なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?

星とガス惑星はどちらもガスで構成されており、同様の形成メカニズムを共有していますが、エネルギー源に点火できるの…

なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?
Sistema estelar

肉眼で、つまり望遠鏡を使わずに見ると、夜空の星や惑星は似ており明るい点のように見えます。最も経験豊富な人だけが、唯一の違いとして、惑星からの光が星からの光よりも輝いていないことに気づくことができます。

なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?
太陽系の 7 つの惑星 (地球を除く) のうち、水星、金星、火星、木星、土星の 5 つは、地球への近さと大きさの組み合わせのおかげで肉眼で見ることができます。最も小さい水星は目に見えます。最も遠い土星は、水星よりもはるかに大きいため、近くにあるため見えます。
なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?

ただし、これら 2 種類の天体には根本的な違いがあります。星は自らの光で輝きます。つまり、星は、星を加熱して輝かせるエネルギー (熱核) を生成します。一方、惑星は独自のエネルギー源を持たず、太陽に照らされてその光を反射するため、反射光で輝きます

星は自らの光で輝き、惑星は(太陽からの)光が表面に反射して輝きます。

ただし、これから説明するように、ガス星と惑星はどちらも主に同じガスで構成され、同様の方法で形成されます。

スターはどのようにして生まれるのでしょうか?

宇宙に存在する大きな分子雲(主に水素で構成される)内で、ある瞬間に崩壊プロセスが引き起こされることが判明した。崩壊プロセスとは、ガスが雲のある部分に他の部分よりも集中し始めるプロセスを意味します。

このプロセスは一般に、雲の一部が多くの断片 (それぞれの断片は最初は巨大な寸法を持っています) に断片化することにつながり、最終的には生まれたばかりの星のセットの形成につながります。

これらは星団と呼ばれます。ただし、個々のクラウド シャードに何が起こるかに注目してみましょう。

Grande nuvem molecular em Orion

単一の雲の破片内のガスと塵は、重力によって破片の中心に向かって落下し始めます。ここでガスが集中し始め、密度、圧力、温度が上昇します。

ガスが破片の中心に向かって崩壊し続けると、密度、圧力、温度が加速度的に増加します。崩壊したガスの質量が最終的に太陽と同程度(正確には太陽質量の1/10以上)になると中心部の温度は摂氏数百万度に達します

これらの温度は非常に高いため、このエネルギーを生成するガス塊の中心で水素がヘリウムになる熱核融合反応が引き起こされます。スターはこうして生まれるのです。生成されるエネルギーの量は、崩壊プロセスのバランスを取り始めるほどであり、その結果、星はゆっくりと平衡状態(静水圧)に達し、その寸法を一定に維持します

内部で生成されたエネルギーは星の表面に到達し、そこで高温 (1,000 度以上) によって星が輝き、目に見えるようになります

なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?

ガス惑星はどのようにして誕生するのでしょうか?

ガス惑星の形成は、恒星の形成と同様の過程をたどります。ガスと塵が星の中心に向かって崩壊し続けると、原始星円盤と呼ばれる円盤 (これもガスと塵でできています) が星の周りに形成されます

原始星円盤の質量は、新星の質量よりもはるかに小さい。この円盤内には、ガスが崩壊し始めて厚みを形成する領域があることがわかりました。円盤内にこれらのガスが蓄積すると、ガス惑星になります

しかし、この惑星は星の形成の副産物であるため、星の円盤内で利用できるガスははるかに少ないです

惑星の中心部では密度、圧力、温度が増加しますが(星内で増加したのと同じ物理法則により)、惑星には内部で熱核融合反応を引き起こすのに必要な温度に達するのに十分な質量がありません。これは決してアクティブ化されません

PDS70

したがって、恒星とは異なり、惑星の質量はまだ小さすぎるため、重力で他のガスを引きつけてより質量を増やすことができません。しかしそれだけではありません。形成中の星は、その放射によって円盤、つまり円盤内に存在するガスや粒子を蒸発させ始めるため、惑星は成長するための原料をすぐに使い果たしてしまいます

ガス惑星が星になるのを妨げるのは、その質量が低いことです。中心温度は質量に依存し、惑星の質量は熱核反応を引き起こすのに必要な数百万度に達するには十分ではありません。

この惑星はそれほど質量が大きくないため、内圧は崩壊を阻止するのには十分ですが、熱核融合を引き起こすには十分ではないため、明るく輝くことはできません。

なぜガス惑星は星に変わらないのでしょうか?

惑星と恒星の境界は何ですか?

木星は失敗した星であると言われています。つまり、それほど大きくない質量(約10倍)であれば、内部の温度は核反応を引き起こして星になるのに十分な温度に達したであろうと言われています。

ガス惑星と小さな恒星の間には、褐色矮星と呼ばれる天体があります。これらの質量は、木星の質量の数十倍から太陽の質量の 1/10 までです。

Anã castanha

これらはガス惑星よりも重いですが、核反応を引き起こすのに十分な質量に達していないため、依然として失敗した星です。それらは徐々に冷える運命にあり、そのサイズが小さく、光度が非常に低いため、褐色矮星と呼ばれています

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