Helium i Jupiter

Svar:

Hej Jørn,

Jupiter består ikke kun af helium, men af en blanding af hydrogen, helium, og en smule tungere grundstoffer, stort set i samme forhold som Solen består af.

Men du har helt ret i, at stjerner danner helium ved fusion af hydrogen (brint). Det er sådan de skaber energi, og derfor at de lyser.

Stjerner er ikke lige effektive

En stjerne som Solen konverterer i omegnen af 10% af dens hydrogen til helium, før dens kerne til sidst har for lidt hydrogen til at fusionen kan fortsætte, og den bliver til en rød kæmpe.

Tunge stjerner er lidt mere effektive, fordi de har mere konvektion, dvs. de blander deres gas bedre. Lav-masse-stjerner er endnu bedre, men lever til gengæld så længe, at de fleste af dem stadig er i gang.

Jupiter: ligesom Solen, men ikke helt

Mellem stjernerne er det såkaldte "interstellare medium" — dén gas (og støv), hvoraf nye stjerner dannes.

Solsystemer skabes, når en tilstrækkelig tæt klump af gas kollapser under sin egen vægt. Fordi Jupiter og Solen er skabt af den samme sky, har de også cirka samme forhold mellem mængden af hydrogen og mængden af helium, selvom Solen nu efter små 5 mia. år har fået lidt mere helium i sin kerne.

Desuden får det høje tryk i Jupiters inde helium til at fortættes i små dråber, som "regner" indad. Derfor har Jupiters atmosfære kun ca. 80% så meget helium som Solen, mens kernen så til gengæld er mere heliumrig.

Jupiter har også flere tungere grundstoffer, fordi den er skabt i den skive af støv og gas, som dannede sig omkring Solen og blev til planeter.

Disse tunge grundstoffer er dog sunket ind mod kernen, sådan at Jupiters øvre atmosfære består af ren hydrogen og helium.

Big Bang nukleosyntese

Men selvom stjerner laver helium, er langt størstedelen af Universets helium ikke skabt af stjerner. I stedet blev det skabt i den proces som hedder nukleosyntese, som fandt sted kort efter Big Bang — tre minutter, for at være mere præcis. Her var temperaturen faldt til behagelige 1 milliard grader, sådan at hydrogenen kunne fusionere til helium.

^{Hvordan blev det første atom dannet? Hvor kom det fra? | Big Bang Nukleosyntese (video på engelsk).}

Efter et kvarters tid var der dog blevet for koldt, og så stoppede festen. På dette tidspunkt var ca. 75% af Universets masse hydrogen, mens 25% var helium, og så var der en lille bitte smule lithium.

Efter små 14 milliarders års stjernedannelse er mængden af helium i Universet steget lidt, men ikke meget. I dag har vi i gennemsnit ca. 70% hydrogen, 28% helium, og 2% tungere grundstoffer.

Bedste hilsener,
Peter Laursen, Astrofysiker, Cosmic Dawn Center