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木星竟然在放热!天文学家:它在积蓄能量,未来可能成为恒星

2024-10-29科学

就爱因斯坦那质能方程式E = MC2来说啊,这方程式里呢,M是太阳的质量,大概有2×103?千克那么重。C呢,就是光速,差不多是3×10?米/秒(也就是30万公里每秒)。靠着爱因斯坦这个质能方程,咱就能算出太阳总共能释放的能量E是1.26×10??焦耳。还有啊,太阳每秒释放的能量,也就是太阳的光度,科学家都给测出来了,是3.85×102?瓦特。核聚变呢,就是那种质量小的原子,像氘核(一个质子加一个中子组成的)或者氚核(一个质子加上一两个中子组成的),在温度超高的时候,就凑一块儿变成新的原子核——氦核,这么着就释放出老大的核能了。在太阳里边儿,氢原子核在超高温下聚变,然后就以热和光的形式把巨大的核能给放出来了。

嘿,您知道吗?太阳的核心那可是无时无刻不在搞氢弹爆炸呢,这威力可比原子弹爆炸大多了。核聚变反应的时候啊,四个氢原子凑一块儿就变成了一个氦原子。可怪了,这个新的氦原子质量比四个氢原子加起来要小。不过呢,少的那些质量可没凭空没了,按照爱因斯坦那个质能方程式E=mc^2啊,就变成能量啦,这就是太阳能量的来源呢。咱们地球每秒接收的能量也就大概是太阳总能量的22亿分之一。您可别小瞧这22亿分之一的能量啊,它跟地球上100万吨煤炭烧起来的能量总和是一样多的呢。在太阳系里有八大行星,木星的体积和质量那是最大的。好多科学家以前都寻思着,木星啊,其实是太阳系里藏着的另一颗恒星呢。

木星向外散出去的热量啊,比从太阳那吸收来的热量多出1.5倍呢。这就表明啊,木星内部肯定有额外的热源。科学家呢,琢磨着木星内部的温度和压力,再加上它是气态巨行星,好多科学家就寻思着,木星这是在积攒能量,打算成为太阳系里的第二颗恒星呢。木星可是太阳系里个头和分量都是最大的行星。它能保护地球,让那些小行星撞不到地球。科学家深入研究木星之后发现,木星这颗行星可吓人了。为啥这么说呢?首先啊,木星自转速度那叫一个快。咱都知道地球转一圈大概得24小时,木星呢,转一圈差不多是9小时50分钟。木星个头那么老大,自转还这么快,这不就意味着木星上肯定有特别强烈的风暴嘛。

1665年,人类头一回瞅木星的时候,就瞧见木星上有块大红斑。打那起,到现在都过了350多年喽。刚开始啊,科学家寻思,木星上这块大红斑,估摸是木星气流打旋儿弄出来的,应该没一会儿就得消失。可后来科学家研究来研究去发现,木星这大红斑能放出老大的能量呢。这能量到底咋来的呀?到现在科学家还在琢磨呢。嘿,难不成木星这大红斑是有人故意弄上去的?科学家还发现,木星大红斑的直径,那跨度都超2万公里了,最长的时候能到4万公里。这么说吧,这大红斑的直径可比地球直径还大,咱都没法想象这么老大个的风暴眼得有多厉害呢。

木星啊,那可是颗气态行星呢。打它刚诞生的时候,就跟个大吸尘器似的,吸收了老多氢气了。这就导致木星里氢元素占总质量的百分之70往上。科学家瞅木星瞅半天了,发现木星引力大得吓人。啥东西只要一进木星引力圈儿,速度就蹭蹭往上涨,比木星还快。而且这东西飞的时候会摩擦,一摩擦那温度就高达15000摄氏度。咱人类虽说对木星了解了一些,可木星里藏着不少秘密,咱还蒙在鼓里呢。木星这质量和体积都老大了,可它想变成一颗恒星,那也不是闹着玩儿的事儿。科学家研究出来了,银河系里质量最小的恒星是红矮星EBLMJ0555 - 57AB,离地球可有630光年远呢。

它的质量才是太阳的一半呢,就这,这颗红矮星内部的核聚变反应已经慢得不像话了,结果就是它特别长寿,通常红矮星的寿命能有数千亿年。嘿,看到这儿,不少朋友可能就纳闷儿了,为啥质量小的恒星能活那么久呢?科学家计算出来的,恒星寿命等于燃料量除以消耗率。核聚变用的燃料量和恒星刚开始靠核反应产能量时的总质量是成正比的,所以燃料量就等于k乘以初始质量,消耗速率就是恒星的光度,这么一来,恒星作为主序星存在的时间就等于k乘以初始质量再除以光度。说白了,就是大质量的恒星消耗能量可比小质量的恒星快多了。

要是有颗恒星体积是100万公里,那它里边也就80万公里的地儿在核聚变呢。要是恒星体积变成500万公里了,嘿,它里边400万公里的地方都在核聚变。再要是恒星体积到了1000万公里,那它里头800万公里的区域都核聚变起来喽。这就跟大火炉和小火炉似的,大火炉体积老大了,所以它得烧好多东西,烧得还特快。这就是为啥质量大的恒星寿命短呗。现在科学家在宇宙里发现最大的恒星叫斯蒂芬森2 - 18,半径达到15亿公里,是太阳的2158倍呢。要是把这颗星搁太阳那地儿,离它最近的行星可就不是水星了,得是海王星喽。

