天の川銀河で最も小さい主系列星は、本当に小さなものです。
それはEBLM J0555-57Abといい、600光年の距離にある赤色矮星です。 平均半径は約59,000kmで、土星よりほんの少し大きいだけです。 7356>
私たちの太陽系には、この小さな星より大きな天体が2つあります。 ひとつは明らかに太陽です。
では、なぜ木星は星ではなく、惑星なのでしょうか。 木星は水素をヘリウムに融合させるのに十分な質量を持っていないのです。 EBLM J0555-57Abは木星の約85倍の質量で、星と同じくらい軽いので、これ以上低いと水素を融合させることもできません。 しかし、もし太陽系が違っていたら、木星は星になったでしょうか？
木星と太陽は意外と似ている
ガスの巨人は星ではないかもしれませんが、木星はまだビッグディールです。 その質量は、他のすべての惑星を合わせたものの2.5倍です。 地球の密度は1立方センチメートルあたり5.51グラムで、木星の4倍強です。
しかし、木星と太陽の類似性に注目するのは興味深いことです。 太陽の密度は1.41グラム/立方センチメートルです。 そして、この2つの天体は組成的にも非常によく似ています。 質量で言うと、太陽は約71％が水素、27％がヘリウムで、残りは微量の他の元素で構成されている。
このような理由から、木星は「失敗した星」と呼ばれることがあります。
しかし、太陽系の自制に任せておけば、木星が星に近くなる可能性もまだ低いのです。
星と惑星は、2つのまったく異なるメカニズムで生まれるのです。 星は、星間分子雲の中の高密度の物質の結び目が、自らの重力でプッ、プッ、プッ、と崩壊して生まれます。 – これが「雲底崩壊」と呼ばれる現象で、回転しながら進んでいく。 7356>
質量、つまり重力が大きくなるにつれて、生まれた星の芯はどんどんきつくなり、どんどん高温になります。
私たちの星形成の理解によれば、星が物質を降着し終わると、降着円盤がたくさん残ります。 7356>
天文学者は、木星のようなガス惑星では、このプロセス（小石降着と呼ばれる）が、円盤の中の氷の岩や塵の小さな塊から始まると考えています。 木星のようなガス惑星では、小石降着と呼ばれるこのプロセスが、円盤の中の氷のような岩や塵の小さな塊から始まり、それが恒星の周りを回るうちに、静電気でくっつきながら衝突を始めるのだそうです。 7356>
そこから木星は徐々に大きくなり、現在の質量（地球の約318倍、太陽の約0.001倍）まで成長しました。 7356>
つまり、木星は星になるほどの質量に成長することはなかったのです。 木星の組成が太陽と似ているのは、木星が「失敗した星」だったからではなく、太陽を生んだのと同じ分子ガスの雲から生まれたからなのです。
The true failed stars
‘failed stars’ として考えられる別のクラスの天体も存在します。 7356>
木星の約13倍以上の質量を持つこれらの天体は、核融合（通常の水素ではなく、重水素）を支えるのに十分な質量を持っています。 これは「重い」水素としても知られており、原子核に陽子1個ではなく、陽子と中性子を持つ水素の同位体です。 重水素の核融合温度と圧力は、水素の核融合温度と圧力よりも低い。
質量も温度も圧力も低いので、重水素の核融合は、星にとっては水素核融合への中間段階であり、質量増加を続けることになる。
1995年にその存在が確認されて以来、しばらくの間、褐色矮星は達成されていない星なのか、それとも野心的な惑星なのか不明でしたが、いくつかの研究により、核付加ではなく雲の崩壊によって、星と同じように形成されることが明らかにされました。 7356>
木星はちょうど雲形崩壊の下限質量にあり、雲形崩壊天体の最小質量は木星1質量程度と見積もられている。 しかし、NASAの探査機ジュノーのデータは、少なくとも昔は木星に固い核があったことを示唆しており、その方がコア付加の形成方法と一致するのです。
モデリングによると、コア付加によって形成される惑星の質量の上限は、木星質量の10倍以下であり、重水素核融合には木星質量の数倍足りないだけである。 しかし、なぜそうでないのかを考えることは、宇宙のしくみをよりよく理解することにつながります。 さらに、木星は、縞模様で、嵐のようで、渦を巻いたバタースコッチのような不思議な存在です。 そして、それがなければ、私たち人類は存在することさえできなかったかもしれません。
しかし、それはまた別の機会にお話しすることにしましょう。