木星居然在放熱!天文學家:它正積蓄力量,未來或將成為恒星
2024/04/06

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綜述

木星是太陽系中的不折不扣的「巨無霸」。它能裝下1316個地球,質量是地球的317倍。巨大的體型和質量使其在行星隊列中「鶴立雞群」。它同時也是一個「守護者」,以巨大的引力吸引著各種小行星和彗星,將它們牢牢束縛,保護著地球和其他行星的安全。

木星是一顆氣態星球,其構成元素和太陽類似,它除了在軌道上靜靜地旋轉外,還在默默地向外部釋放熱量。天文學家猜測,未來它或許會成為一顆恒星。

氣態巨星

木星的英文單詞是「Jupiter(朱庇特)」,他是古羅馬神話中的主神,掌管天空,雷電和法律,是凡間的眾神之王,羅馬的守護神。

現實中,木星就是地球的守護神。億萬年來,它以強大的引力束縛著各種小行星和彗星,使地球免受各種小型天體的侵害。如果沒有木星,地球不知要承受多少次小行星撞擊,生命的演化歷程會被頻繁打斷,也許就不會有人類文明存在。

木星和太陽系中其他行星誕生時期相同,形成于45億年前,它的主要構成元素是氫和氦,和太陽構成元素類似。

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天文學家認為,木星很可能是太陽形成后剩余的「邊角料」。

木星上沒有固態巖石表面,木星最外層是氫和氦組成的云層,逐漸深入內部,氣體密度越來越大,如同鋼瓶中的液化氣一樣,氣體過渡成了液態,形成了包裹整顆星球「海洋」,而在海洋深處,氣體又在巨大壓強下變為固態。

氣態,液態和固態之間并沒有涇渭分明的界限,也就是在木星上,不存在真正的表面。木星的外部,有一個寬闊的光環,寬約6500公里,厚約10公里,由大量的塵埃和黑色巖石組成,每塊巖石直徑在幾十米至幾百米不等,圍繞著木星旋轉,旋轉一周約七小時。

木星外環形成于隕石和衛星的撞擊。各種天體撞擊木星衛星后,部分塵埃和碎石會逃逸出來,在木星引力和磁場的作用下,繞著木星規律旋轉。

放熱原因

近些年來,天文學家在對木星的探測中發現,木星作為一顆行星,居然在一刻不停地向外釋放熱量。探測器探測到的木星溫度,比理論計算中的溫度要高出20℃,它所釋放的熱量,

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比它在太陽那里吸收到的熱量要多出1.5倍。

一般來講,只有星核內部溫度超過2萬K時,星體才會釋放出強且穩定的熱輻射流。木星最外層的溫度只有165K(-108℃),液態氫氦海洋的溫度卻高達1萬K,最內部的星核,溫度可能超過2.5萬K。

除了高溫星核外,木星散發出熱量還與磁場有關。星核中存在大量的金屬氫和氦,在木星上形成了強大的內外磁場,其磁場強度是地球的1.8萬倍。

磁場和引力會不斷俘獲來自外部能量和物質,這些物質有的來自太陽,有的是木衛一上的火山噴發物,它們主要以帶電粒子流的形式存在,被木星的磁場驅使,進入木星兩極地區,沉淀后釋放能量并加熱大氣。

木星不斷釋放的熱量,已經使木衛一表面的冰層逐漸消失,但在距離較遠的衛星上,依然有冰層存在。

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會成為恒星嗎?

太陽等恒星向外部釋放熱量,靠得是內部不斷進行的核聚變反應。氫有三種主要同位素,即「氕氘氚」。2個氕聚變為一個氘,然后1個氘再和1個氕聚變為1個氦-3,也有可能是2個氦-3聚變為1個氦-4……

恒星內部就依靠類似如此的聚變,源源不斷向外部釋放熱量。木星擁有大量的氫和氦,已經具備了足夠的燃料,內部星核溫度高達2.5萬K,具備了熱核反應的高溫條件。

雖然木星的很多特征和恒星類似,但它現在還不能成為一顆恒星,因為它的質量太小了。銀河系中最小的恒星,「羽量級」紅矮星EBLM J0555-57Ab,其質量就是木星的80倍。

木星要想踏入「恒星境「,必須還得努力「增肥」才可以。只有擁有足夠的質量,內部星核才會達到恒星熱核反應所需要的高溫和高壓條件。但目前木星并沒有「增肥」的機會,即使木星把太陽系內其他的行星和小天體都吞掉,質量依然夠不到「恒星境」的門檻。

木星將來突破的唯一可能就是在50億年后,太陽壽終正寢化為紅巨星,拋射大量物質向太陽系時,木星依靠自身引力努力吞噬,增加自身的質量。

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但即使如此,木星完成突破的機率依然很小。太陽拋射出的物質不會超過自身質量的1/10,而且沒有的固定方向,木星不可能吞噬掉所有的物質。到時木星質量可能會有所增大,但也很難完成突破,變成一顆真正的恒星。

結尾

盡管木星諸多方面表現出與恒星相似的特征,但要成為真正的恒星,仍存在重重障礙。木星目前的質量遠遠不夠。即便在未來太陽壽終正寢,成為紅巨星時,木星吞噬拋射物質完成突破的機會也十分有限。因此,木星成為恒星的可能性微乎其微。

如果50億年后,木星幸運地完成了突破,踏入「恒星境」,那麼它很可能就有代替太陽,成為太陽系中新的恒星,到時「太陽系」或許該改叫「木星系」,但這一切只存在于想象中,畢竟50億年后,人類文明是否存在都不一定呢。

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