Júpiter não é uma estrela porque faltou massa — e faltou muita. Ele tem os mesmos ingredientes do Sol, principalmente hidrogênio e hélio, mas, nas palavras da própria NASA, "não cresceu o suficiente para acender". Para ligar a fusão nuclear e virar uma estrela de verdade, Júpiter precisaria ser cerca de 80 vezes mais massudo do que é.
Isso não é um detalhe. Oitenta vezes a massa de Júpiter é mais do que vinte e cinco mil Terras de material extra. Chamar Júpiter de "estrela fracassada" dá a impressão de que ele quase conseguiu. Não chegou nem perto.
O que separa um planeta de uma estrela
Uma estrela é, antes de tudo, um forno nuclear. No centro dela, a gravidade aperta tanto o hidrogênio que núcleos de átomos se fundem uns nos outros, formando hélio e liberando energia. É essa energia que faz a estrela brilhar por conta própria.
Planeta não faz isso. O brilho de Júpiter que você vê no céu é luz do Sol refletida, exatamente como acontece com a Lua.
A fronteira entre as duas categorias não é um gosto pessoal de astrônomo: é um número físico. Para a fusão de hidrogênio começar e se sustentar, o núcleo precisa passar de uma pressão e de uma temperatura mínimas, e isso só acontece quando o corpo tem pelo menos 0,08 vez a massa do Sol.
Usando as fichas planetárias da NASA, dá para traduzir esse limite em "júpiteres". A ficha do Sol dá massa de 1.988.400 × 10²⁴ kg, e a de Júpiter, 1.898,13 × 10²⁴ kg. Dividindo, o Sol tem 1.048 vezes a massa de Júpiter (conta nossa). Então 0,08 vez a massa do Sol dá, arredondando, 84 massas de Júpiter — que é exatamente de onde sai o "cerca de 80 vezes" que a NASA publica.
Dois números da NASA, e os dois servem
Vale um aviso de honestidade, porque quem pesquisar vai esbarrar nos dois.
Em um material, a NASA diz que "são necessárias cerca de 80 vezes a massa de Júpiter para que ele chegasse ao ponto de virar um sol". Em outro, diz que Júpiter precisaria de "mais de 70 vezes a massa atual" para iniciar a fusão.
Os dois estão certos, e a diferença é a fronteira ser borrada. O limite exato depende da composição química do corpo — quanto hélio e quanto de elementos pesados ele tem — e varia de uns 70 e poucos a uns 90 em massas de Júpiter, conforme o modelo. A literatura costuma arredondar em 80, e é o número que usamos aqui.
| Objeto | Massa (em massas de Júpiter) | Acende? |
|---|---|---|
| Terra | 0,003 | Não |
| Júpiter | 1 | Não |
| Limite entre planeta e anã marrom | ~13 | Queima só o deutério, um hidrogênio pesado |
| Anã marrom típica | 13 a 80 | Queima deutério, não hidrogênio comum |
| Limite para virar estrela | ~80 | A partir daqui, sim |
| Sol | 1.048 | Sim, há 4,6 bilhões de anos |
O meio-termo que quase ninguém conhece: as anãs marrons
Entre o maior planeta e a menor estrela existe uma terceira categoria, e ela resolve boa parte da confusão.
Anã marrom é um corpo massudo demais para ser planeta e leve demais para ser estrela. A faixa é de 13 a 80 massas de Júpiter. Ela não consegue fundir hidrogênio comum, mas consegue fundir deutério, uma versão pesada do hidrogênio que tem um nêutron a mais no núcleo e que se funde em condições mais brandas. É por isso que às vezes se diz que anãs marrons "quase" são estrelas: elas até fundem alguma coisa, só não a coisa principal, e não por muito tempo.
O detalhe mais curioso está na ilustração acima: uma anã marrom, com dezenas de vezes a massa de Júpiter, tem mais ou menos o mesmo tamanho dele. Acrescentar massa a um corpo desses não o faz inchar — faz o interior se comprimir mais, e o diâmetro quase não muda. É como empilhar peso sobre um colchão de espuma: a altura da pilha cresce bem menos do que o peso que você põe em cima.
