تدریج به جرم فعلی خود (حدود ۳۱۸ برابر جرم زمین و ۰.۰۰۱ برابر جرم خورشید) رسید. زمانی که تمام موادی را که در دسترس بود با فاصله بسیار کمی از جرم مورد نیاز برای همجوشی هیدروژن در هم ریخت، رشد آن متوقف شد.
بنابراین، مشتری هرگز به اندازه کافی بزرگ نشد که به یک ستاره تبدیل شود. مشتری ترکیبی مشابه با خورشید دارد، نه به این دلیل که یک ستاره ناکام یا شکست خورده بود بلکه به این دلیل که از همان ابر گاز مولکولی متولد شد که خورشید از آن تشکیل شده است.
