Jüpiter, güneş sistemindeki en büyük gezegendir. Kütle olarak, Jüpiter diğer gezegenlerin üzerine yükselir. Eğer tüm diğer gezegenleri tek bir kütle halinde toplarsanız, Jüpiter hala 2,5 kat daha büyük olurdu. Jüpiter'in ne kadar büyük olduğunu anlamak zor. Ancak son yıllarda binlerce dış gezegen keşfettiğimiz için Jüpiter'in karşılaştırması hakkında ilginç bir soru ortaya çıkıyor. Başka bir deyişle, bir gezegen ne kadar büyük olabilir? Cevap düşündüğünüzden daha incedir.
Basit cevap, büyük bir gezegenin yıldız olamayacak kadar küçük bir şey olmasıdır. Bir yıldızın olağan tanımı, hidrojeni çekirdeğindeki helyuma kaynaştırmak için yeterince büyük olması gerektiğidir. Bir ana dizi yıldızı, füzyon tarafından üretilen ısı ve basıncın yıldızın yerçekimi ağırlığı ile dengelendiği yıldızdır.
Yıldızlar çoğunlukla hidrojen ve helyumdan yapılır ve en büyük gezegenlerin benzer bir bileşime sahip olacağını varsaymak güvenlidir. Güneş yaklaşık% 75 hidrojen ve% 24 helyumdan yapılır, diğer% 1 daha ağır elementlerdir. Jüpiter kabaca% 71 hidrojen,% 24 helyum ve diğer% 5'tir. Öyleyse herhangi büyük bir gezegenin 1 birim ila 3 birim hidrojen olduğunu düşünelim
helyum.
Herhangi bir füzyon olmadığı sürece, büyük bir gezegen hidrostatik denge durumunda olacaktır. Bu, kendi üzerine çökmeye çalışan gazın ağırlığının, sıkıştırılmayı istemeyen gazın basıncı ile dengelendiği anlamına gelir. Ne kadar fazla kütleniz varsa, iç mekan o kadar sıkılır ve ısınır. Yeterli kütle ile iç kısım, hidrojenin helyuma karışmaya başlaması için yeterince ısınır. Bu kritik kütle yaklaşık 80 Jüpiter'dir. Bundan daha fazla kütleye sahip olan her şey bir yıldız olmalıdır.
Ama bu en iyi üst sınır değil, çünkü evrende kahverengi cüceler olarak bilinen nesneler var. Bu nesneler yıldız gibidir, çünkü hidrostatik dengede değildirler. İç kısımları bir yıldız gibi ısı üretir ve hidrojeni helyuma değil döteryuma kaynaştırırlar. Öte yandan, en küçük kahverengi cüceler serin, bulutlu yüzeylere sahiptir ve bir gezegene benzeyecektir. Kahverengi bir cüce için alt kütle sınırı yaklaşık 13 Jüpiter kütlesidir.
Kütle açısından, 13 Jüpiter kütlesi iyi bir üst sınırdır. Ancak, büyük gezegenler söz konusu olduğunda, en büyük olanlar aslında en büyük gezegenler değildir.
Basınç altında fazla sıkıştırmayan katıların aksine, gazlar önemli ölçüde sıkışabilir. Yani bir gaz gezegenine kütle ekledikçe hacmi de aynı miktarda artmıyor. Örneğin, Jüpiter, Satürn kütlesinin üç katıdır, ancak hacim olarak% 20'den daha azdır. Hidrostatik denge modelimize geri dönersek, en büyük gezegenler aslında Jüpiter'den daha küçüktür.
Birkaç yıl önce Jingjing Chen ve David Kipping, gezegenlerin büyüklüğünün kütlelerine bağlı olarak nasıl değişebileceğine baktılar. - daha fazla kütlenin gazı daha fazla sıkıştırma eğiliminde olduğu tip dünyalar. Bu kritik nokta Jüpiter'in kütlesinin yaklaşık yarısıdır, bu nedenle en büyük gezegenlerin bu kütlenin etrafında olması gerekir. Bu gözlemle hemfikirdir. Onaylanmış en büyük dış gezegen WASP-17b'dir. Jüpiter'in kabaca iki katı büyüklüğündedir ancak Jüpiter'in kütlesinin sadece% 49'una sahiptir.
Elbette, kompozisyon ve sıcaklık gibi devreye giren başka faktörler de var. Bilinen en büyük dış gezegenler, yıldızlarının yakınında dönen sıcak Jüpiterlerdir. Bu, Jüpiter gibi soğuk bir jovian gezegenden çok daha sıcak ve daha az yoğun oldukları anlamına gelir. Jüpiter'in yoğun bir kayalık çekirdeği vardır, bu da sadece hidrojen ve helyumdan yapılmış olduğundan daha küçük olduğu anlamına gelir.
Ancak bu faktörleri hesaba katarak, jovian gezegenler açıkça var olabilecek en büyük ve en büyük gezegenlerdir. Jüpiter evrendeki en büyük gezegen değil, devlerden biri.
Kaynak: Chen, Jingjing ve David Kipping tarafından diğer dünyaların kitlelerinin ve yarıçaplarının olasılıksal tahmini.
