当前位置: 华文世界 > 科学

木星是一颗气态星球,为什么陨石撞击木星,不能穿透整个木星?

2024-07-26科学

导语

陨石作为太阳系中充斥其中的小型天体,不少都被认为是太阳系形成过程中遗留下来的物质,正因为这样的原因,科学家们早已派出无数次探测器前往宇宙深处,寻找宇宙是否还有生命的迹象。

然而在这些研究中却发现一个非常令人疑惑的问题——我们都知道木星是一颗非常古老的气态星球,但是为什么陨石撞到木星表面后,却不能穿透整个木星呢?

陨石撞击木星的原因。

众所周知,我国的太空探测器天问一号就曾降落到火星的表面,即使是成本也非常高昂的火星车上也搭载着摄像头,用于记录行驶过程中地表的各种情况。

然而一旦降落到木星,这一切的摄像头和记录器就会失去它们的功能,因为木星的表面大多由氨和甲烷所组成的云层所遮掩着,摄像头什么的就会非常无用。

正是由于这厚实的云层挡住了光照,使得木星的表面也瞬间变得非常黑暗,无法反射出太阳光,所以即使人类有登陆过木星这一天,也是各种黑暗的景象。

然而形成这严密的云层也正是因为木星内部的高温,木星内部是由氢气和氦气以及一小部分微量气体,比如甲烷之类的气体组成的,这些气体在高温的作用下一定程度上又形成了等离子体,而这些等离子体与凝结物质之间所进行的复杂的物理化学反应,也正是木星产生的丰富的气体层。

这层气体与物质混合在一起形成了非常厚实的云层,成为木星表面的保护层,也是冲击物体最前沿的层,因此也是物体能够到达的最近的一层地方,这也是陨石无法穿透木星的原因之一。

地球的大气层厚度在50公里左右,那么陨石要想穿透地球表面,所需要的速度就在72公里每小时,而木星的直径是地球的11倍,在地球的引力加速度上,木星的引力加速度更加大,所以陨石在进入地球的过程中就已经被地球环绕的大气层垂直撞击了。

如果要让陨石穿透地球的话,那它的速度就必须在40.5万公里每小时,这个速度已经远远超出了地球的逃逸速度——11.2万公里每小时,那么这样的速度也会让地球上的物体全都跟着一起飞走,成为一个小行星。

由此可见,地球的密度和新西兰环绕的大气层就形成了一道「阻力」,这样陨石才不能从地球的一面穿到另一面,最终很大一部分会在撞击大气层的过程中烧毁,只有非常小的一部分最终会掉落到地球表面。

但回到木星身上,木星的密度比地球小得多,没有地球般的大气层能够阻挡陨石,所以陨石为什么还不能从木星的一面撞到另一面呢?

木星内部结构所致。

还有一个原因,那就是木星表面之下的内部结构,众所周知,木星是太阳系中的最大的气态行星,可以说木星的内部都是气体构成的。

但木星的内部并不是一碗水端平的,木星的内部结构还是非常丰富多样的,主要分为三种不同的组成。

距离木星表面最近的一层就是海洋层,这层主要是由清澈的液态氢组成的,深度约为3000公里,这同样是由于高温的作用,因此海洋层中氢气处于高温高压的状态,和液态一层,并且中央的温度已经达到了1万摄氏度,这绝对是火海烧模样。

再下面一层是岩石层,这层主要有水、甲烷和氨组成,深度约有1.2万公里,水和甲烷的温度约为2000摄氏度,氨的温度约为1000摄氏度,这样下去,温度逐渐降低,气体和液体逐渐凝固,最终形成了木星的核心,直径有5000公里。

先不说这样的核心是不是地球人类能够站立的,单就密度就已经远远超越了地球的密度,但是它主要是由金属和石头组成的,而地球的内核就是木星核心里的钛合金。

因此,陨石要想穿过木星表面都还没有进入到核心层,这也是陨石无法穿透木星的主要原因之一。

因此,木星的内部结构越是往下,密度就会越大,如果陨石有能力穿透整个木星,那么它的密度也必须和木星一样才行,然而陨石的密度显然也无法达到这一点,所以它是没办法穿透木星的。

然而如果只是这一个原因的话,按照我们现有的知识和观测来看,陨石并不可能会从一侧撞击到另一侧行星,他最终也会从另一面飞出来。

但是实际上木星的引力是非常强大的,所以陨石一旦被木星辐射的引力吸引的话,它所受的引力加速度就会非常大,甚至达到地球的37倍,如果陨石的碰撞角度非常正的话,它是可以被撞破的,但是如果角度不正的话,那么无论陨石的密度怎么样,最终都会沿着木星的表面运行一圈又一圈。

所以要想让陨石从一面撞击到另一面,摆脱最大的障碍是模拟陨石撞击的角度,当角度非常小的时候,陨石是无法穿透木星的。

木星的磁场。

那么在现实中我们又是怎么得知木星并没有被陨石贯穿的呢?

这是因为木星身上的磁屏障,这一屏障是由木星的磁层与太阳风之间的相互作用所形成的,太阳风中带正电荷的质子在磁场作用下被排斥到木星的远端,形成了一个磁层,这一层磁层能够阻挡掉大量的电荷粒子,使得木星的磁场深度加深,从而形成一道磁屏障,抵挡住了大量的带电粒子,防止其进入木星的内部。

然而,正是因为这道磁屏障的存在,使得带电粒子无法进入木星,反而形成一个天然的磁屏障,这也正是木星维系自己岩石层和核心层之间物质分布均匀性的原因。

因为如果木星的大气层中的磁场被打破,那么就会导致核心层和大气层的磁场之间相互混合,这也就会导致木星内部结构的原本分布不均匀,就此崩溃,甚至会出现地质活动,是木星万劫不复。

尽管科学家们已经针对木星做了大量的研究,证明了木星并不会被陨石穿透,但是这一问题仍然存在着某些争议,因为有些科学家们认为木星能够被陨石贯穿,他们认为陨石能够穿透木星的原因,是因为木星是气态行星,其大气层比较厚,所以行星质量主要集中在核心层,所以陨石是能够穿过木星的。

结语

说了这么多,是不是有点乱,其实这些只是对木星问题的一小部分讨论而已,很显然目前来说,我们并没有能力派飞船前往木星,也无法得知木星的问题,所以我们也不可能知道这些争议的问题的答案。

但是这些问题也正是激发科学家们探索宇宙的好奇心,是他们的探索让我们对太阳系演化的过程有了更深的认识,即便这一问题没有最后的答案,但是这一讨论的过程也是科学研究的一部分,也正是由于这些问题的存在,科学才会不断的发展起来,因此,我们要不断地探索,也许有朝一日,科学家们真的搞出了「反重力飞船」前往木星,我们就能够得知木星的真相了。

或许正是这个问题的存在,科学家们对木星的探索才会不断深入,同时也会为木星后来的探索和研究提供新的思路,从而进一步深入到木星的内部结构和磁场,这无疑会为我们更加深入理解行星形成和演化过程提供非常重要的线索和见解。

另一方面,木星作为太阳系中的巨大气态行星,和地球这样的小型固态行星相比,具有截然不同的内部结构和磁场特性,正是因此,我们才能够充分感受到太阳系中行星多样性的魅力,也从中汲取深刻的养分和启发,为我们认清太阳系和宇宙本质提供丰富的视角和思考。

因此,问题不是问题,探索就是探索,正是这种不断思考和探索的过程,才能够让我们不断发现新的知识和见解,也为科学研究开辟新的道路,激发科学家们探索更广阔领域的无限热情和勇气。