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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

2024-10-05科學

【綜述】

木星在太陽系裏那可是實打實的「巨無霸」。它能把 1316 個地球裝進去,質素是地球的 317 倍呢。就因為它那巨大的體型和質素,在行星隊伍裏特別顯眼,就跟鶴站在雞群裏一樣。它還是個「守護者」,靠著巨大的重力把各種小行星和彗星都吸引過來,緊緊地束縛住它們,這樣就保護了地球和其他行星的安全啦。

木星屬於氣態星球嘞,它的構成元素跟太陽差不多噠。它除了在軌域上安安靜靜地轉著,還在偷偷地往外面釋放熱量呢。天文學家估摸呀,以後它說不定能變成一顆恒星呢。

【氣態巨星】

木星的英文表達是「Jupiter(朱庇特)」哈,這朱庇特在古羅馬神話裏那可是超厲害的,掌管著天空呢,還有雷電以及法律,在凡間那可是眾神的老大,是羅馬的守護之神喲。

在現實裏呀,木星充當著地球的守護神呢。這億萬年來呀,它憑借著那強大的重力,把各種小行星和彗星都給束縛住啦,讓地球成功避開了那些小型天體的侵害。要是沒有木星的話,地球都不知道得遭多少回小行星的撞擊啦,生命的演化行程得頻繁被打斷,搞不好都不會有人類文明存在啦。

木星跟太陽系裏其他行星誕生的時間是一樣的,是在 45 億年前形成的。它主要的構成元素是氫和氦,和太陽的構成元素差不多。天文學家覺得,木星很有可能是太陽形成之後剩下的那些「零碎東西」。

木星沒有固態的巖石表面哈,它最外層是由氫和氦構成的雲層呢。越往內部深入,氣體的密度就變得越來越大啦,就跟鋼瓶裏的液化氣差不多,氣體慢慢過渡成了液態,然後就形成了包裹著整個星球的「海洋」喲。在那海洋的深處呀,氣體在巨大的壓強作用下又變成了固態呢。

氣態、液態和固態之間沒有特別清楚的界限呢,像在木星上,就沒有真正的表面啦。木星的外邊有一個很寬的光環,大概寬 6500 公裏,厚 10 公裏,是由好多塵埃和黑色巖石構成的,每塊巖石的直徑從幾十米到幾百米都有,它們在圍繞著木星轉,轉一圈大概要七小時。

木星的外環是由隕石和衛星撞擊形成的呀。那些各種天體去撞擊木星的衛星之後呢,有部份塵埃和碎石就會跑出來啦,在木星的重力以及磁場的影響下,就會繞著木星有規律地旋轉哦。

【放熱原因】

近些日子,天文學家在探測木星時留意到,木星身為一顆行星,竟然一直在持續不斷地向外釋放熱量呢。探測器所探測到的木星溫度,比按照理論計算出來的溫度要高 20℃,它釋放出的熱量,比從太陽那裏吸收到的熱量還要多出 1.5 倍。

通常來講呀,只有星核內部的溫度達到 2 萬 K 以上的時候,星體才會釋放出那種強且穩定的熱輻射流呢。木星最外面那層的溫度僅僅是 165K(-108℃),可它液態氫氦的海洋溫度卻高達 1 萬 K 呢,最裏面的星核,溫度或許超過 2.5 萬 K 啦。

除了那高溫的星核之外,木星散發熱量跟磁場有著關聯呢。在星核裏有好多的金屬氫和氦,在木星上造就了很強的內外磁場,這磁場的強度可是地球的 1.8 萬倍喲。

磁場和重力會一直把外面的能量和物質給俘獲過來,其中有些物質是從太陽來的,還有些是木衛一上火山噴發出來的東西,它們主要是以帶電粒子流這種形式存在的,接著被木星的磁場給驅趕著,進入到木星的兩極地區,沈澱之後就會釋放能量並且把大氣給加熱了。

木星持續釋放的熱量呀,已經讓木衛一表面的冰層慢慢沒啦,不過在離得比較遠的那些衛星上呢,還是有冰層存在著。

【會成為恒星嗎?】

太陽這類恒星會向外部釋放熱量,這靠的是內部一直在進行的核聚變反應哦。氫有三種主要的同位素呢,也就是「氕氘氚」啦。2 個氕能聚變成 1 個氘,接著 1 個氘再跟 1 個氕聚變成 1 個氦-3,還有可能是 2 個氦-3聚變成 1 個氦-4 呢……

恒星內部靠類似這樣的聚變,持續不斷地往外部釋放熱量呢。木星有好多的氫和氦,已經擁有了足夠的燃料啦,它內部的星核溫度能達到 2.5 萬 K 呢,也具備了熱核反應的高溫條件喲。

雖然木星的不少特征跟恒星挺像的,但它眼下還沒法成為一顆恒星呢,主要是因為它的質素太小啦。在銀河系裏,那最小的恒星,被稱作「羽量級」的紅矮星 EBLM J0555-57Ab,它的質素可是木星的 80 倍哦。

木星要是想邁入「恒星境」,那可得使勁兒「增肥」才行。得有足夠的質素,它內部的星核才能達到恒星熱核反應所要求的高溫和高壓條件。可眼下木星沒機會「增肥」,就算把太陽系裏其他的行星和小天體都給吞了,質素還是達不到「恒星境」的標準。

木星未來突破的唯一契機就是在 50 億年後,那時候太陽壽終正寢變成紅巨星,會拋射出大量物質進入太陽系,而木星憑借自身的重力使勁去吞噬,以此來增加自身的質素。

不過即便這樣,木星達成突破的機率還是挺小的。太陽噴射出的物質不會比它自身質素的十分之一還多,並且也沒有固定的方向,木星不可能把所有物質都吞噬掉。到那個時候,木星的質素或許會有所增加,但要完成突破並變成一顆真正的恒星,那可太難啦。

【結尾】

雖然木星在很多方面展現出和恒星類似的特點,可要是想成為真正的恒星,那可是有好多障礙呢。木星現在的質素還差得遠呢。就算以後太陽完蛋了,變成紅巨星了,木星透過吞噬拋射物質來實作突破的機會也特別少。所以呀,木星成為恒星的可能性幾乎可以忽略不計。

要是 50 億 年之後,木星特別幸運地完成了那突破,邁入了「恒星境」,那它很有機會代替太陽,變成太陽系裏新的恒星,到那會兒「太陽系」或許就得改叫「木星系」啦,可這一切都只是在想象當中呀,畢竟 50 億 年之後,人類文明到底存不存在都還說不定呢。