恒星演化模型里讲啊,红矮星这玩意儿质量虽说比太阳小,可也能到太阳的一半左右呢。木星呢,体积倒是挺大,可质量啊,只有太阳的百万分之一左右。这就导致木星内部那温度和压力,根本就不够格儿,氢元素在木星里头没法搞持续的核聚变反应。科学家算了一下,最小的恒星质量下限得是80个木星那么重。所以啊,木星再怎么折腾,也成不了恒星。再说了,在太阳系里,太阳把大部分物质都给占了,木星也没别的物质能吸收来变成恒星了。不过呢,在气态行星和恒星中间,还有一种叫棕矮星的星球,这棕矮星的质量啊,离恒星下限已经很近很近喽。

可是呢,没有额外的质量能加进去,它里面的氢元素就没法核聚变,光氘在那儿烧呢。这么一来啊,从外边瞅,它就是个棕红色的气态行星,表面还有跟木星差不多的条纹。现在啊,科学家发现棕矮星的质量在木星质量的15到80倍之间。这棕矮星在宇宙里数量少得可怜,科学家用韦伯望远镜到现在就瞅见了一颗。韦伯望远镜的主镜直径可有6.5米呢,是哈勃望远镜直径的2.7倍,是斯皮策太空望远镜直径的7.6倍。这韦伯望远镜是由18个镀了金膜的六边形反射镜拼起来的,跟传统太空望远镜的设计风格不太一样。韦伯望远镜的光学设计是三反射镜消像散,靠弯曲的二级和三级镜来传图像,把光学像差给搞定,还有个精细的转向镜,能让图像稳稳当当的。为了调好光学系统,韦伯太空望远镜还配了126个小电机呢。就靠着韦伯望远镜,科学家对宇宙看得更明白了。

嘿,要是有人硬把木星变成一颗恒星啊,那木星的四颗卫星对人类来说可就更宜居喽。土星周围的卫星温度也得跟着升高呢。1997年的时候啊,美国发射的卡西尼 - 惠更斯号探测器,飞了7年多才到土星附近。到那儿之后,对着泰坦星观测了120次,采了老多数据了。科学家就靠着这些数据,把泰坦星的地图给画全乎了。研究发现啊,这泰坦星的大气层主要是氮气,跟地球的大气层有点像。可泰坦星的海洋结构和地球差老多了。泰坦星的海洋上层是甲烷构成的油乎乎的那种海洋,下层才是液态水。科学家就琢磨了,这星球的海洋里啊,可能有和地球上完全不一样的生命呢。就因为这星球跟地球有不少相似的地儿,美国NASA就宣布了,2026年的时候,要再发射个探测器,钻到泰坦星里头去探索探索,到时候就能知道泰坦星上到底有没有生命了。

嘿,要是木星变成恒星呢,那泰塔星的温度可就得噌噌往上升了,生命诞生那就是眼巴前儿的事儿。可照现在的说法啊,木星没那本事变成恒星。所以呢,在咱太阳系里,恒星就太阳独一份儿。要是太阳系再多出个恒星,对地球上的生命那可就是大灾难啊。为啥呢?多一颗恒星,太阳系的平衡就被搅和乱套了,行星的轨道就跟喝醉了酒似的错乱起来,搞不好行星就得互相撞一块儿去。这一撞啊,地球上的生命可就玩儿完了,人类也别想逃过灭绝的命。您可别小瞧这撞击的事儿,就一颗小行星撞地球,那都能搞出生物大灭绝来呢。就像6500万年前,有颗直径10公里的小行星撞了地球,一下子地球上百分之90的生物都没了。

那时候地球的老大可是恐龙呢,恐龙在地球上当家作主了1.6亿年。要不是小行星来那么一下子,说不定恐龙现在还活得好好的呢。人类是在恐龙完蛋之后才冒出来的。虽说现在人类都能走出地球去宇宙里溜达了,可宇宙里好多事儿人类还是搞不明白,到现在科学家也正使劲儿研究呢。就现在而言,人类连太阳系都冲不出去,还谈什么探索宇宙的秘密哟。46年前吧,科学家往太阳系外面发射了旅行者1号和2号探测器,为啥发射这俩玩意儿呢?就是盼着它们能飞出太阳系,去瞅瞅太阳系外边儿的秘密。可这都过去好多年了,旅行者1号和2号探测器还没飞出太阳系呢。科学家算过了,就照它们这飞的速度来看。

飞出太阳系啊,那起码得上万年呢!这时间对咱人类来说,简直长得没边儿了。所以啊,科学家们就绞尽脑汁琢磨着咋把飞船速度提上去。俺寻思着,咱人类可是地球上最聪明的生物,科技也一直在发展进步呢。虽说现在还飞不出太阳系,可只要人类能一直这么不放弃地努力,以后科技发达了,肯定能飞出去,到时候就能去探索更宽广的宇宙啦。俺就盼着人类能早点实现这梦想呢。大伙对这事儿有啥想法没?