كتلة كوكب المشتري

كتلة المشتري ، أو ما يُسمى أيضًا بكتلة جوفيان ، هي وحدة قياس الكتلة التي تُساوي الكتلة الإجمالية لكوكب المشتري . قد تُشير هذه القيمة إلى كتلة الكوكب وحده ، أو إلى كتلة نظام جوفيان بأكمله بما في ذلك أقمار المشتري . يُعدّ المشتري أكبر كواكب المجموعة الشمسية كتلةً ، إذ تبلغ كتلته حوالي 2.5 ضعف كتلة جميع الكواكب الأخرى في المجموعة الشمسية مجتمعة. ^{[ 2 ]}

كتلة كوكب المشتري هي وحدة كتلة شائعة في علم الفلك تستخدم للإشارة إلى كتل الأجسام الأخرى ذات الأحجام المماثلة، بما في ذلك الكواكب الخارجية والكواكب الخارجية والأقزام البنية ، حيث توفر هذه الوحدة مقياسًا مناسبًا للمقارنة.

يمكن التعبير عن أفضل قيمة معروفة حاليًا لكتلة كوكب المشتري على النحو التالي:1898130 yottagrams  : ^{[ 1 ]}​​

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=(1.89813\pm 0.00019)\times 10^{27}{\text{ kg}},}$$

وهو ما يعادل حوالي 1/1000 من كتلة الشمس (حوالي 0.1% من كتلة الشمس ₎ : ^{[ 3 ]} 

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }={\frac {1}{1047.348644\pm 0.000017}}M_{\odot }\approx (9.547919\pm 0.000002)\times 10^{-4}M_{\odot }.}$$

يبلغ حجم كوكب المشتري 318 ضعف حجم الأرض:

$${\displaystyle M_{\mathrm {J} }=3.1782838\times 10^{2}M_{\oplus }.}$$

تبلغ كتلة كوكب المشتري 2.5 ضعف كتلة جميع الكواكب الأخرى في المجموعة الشمسية مجتمعة - وهي كتلة هائلة لدرجة أن مركز ثقله مع الشمس يقع خارج سطح الشمس على بعد 1.068 من نصف قطر الشمس من مركز الشمس. ^{[ 4 ]} 

نظراً لأن كتلة كوكب المشتري كبيرة جداً مقارنة بالأجسام الأخرى في النظام الشمسي ، يجب تضمين تأثيرات جاذبيته عند حساب مسارات الأقمار الصناعية والمدارات الدقيقة للأجسام الأخرى في النظام الشمسي، بما في ذلك القمر وحتى بلوتو.

تشير النماذج النظرية إلى أنه لو كانت كتلة كوكب المشتري أكبر بكثير مما هي عليه الآن، لانهار غلافه الجوي، ولتقلص حجمه. ^{[ 5 ]} بالنسبة للتغيرات الطفيفة في الكتلة، لن يتغير نصف القطر بشكل ملحوظ، ولكن عند تجاوز 500 ضعف كتلة _{المشتري} (1.6 ضعف كتلة المشتري) ^{[ 5 ]} ، سيصبح باطنه أكثر انضغاطًا تحت الضغط المتزايد، مما سيؤدي إلى انخفاض حجمه رغم ازدياد كمية المادة. ونتيجة لذلك، يُعتقد أن قطر المشتري هو أكبر قطر يمكن أن يصل إليه كوكب بتركيبه وتاريخه التطوري. ^{[ 6 ]} ستستمر عملية الانكماش مع ازدياد الكتلة حتى يحدث اشتعال نجمي ملحوظ، كما هو الحال في الأقزام البنية عالية الكتلة التي تبلغ كتلتها حوالي 50 ضعف كتلة المشتري. ^{[ 7 ]} سيحتاج المشتري إلى أن تكون كتلته أكبر بحوالي 80 مرة ليدمج الهيدروجين ويتحول إلى نجم . ^{[ 8 ]} 

تُستنتج كتلة كوكب المشتري من القيمة المقاسة المعروفة باسم معامل كتلة المشتري ، ويرمز لها بـ GM _{_J}. تُحسب كتلة المشتري بقسمة GM_{_J} على الثابت G. بالنسبة للأجرام السماوية مثل المشتري والأرض والشمس، تُعرف قيمة حاصل ضرب GM_J بدقة تفوق بكثير دقة أي من العاملين على حدة. وتحد الدقة المحدودة المتاحة لـ G من عدم اليقين في الكتلة المُستنتجة. لهذا السبب، يُفضل علماء الفلك غالبًا الرجوع إلى معامل الجاذبية بدلًا من الكتلة المُحددة. تُستخدم نواتج ضرب GM_J عند حساب نسبة كتلة المشتري إلى كتل الأجرام الأخرى.

في عام 2015، حدد الاتحاد الفلكي الدولي قيمة ثابتة لمعامل كتلة المشتري الاسمي ، بغض النظر عن التحسينات اللاحقة في دقة قياس كتلة _{المشتري} . ويُعرَّف هذا الثابت على النحو التالي بالضبط

$${\displaystyle ({\mathcal {GM}})_{\mathrm {J} }^{\mathrm {N} }=1.266\,8653\times 10^{17}{\text{ m}}^{3}/{\text{s}}^{2}}$$

إذا كانت هناك حاجة إلى الكتلة الصريحة لكوكب المشتري بوحدات النظام الدولي للوحدات، فيمكن حسابها عن طريق قسمة GM على G ، حيث G هو ثابت الجاذبية . ^{[ 9 ]}

تتكون غالبية كتلة كوكب المشتري من الهيدروجين والهيليوم ، حيث يشكل هذان العنصران أكثر من 87% من كتلته الإجمالية. ^{[ 10 ]} تتراوح الكتلة الإجمالية للعناصر الثقيلة الأخرى غير الهيدروجين والهيليوم في الكوكب بين 11 و 45 ضعف كتلة الأرض _. [ ^{11 ] معظم} الهيدروجين على كوكب المشتري هو هيدروجين صلب. ^{[ 12 ]} تشير الأدلة إلى أن كوكب المشتري يحتوي على نواة مركزية كثيفة. إذا كان الأمر كذلك، فمن المتوقع ألا تتجاوز كتلة هذه النواة 12 ضعف كتلة _الأرض . لا تزال الكتلة الدقيقة للنواة غير مؤكدة نظرًا لقلة المعلومات المتوفرة حول سلوك الهيدروجين الصلب تحت ضغوط عالية جدًا. ^{[ 10 ]}  

• نصف قطر كوكب المشتري
• كوكب المشتري الساخن
• رتب المقدار (الكتلة)
• الكتلة الكوكبية
• الكتلة الشمسية