Júpiter já produz calor próprio, só que não por fusão
Aqui vem a parte que surpreende: Júpiter não é um corpo frio e inerte. Ele esquenta sozinho.
A prova está na ficha planetária da NASA, em duas linhas que raramente são lidas juntas:
- Temperatura de corpo negro: 109,9 K. É a temperatura que Júpiter teria se fosse aquecido apenas pelo Sol.
- Temperatura medida no nível de 1 bar: 165 K. É a temperatura real na camada onde a pressão é igual à da atmosfera da Terra ao nível do mar.
O planeta está mais quente do que a conta solar prevê. Sobra calor, e esse calor vem de dentro.
A origem não é fusão nuclear. A explicação aceita é a contração: Júpiter ainda estaria encolhendo lentamente sob o próprio peso e, como gás comprimido esquenta, essa compressão vagarosa libera energia há bilhões de anos. É o mesmo mecanismo que aqueceu o caroço central que viraria o Sol, contado em Como se formou o Sistema Solar? A história, passo a passo — só que em Júpiter ele nunca chegou longe o bastante para acender nada. O planeta está, em câmera lenta, fazendo o que uma estrela faz antes de ligar, e parado nesse ponto desde então.
Tem mais um dado que ajuda a entender o quanto Júpiter depende de si mesmo: lá, a luz do Sol chega com apenas 50,26 watts por metro quadrado, contra 1.361 W/m² aqui na Terra. Ou seja, Júpiter recebe 3,7% da luz solar que recebemos (conta nossa).
Ele tem os ingredientes do Sol, e isso não é coincidência
A composição da atmosfera de Júpiter, segundo a ficha da NASA, é de 89,8% de hidrogênio molecular e 10,2% de hélio — porcentagens por volume —, com traços de metano, amônia e água. O Sol é dominado pelos mesmos dois elementos, com 73% de hidrogênio e 25% de hélio em massa. As duas contas não são comparáveis direto, porque uma mede quantas moléculas e a outra quantos quilos, mas o recado é o mesmo: os dois são, essencialmente, bolas de hidrogênio e hélio.
Isso não é acaso. Os dois se formaram da mesma nuvem, ao mesmo tempo, com o mesmo material — história que contamos em Como se formou o Sistema Solar? A história, passo a passo. O Sol ficou com mais de 99% de toda a matéria disponível. Júpiter ficou com a maior parte do que sobrou: segundo a NASA, ele tem mais que o dobro do material de todos os outros corpos do Sistema Solar somados.
A diferença entre virar uma estrela e virar um planeta foi, literalmente, uma questão de quem chegou primeiro na fila do gás. Se quiser ver o tamanho dessa diferença em números, vale Júpiter: o maior planeta do Sistema Solar em números.
"E se Júpiter virasse uma estrela?" — a pergunta que não se sustenta
Essa ideia aparece bastante, em geral ligada a filmes de ficção. Ela esbarra num problema de aritmética.
Para chegar às 80 massas de Júpiter, seria preciso acrescentar 79 Júpiteres de material. Todo o resto do Sistema Solar junto — Saturno, Netuno, Urano, todos os planetas rochosos, todas as luas, todos os asteroides e cometas — soma menos da metade de um Júpiter. Não existe no Sistema Solar nem perto da matéria necessária. Seria preciso trazer massa de fora.
E, se por algum milagre isso acontecesse, o céu da Terra não ficaria dramaticamente diferente. Uma estrela com 80 massas de Júpiter é uma anã vermelha, o tipo mais fraco e mais comum que existe. À distância em que Júpiter está, ela apareceria como um ponto muito brilhante — bem mais que Vênus — mas não traria nem calor relevante nem um segundo dia. A Terra continuaria com noites.
Para calibrar essa intuição de tamanhos e brilhos, vale Qual é a maior estrela do universo? E por que o Sol é pequeno.
