เมื่อมองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืน ดาวพฤหัสบดีปรากฏเป็นจุดสว่างโดดเด่น จนหลายคนอาจสงสัยว่า ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวฤกษ์แบบเดียวกับดวงอาทิตย์หรือไม่ และเหตุใดจึงไม่สามารถส่องแสงเองได้เหมือนดาวฤกษ์ ทั้งที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะอย่างมาก
คำตอบคือ ดาวพฤหัสบดี ไม่ใช่ดาวฤกษ์ แต่จัดอยู่ในกลุ่ม ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ (Gas Giant) และมีลักษณะทางฟิสิกส์ที่แตกต่างจากดาวฤกษ์อย่างชัดเจน
ดาวพฤหัสบดีคือดาวเคราะห์แก๊สยักษ์
ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ คิดเป็นมากกว่าสองเท่าของมวลดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ รวมกัน องค์ประกอบหลักของมันคือ
ไฮโดรเจน
ฮีเลียม
ซึ่งเป็นก๊าซชนิดเดียวกับที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงในกระบวนการฟิวชันของดาวฤกษ์ แต่ปริมาณมวลของดาวพฤหัสบดี ยังไม่มากพอ ที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันที่แก่นกลางเหมือนดวงอาทิตย์
ด้วยเหตุนี้ ดาวพฤหัสบดีจึงไม่สามารถผลิตพลังงานจากการหลอมรวมของนิวเคลียส และไม่สามารถส่องแสงด้วยตัวเองในแบบเดียวกับดาวฤกษ์
แล้วทำไมดาวพฤหัสบดีถึงสว่างบนท้องฟ้า
แสงที่เราเห็นจากดาวพฤหัสบดีเป็นเพียง แสงสะท้อนจากดวงอาทิตย์ คล้ายกับที่ดวงจันทร์ส่องสว่างในยามค่ำคืน แต่เนื่องจากดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่มาก และมีชั้นเมฆหนาที่สะท้อนแสงได้ดี จึงทำให้มันดูสว่างโดดเด่นเมื่อมองจากโลก
ในช่วงที่ดาวพฤหัสบดีอยู่ใกล้โลกที่สุดในรอบปี หรือช่วง Opposition ความสว่างจะเพิ่มขึ้นอย่างชัดเจน จนสามารถมองเห็นได้ง่ายด้วยตาเปล่า
ดาวพฤหัสบดีเกือบจะเป็น “ดาวแคระน้ำตาล” หรือไม่
ในทางดาราศาสตร์ มีวัตถุอีกประเภทหนึ่งที่อยู่กึ่งกลางระหว่างดาวเคราะห์กับดาวฤกษ์ เรียกว่า ดาวแคระน้ำตาล (Brown Dwarf)
วัตถุประเภทนี้มีมวลมากพอที่จะเกิดปฏิกิริยาฟิวชันของไฮโดรเจนบางชนิด เช่น ดิวเทอเรียม แต่ไม่มากพอที่จะกลายเป็นดาวฤกษ์เต็มตัว
อย่างไรก็ตาม ดาวพฤหัสบดีมีมวลเพียงประมาณ
1 ใน 80 ของมวลดาวฤกษ์ขั้นต่ำที่จำเป็นต่อการเกิดฟิวชันไฮโดรเจน
และประมาณ 1 ใน 13 ของมวลขั้นต่ำของดาวแคระน้ำตาล
นั่นหมายความว่า แม้ดาวพฤหัสบดีจะใหญ่โตมากในระบบสุริยะ แต่ก็ยัง “เล็กเกินไป” ที่จะเป็นดาวฤกษ์หรือดาวแคระน้ำตาล
ดาวพฤหัสบดีเป็นแหล่งพลังงานความร้อนของตัวเอง
แม้จะไม่ส่องแสงเองเหมือนดาวฤกษ์ แต่ดาวพฤหัสบดี ปล่อยพลังงานออกมามากกว่าที่มันได้รับจากดวงอาทิตย์
พลังงานส่วนหนึ่งมาจาก
ความร้อนตกค้างตั้งแต่ยุคก่อตัวของระบบสุริยะ
การยุบตัวของมวลภายในอย่างช้า ๆ (Kelvin–Helmholtz contraction)
พลังงานนี้เป็นสาเหตุของ
พายุขนาดยักษ์
ลวดลายเมฆที่ซับซ้อน
การไหลเวียนของชั้นบรรยากาศที่รุนแรง
ซึ่งทำให้ดาวพฤหัสบดีเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่มีสภาพอากาศรุนแรงที่สุดในระบบสุริยะ
โครงสร้างภายในของดาวพฤหัสบดี
ดาวพฤหัสบดีไม่มีพื้นผิวแข็งแบบโลก
โครงสร้างของมันเปลี่ยนจากก๊าซไปเป็นของเหลว และอาจมีแก่นแข็งเล็กน้อยอยู่ลึกลงไปภายใน
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าภายในดาวพฤหัสบดีประกอบด้วย
ชั้นไฮโดรเจนในสถานะโลหะ ซึ่งนำไฟฟ้าได้
เป็นแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังที่สุดในระบบสุริยะ
สนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีมีความแรงมากจนสามารถก่อให้เกิดแถบรังสีอันตรายรอบดาว และส่งผลต่อดวงจันทร์บริวารหลายดวง
บทสรุป
ดาวพฤหัสบดีไม่ใช่ดาวฤกษ์ แต่เป็น ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ ที่มีขนาดใหญ่และมีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ แม้จะประกอบด้วยธาตุเดียวกับดาวฤกษ์ แต่ก็มีมวลไม่เพียงพอที่จะจุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน
อย่างไรก็ตาม ดาวพฤหัสบดีไม่ได้เป็นเพียงก้อนก๊าซธรรมดา แต่เป็นวัตถุที่มีโครงสร้างภายในซับซ้อน มีพลังงานภายในสูง และมีบทบาทสำคัญต่อเสถียรภาพของระบบสุริยะ ทั้งในแง่แรงโน้มถ่วงและการป้องกันวัตถุขนาดเล็กจากอวกาศที่อาจพุ่งเข้าสู่บริเวณดาวเคราะห์ชั้นใน
มันจึงเป็นทั้ง “ยักษ์ผู้พิทักษ์” และห้องทดลองธรรมชาติของฟิสิกส์ดาวเคราะห์ ที่ยังคงรอให้มนุษย์ศึกษาและค้นพบความลับต่อไป