Giove potrebbe diventare una stella?

Giove è il pianeta più massiccio del sistema solare, ma non è una stella. Significa che è una star fallita? Potrebbe mai diventare una star? Gli scienziati hanno riflettuto su queste domande ma non avevano informazioni sufficienti per trarre conclusioni definitive fino a quando la sonda Galileo della NASA non ha studiato il pianeta, a partire dal 1995.

Perché non possiamo accendere Giove

La sonda Galileo ha studiato Giove per otto anni e alla fine ha iniziato a consumarsi. Gli scienziati erano preoccupati che il contatto con il velivolo sarebbe andato perso, portando Galileo in orbita attorno a Giove fino a quando non si fosse schiantato sul pianeta o su una delle sue lune. Per evitare la possibile contaminazione di una luna potenzialmente vivente da batteri su Galileo, la NASA ha intenzionalmente schiantato Galileo su Giove.

Alcune persone temevano che il reattore termico al plutonio che alimentava la sonda potesse avviare una reazione a catena, accendendo Giove e trasformandolo in una stella. Il ragionamento era che poiché il plutonio è usato per far esplodere le bombe all’idrogeno e l’atmosfera gioviana è ricca dell’elemento, i due insieme potrebbero creare una miscela esplosiva, dando inizio alla reazione di fusione che si verifica nelle stelle.

Lo schianto di Galileo non ha bruciato l’idrogeno di Giove, né ha potuto alcuna esplosione. Il motivo è che Giove non ha ossigeno o acqua (che consiste di idrogeno e ossigeno) per supportare la combustione.

Perché Giove non può diventare una stella

Eppure, Giove è molto massiccio! Le persone che chiamano Giove una stella fallita di solito si riferiscono al fatto che Giove è ricco di idrogeno ed elio, come le stelle, ma non abbastanza massiccio da produrre le temperature interne e le pressioni che avviano una reazione di fusione.

In confronto al Sole, Giove è un peso leggero, contenente solo circa lo 0.1% della massa solare. Tuttavia, ci sono stelle molto meno massicce del Sole. Ci vuole solo circa il 7.5% della massa solare per creare una nana rossa. La più piccola nana rossa conosciuta è circa 80 volte più massiccia di Giove. In altre parole, se si aggiungessero altri 79 pianeti delle dimensioni di Giove al mondo esistente, si avrebbe una massa sufficiente per creare una stella.

Le stelle più piccole sono le nane brune, che sono solo 13 volte la massa di Giove. A differenza di Giove, una nana bruna può davvero essere definita una stella fallita. Ha una massa sufficiente per fondere il deuterio (un isotopo dell’idrogeno), ma non una massa sufficiente per sostenere la vera reazione di fusione che definisce una stella. Giove è nell’ordine di grandezza di avere massa sufficiente per diventare una nana bruna.

Giove era destinato a essere un pianeta

Diventare una star non è solo questione di massa. La maggior parte degli scienziati pensa che anche se Giove avesse 13 volte la sua massa, non diventerebbe una nana bruna. Il motivo è la sua composizione chimica e struttura, che è una conseguenza di come si è formato Giove. Giove si è formato come si formano i pianeti, piuttosto che come sono fatte le stelle.

Le stelle si formano da nuvole di gas e polvere che sono attratte l’una dall’altra dalla carica elettrica e dalla gravità. Le nuvole diventano più dense e alla fine iniziano a ruotare. La rotazione appiattisce la materia in un disco. La polvere si aggrega per formare “planetesimi” di ghiaccio e roccia, che si scontrano tra loro per formare masse ancora più grandi. Alla fine, all’incirca nel tempo in cui la massa è circa dieci volte quella della Terra, la gravità è sufficiente per attirare il gas dal disco. Nella prima formazione del sistema solare, la regione centrale (che divenne il Sole) occupò la maggior parte della massa disponibile, compresi i suoi gas. All’epoca, Giove aveva probabilmente una massa circa 318 volte quella della Terra. Nel momento in cui il Sole è diventato una stella, il vento solare ha spazzato via la maggior parte del gas rimanente.

È diverso per altri sistemi solari

Mentre gli astronomi e gli astrofisici stanno ancora cercando di decifrare i dettagli della formazione del sistema solare, è noto che la maggior parte dei sistemi solari ha due, tre o più stelle (di solito 2). Sebbene non sia chiaro il motivo per cui il nostro sistema solare ha solo una stella, le osservazioni della formazione di altri sistemi solari indicano che la loro massa è distribuita in modo diverso prima che le stelle si accendano. Ad esempio, in un sistema binario, la massa delle due stelle tende ad essere approssimativamente equivalente. Giove, d’altra parte, non si è mai avvicinato alla massa del Sole.

Ma cosa succederebbe se Giove diventasse una stella?

Se prendessimo una delle stelle più piccole conosciute (OGLE-TR-122b, Gliese 623b e AB Doradus C) e sostituissimo Giove con essa, ci sarebbe una stella con circa 100 volte la massa di Giove. Tuttavia, la stella sarebbe meno di 1/300 della luminosità del Sole. Se Giove in qualche modo guadagnasse così tanta massa, sarebbe solo circa il 20% più grande di quanto è ora, molto più denso e forse lo 0.3% più luminoso del Sole. Poiché Giove è 4 volte più lontano da noi del Sole, vedremmo solo un aumento di energia di circa lo 0.02%, che è molto inferiore alla differenza di energia che otteniamo dalle variazioni annuali nel corso dell’orbita terrestre attorno al Sole. In altre parole, la trasformazione di Giove in una stella avrebbe un impatto minimo o nullo sulla Terra. Forse la stella luminosa nel cielo potrebbe confondere alcuni organismi che usano il chiaro di luna, perché Giove-la-stella sarebbe circa 80 volte più luminosa della luna piena. Inoltre, la stella sarebbe rossa e abbastanza luminosa da essere visibile durante il giorno.

Secondo Robert Frost, istruttore e controllore di volo della NASA, se Giove guadagnasse la massa per diventare una stella, le orbite delle piante interne sarebbero in gran parte inalterate, mentre un corpo 80 volte più massiccio di Giove influenzerebbe le orbite di Urano, Nettuno e soprattutto Saturno. Il più massiccio Giove, che diventasse una stella o meno, interesserebbe solo gli oggetti entro circa 50 milioni di chilometri.

Riferimenti:

Ask a Mathematician Physicist, How Close Is Jupiter to Being a Star ?, 8 giugno 2011 (recuperato il 5 aprile 2017)

NASA, What Is Jupiter ?, 10 agosto 2011 (recuperato il 5 aprile 2017)