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木星竟然在放熱!天文學家:它在積蓄能量,未來可能成為恒星

2024-10-29科學

就愛因斯坦那質能方程式式E = MC2來說啊,這方程式式裏呢,M是太陽的質素,大概有2×103?千克那麽重。C呢,就是光速,差不多是3×10?米/秒(也就是30萬公裏每秒)。靠著愛因斯坦這個質能方程式,咱就能算出太陽總共能釋放的能量E是1.26×10??焦耳。還有啊,太陽每秒釋放的能量,也就是太陽的光度,科學家都給測出來了,是3.85×102?瓦特。核聚變呢,就是那種質素小的原子,像氘核(一個質子加一個中子組成的)或者氚核(一個質子加上一兩個中子組成的),在溫度超高的時候,就湊一塊兒變成新的原子核——氦核,這麽著就釋放出老大的核能了。在太陽裏邊兒,氫原子核在超高溫下聚變,然後就以熱和光的形式把巨大的核能給放出來了。

嘿,您知道嗎?太陽的核心那可是無時無刻不在搞氫彈爆炸呢,這威力可比原子彈爆炸大多了。核聚變反應的時候啊,四個氫原子湊一塊兒就變成了一個氦原子。可怪了,這個新的氦原子質素比四個氫原子加起來要小。不過呢,少的那些質素可沒憑空沒了,按照愛因斯坦那個質能方程式式E=mc^2啊,就變成能量啦,這就是太陽能量的來源呢。咱們地球每秒接收的能量也就大概是太陽總能量的22億分之一。您可別小瞧這22億分之一的能量啊,它跟地球上100萬噸煤炭燒起來的能量總和是一樣多的呢。在太陽系裏有八大行星,木星的體積和質素那是最大的。好多科學家以前都尋思著,木星啊,其實是太陽系裏藏著的另一顆恒星呢。

木星向外散出去的熱量啊,比從太陽那吸收來的熱量多出1.5倍呢。這就表明啊,木星內部肯定有額外的熱源。科學家呢,琢磨著木星內部的溫度和壓力,再加上它是氣態巨行星,好多科學家就尋思著,木星這是在積攢能量,打算成為太陽系裏的第二顆恒星呢。木星可是太陽系裏個頭和分量都是最大的行星。它能保護地球,讓那些小行星撞不到地球。科學家深入研究木星之後發現,木星這顆行星可嚇人了。為啥這麽說呢?首先啊,木星自轉速度那叫一個快。咱都知道地球轉一圈大概得24小時,木星呢,轉一圈差不多是9小時50分鐘。木星個頭那麽老大,自轉還這麽快,這不就意味著木星上肯定有特別強烈的風暴嘛。

1665年,人類頭一回瞅木星的時候,就瞧見木星上有塊大紅斑。打那起,到現在都過了350多年嘍。剛開始啊,科學家尋思,木星上這塊大紅斑,估摸是木星氣流打旋兒弄出來的,應該沒一會兒就得消失。可後來科學家研究來研究去發現,木星這大紅斑能放出老大的能量呢。這能量到底咋來的呀?到現在科學家還在琢磨呢。嘿,難不成木星這大紅斑是有人故意弄上去的?科學家還發現,木星大紅斑的直徑,那跨度都超2萬公裏了,最長的時候能到4萬公裏。這麽說吧,這大紅斑的直徑可比地球直徑還大,咱都沒法想象這麽老大個的風暴眼得有多厲害呢。

木星啊,那可是顆氣態行星呢。打它剛誕生的時候,就跟個大吸塵器似的,吸收了老多氫氣了。這就導致木星裏氫元素占總質素的百分之70往上。科學家瞅木星瞅半天了,發現木星重力大得嚇人。啥東西只要一進木星重力圈兒,速度就蹭蹭往上漲,比木星還快。而且這東西飛的時候會摩擦,一摩擦那溫度就高達15000攝氏度。咱人類雖說對木星了解了一些,可木星裏藏著不少秘密,咱還蒙在鼓裏呢。木星這質素和體積都老大了,可它想變成一顆恒星,那也不是鬧著玩兒的事兒。科學家研究出來了,銀河系裏質素最小的恒星是紅矮星EBLMJ0555 - 57AB,離地球可有630光年遠呢。

它的質素才是太陽的一半呢,就這,這顆紅矮星內部的核聚變反應已經慢得不像話了,結果就是它特別長壽,通常紅矮星的壽命能有數千億年。嘿,看到這兒,不少朋友可能就納悶兒了,為啥質素小的恒星能活那麽久呢?科學家計算出來的,恒星壽命等於燃料量除以消耗率。核聚變用的燃料量和恒星剛開始靠核反應產能量時的總質素是成正比的,所以燃料量就等於k乘以初始質素,消耗速率就是恒星的光度,這麽一來,恒星作為主序星存在的時間就等於k乘以初始質素再除以光度。說白了,就是大質素的恒星消耗能量可比小質素的恒星快多了。

要是有顆恒星體積是100萬公裏,那它裏邊也就80萬公裏的地兒在核聚變呢。要是恒星體積變成500萬公裏了,嘿,它裏邊400萬公裏的地方都在核聚變。再要是恒星體積到了1000萬公裏,那它裏頭800萬公裏的區域都核聚變起來嘍。這就跟大火爐和小火爐似的,大火爐體積老大了,所以它得燒好多東西,燒得還特快。這就是為啥質素大的恒星壽命短唄。現在科學家在宇宙裏發現最大的恒星叫史帝芬森2 - 18,半徑達到15億公裏,是太陽的2158倍呢。要是把這顆星擱太陽那地兒,離它最近的行星可就不是水星了,得是海王星嘍。

