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木星居然在放热!天文学家:它正积蓄力量,未来或将成为恒星

2024-10-05科学

【综述】

木星在太阳系里那可是实打实的「巨无霸」。它能把 1316 个地球装进去,质量是地球的 317 倍呢。就因为它那巨大的体型和质量,在行星队伍里特别显眼,就跟鹤站在鸡群里一样。它还是个「守护者」,靠着巨大的引力把各种小行星和彗星都吸引过来,紧紧地束缚住它们,这样就保护了地球和其他行星的安全啦。

木星属于气态星球嘞,它的构成元素跟太阳差不多哒。它除了在轨道上安安静静地转着,还在偷偷地往外面释放热量呢。天文学家估摸呀,以后它说不定能变成一颗恒星呢。

【气态巨星】

木星的英文表达是「Jupiter(朱庇特)」哈,这朱庇特在古罗马神话里那可是超厉害的,掌管着天空呢,还有雷电以及法律,在凡间那可是众神的老大,是罗马的守护之神哟。

在现实里呀,木星充当着地球的守护神呢。这亿万年来呀,它凭借着那强大的引力,把各种小行星和彗星都给束缚住啦,让地球成功避开了那些小型天体的侵害。要是没有木星的话,地球都不知道得遭多少回小行星的撞击啦,生命的演化进程得频繁被打断,搞不好都不会有人类文明存在啦。

木星跟太阳系里其他行星诞生的时间是一样的,是在 45 亿年前形成的。它主要的构成元素是氢和氦,和太阳的构成元素差不多。天文学家觉得,木星很有可能是太阳形成之后剩下的那些「零碎东西」。

木星没有固态的岩石表面哈,它最外层是由氢和氦构成的云层呢。越往内部深入,气体的密度就变得越来越大啦,就跟钢瓶里的液化气差不多,气体慢慢过渡成了液态,然后就形成了包裹着整个星球的「海洋」哟。在那海洋的深处呀,气体在巨大的压强作用下又变成了固态呢。

气态、液态和固态之间没有特别清楚的界限呢,像在木星上,就没有真正的表面啦。木星的外边有一个很宽的光环,大概宽 6500 公里,厚 10 公里,是由好多尘埃和黑色岩石构成的,每块岩石的直径从几十米到几百米都有,它们在围绕着木星转,转一圈大概要七小时。

木星的外环是由陨石和卫星撞击形成的呀。那些各种天体去撞击木星的卫星之后呢,有部分尘埃和碎石就会跑出来啦,在木星的引力以及磁场的影响下,就会绕着木星有规律地旋转哦。

【放热原因】

近些日子,天文学家在探测木星时留意到,木星身为一颗行星,竟然一直在持续不断地向外释放热量呢。探测器所探测到的木星温度,比按照理论计算出来的温度要高 20℃,它释放出的热量,比从太阳那里吸收到的热量还要多出 1.5 倍。

通常来讲呀,只有星核内部的温度达到 2 万 K 以上的时候,星体才会释放出那种强且稳定的热辐射流呢。木星最外面那层的温度仅仅是 165K(-108℃),可它液态氢氦的海洋温度却高达 1 万 K 呢,最里面的星核,温度或许超过 2.5 万 K 啦。

除了那高温的星核之外,木星散发热量跟磁场有着关联呢。在星核里有好多的金属氢和氦,在木星上造就了很强的内外磁场,这磁场的强度可是地球的 1.8 万倍哟。

磁场和引力会一直把外面的能量和物质给俘获过来,其中有些物质是从太阳来的,还有些是木卫一上火山喷发出来的东西,它们主要是以带电粒子流这种形式存在的,接着被木星的磁场给驱赶着,进入到木星的两极地区,沉淀之后就会释放能量并且把大气给加热了。

木星持续释放的热量呀,已经让木卫一表面的冰层慢慢没啦,不过在离得比较远的那些卫星上呢,还是有冰层存在着。

【会成为恒星吗?】

太阳这类恒星会向外部释放热量,这靠的是内部一直在进行的核聚变反应哦。氢有三种主要的同位素呢,也就是「氕氘氚」啦。2 个氕能聚变成 1 个氘,接着 1 个氘再跟 1 个氕聚变成 1 个氦-3,还有可能是 2 个氦-3聚变成 1 个氦-4 呢……

恒星内部靠类似这样的聚变,持续不断地往外部释放热量呢。木星有好多的氢和氦,已经拥有了足够的燃料啦,它内部的星核温度能达到 2.5 万 K 呢,也具备了热核反应的高温条件哟。

虽然木星的不少特征跟恒星挺像的,但它眼下还没法成为一颗恒星呢,主要是因为它的质量太小啦。在银河系里,那最小的恒星,被称作「羽量级」的红矮星 EBLM J0555-57Ab,它的质量可是木星的 80 倍哦。

木星要是想迈入「恒星境」,那可得使劲儿「增肥」才行。得有足够的质量,它内部的星核才能达到恒星热核反应所要求的高温和高压条件。可眼下木星没机会「增肥」,就算把太阳系里其他的行星和小天体都给吞了,质量还是达不到「恒星境」的标准。

木星未来突破的唯一契机就是在 50 亿年后,那时候太阳寿终正寝变成红巨星,会抛射出大量物质进入太阳系,而木星凭借自身的引力使劲去吞噬,以此来增加自身的质量。

不过即便这样,木星达成突破的几率还是挺小的。太阳喷射出的物质不会比它自身质量的十分之一还多,并且也没有固定的方向,木星不可能把所有物质都吞噬掉。到那个时候,木星的质量或许会有所增加,但要完成突破并变成一颗真正的恒星,那可太难啦。

【结尾】

虽然木星在很多方面展现出和恒星类似的特点,可要是想成为真正的恒星,那可是有好多障碍呢。木星现在的质量还差得远呢。就算以后太阳完蛋了,变成红巨星了,木星通过吞噬抛射物质来实现突破的机会也特别少。所以呀,木星成为恒星的可能性几乎可以忽略不计。

要是 50 亿 年之后,木星特别幸运地完成了那突破,迈入了「恒星境」,那它很有机会代替太阳,变成太阳系里新的恒星,到那会儿「太阳系」或许就得改叫「木星系」啦,可这一切都只是在想象当中呀,毕竟 50 亿 年之后,人类文明到底存不存在都还说不定呢。