恒星演化模型裏講啊,紅矮星這玩意兒質素雖說比太陽小,可也能到太陽的一半左右呢。木星呢,體積倒是挺大,可質素啊,只有太陽的百萬分之一左右。這就導致木星內部那溫度和壓力,根本就不夠格兒,氫元素在木星裏頭沒法搞持續的核聚變反應。科學家算了一下,最小的恒星質素下限得是80個木星那麽重。所以啊,木星再怎麽折騰,也成不了恒星。再說了,在太陽系裏,太陽把大部份物質都給占了,木星也沒別的物質能吸收來變成恒星了。不過呢,在氣態行星和恒星中間,還有一種叫棕矮星的星球,這棕矮星的質素啊,離恒星下限已經很近很近嘍。

可是呢,沒有額外的質素能加進去,它裏面的氫元素就沒法核聚變,光氘在那兒燒呢。這麽一來啊,從外邊瞅,它就是個棕紅色的氣態行星,表面還有跟木星差不多的條紋。現在啊,科學家發現棕矮星的質素在木星質素的15到80倍之間。這棕矮星在宇宙裏數量少得可憐,科學家用韋伯望遠鏡到現在就瞅見了一顆。韋伯望遠鏡的主鏡直徑可有6.5米呢,是哈勃望遠鏡直徑的2.7倍,是斯皮策太空望遠鏡直徑的7.6倍。這韋伯望遠鏡是由18個鍍了金膜的六邊形反射鏡拼起來的,跟傳統太空望遠鏡的設計風格不太一樣。韋伯望遠鏡的光學設計是三反射鏡消像散,靠彎曲的二級和三級鏡來傳影像,把光學像差給搞定,還有個精細的轉向鏡,能讓影像穩穩當當的。為了調好光學系統,韋伯太空望遠鏡還配了126個小電機呢。就靠著韋伯望遠鏡,科學家對宇宙看得更明白了。

嘿,要是有人硬把木星變成一顆恒星啊,那木星的四顆衛星對人類來說可就更宜居嘍。土星周圍的衛星溫度也得跟著升高呢。1997年的時候啊,美國發射的卡西尼 - 惠更斯號探測器,飛了7年多才到土星附近。到那兒之後,對著泰坦星觀測了120次,采了老多數據了。科學家就靠著這些數據,把泰坦星的地圖給畫全乎了。研究發現啊,這泰坦星的大氣層主要是氮氣,跟地球的大氣層有點像。可泰坦星的海洋結構和地球差老多了。泰坦星的海洋上層是甲烷構成的油乎乎的那種海洋,下層才是液態水。科學家就琢磨了,這星球的海洋裏啊,可能有和地球上完全不一樣的生命呢。就因為這星球跟地球有不少相似的地兒,美國NASA就宣布了,2026年的時候,要再發射個探測器,鉆到泰坦星裏頭去探索探索,到時候就能知道泰坦星上到底有沒有生命了。

嘿,要是木星變成恒星呢,那泰塔星的溫度可就得噌噌往上升了,生命誕生那就是眼巴前兒的事兒。可照現在的說法啊,木星沒那本事變成恒星。所以呢,在咱太陽系裏,恒星就太陽獨一份兒。要是太陽系再多出個恒星,對地球上的生命那可就是大災難啊。為啥呢?多一顆恒星,太陽系的平衡就被攪和亂套了,行星的軌域就跟喝醉了酒似的錯亂起來,搞不好行星就得互相撞一塊兒去。這一撞啊,地球上的生命可就玩兒完了,人類也別想逃過滅絕的命。您可別小瞧這撞擊的事兒,就一顆小行星撞地球,那都能搞出生物大滅絕來呢。就像6500萬年前,有顆直徑10公裏的小行星撞了地球,一下子地球上百分之90的生物都沒了。

那時候地球的老大可是恐龍呢,恐龍在地球上當家作主了1.6億年。要不是小行星來那麽一下子,說不定恐龍現在還活得好好的呢。人類是在恐龍完蛋之後才冒出來的。雖說現在人類都能走出地球去宇宙裏溜達了,可宇宙裏好多事兒人類還是搞不明白,到現在科學家也正使勁兒研究呢。就現在而言,人類連太陽系都沖不出去,還談什麽探索宇宙的秘密喲。46年前吧,科學家往太陽系外面發射了旅行者1號和2號探測器,為啥發射這倆玩意兒呢?就是盼著它們能飛出太陽系,去瞅瞅太陽系外邊兒的秘密。可這都過去好多年了,旅行者1號和2號探測器還沒飛出太陽系呢。科學家算過了,就照它們這飛的速度來看。

飛出太陽系啊,那起碼得上萬年呢!這時間對咱人類來說,簡直長得沒邊兒了。所以啊,科學家們就絞盡腦汁琢磨著咋把飛船速度提上去。俺尋思著,咱人類可是地球上最聰明的生物,科技也一直在發展進步呢。雖說現在還飛不出太陽系,可只要人類能一直這麽不放棄地努力,以後科技發達了,肯定能飛出去,到時候就能去探索更寬廣的宇宙啦。俺就盼著人類能早點實作這夢想呢。大夥對這事兒有啥想法沒?