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木星是不是比所有星球都大

圖文 更新时间:2025-01-09 23:55:54

銀河系中已知最小的主序恒星真是個小精靈。

它被稱為EBLM J0555-57Ab,是一顆距離600光年的紅矮星。它的平均半徑約為5.9萬公裡,隻比土星稍大一點。這使它成為已知最小的支持其核心氫聚變的恒星,這一過程使恒星持續燃燒直到燃料耗盡。

在我們的太陽系中,有兩個物體比這顆小恒星還要大。一個顯然是太陽。另一個是木星,就像一個巨大的冰淇淋勺,平均半徑為69911公裡。

那麼為什麼木星是行星而不是恒星呢?

答案很簡單:木星的質量不足以将氫聚變為氦。EBLM J0555-57Ab的質量大約是木星的85倍,是一顆恒星所能達到的最輕的質量——如果它的質量再低一點,它也不可能融合氫。但如果我們的太陽系是不同的,木星會不會被點燃成為一顆恒星呢?

木星和太陽的相似之處比你想象的要多

這個氣體巨星也許不是恒星,但木星仍然是一個大問題。它的質量是其他所有行星質量總和的2.5倍。隻是,作為一顆氣體巨星,它的密度很低:大約是每立方厘米1.33克;地球的密度是每立方厘米5.51克,是木星的4倍多一點。

但是注意木星和太陽之間的相似之處很有趣。太陽的密度是每立方厘米1.41克。這兩個物體在組成上非常相似。按質量計算,太陽大約由71%的氫和27%的氦組成,其餘的由微量的其他元素組成。木星的質量大約是73%的氫和24%的氦。

正因如此,木星有時被稱為失敗的恒星。

但是,如果靠太陽系自身的設備,木星甚至不太可能成為一顆恒星。

你看,恒星和行星是通過兩種截然不同的機制誕生的。當星際分子雲中的緻密物質在自身重力作用下崩塌時,恒星就誕生了。flomph !-旋轉的過程被稱為雲塌縮。當它旋轉時,更多的物質從它周圍的星雲中卷進,形成恒星吸積盤。

随着質量和重力的增長,這顆幼年恒星的核心被擠壓得越來越緊,這導緻它變得越來越熱。最終,它變得如此壓縮和高溫,核心點燃,熱核聚變開始。

根據我們對恒星形成的理解,一旦恒星完成吸積物質,就會剩下大量吸積盤。這就是行星的組成。

天文學家認為,對于像木星這樣的氣态巨行星來說,這個過程(稱為小卵石吸積)是從圓盤上的小塊冰岩石和塵埃開始的。當它們繞着這顆幼年恒星運行時,這些小塊的物質開始碰撞,并以靜電粘在一起。最終,這些不斷生長的團塊達到足夠大的大小——大約相當于地球質量的10倍——它們可以通過引力從周圍的圓盤吸引越來越多的氣體。

從那時起,木星逐漸增長到現在的質量——約為地球質量的318倍,太陽質量的0.001倍。一旦它吸收了所有可用的物質——距離氫聚變所需的質量相當遠——它就停止生長。

所以,木星的質量遠不足以成為一顆恒星。木星與太陽有相似的成分,不是因為它是一顆“失敗的恒星”,而是因為它從産生太陽的同一團分子氣體雲中誕生。

真正失敗的明星

還有一種不同類型的物體可以被認為是“失敗的星星”。這些就是褐矮星,它們填補了氣态巨星和恒星之間的空白。

這些物體的質量大約是木星的13倍,它們的質量足以支持核聚變——不是普通的氫,而是氘。這也被稱為“重”氫;它是氫的同位素,原子核中有一個質子和一個中子,而不是隻有一個質子。其熔合溫度和熔合壓力均低于氫的熔合溫度和熔合壓力。

因為它發生在一個較低的質量、溫度和壓力下,氘聚變是恒星在繼續積累質量的過程中氫聚變過程中的一個中間步驟。但有些物體永遠達不到那樣的質量;這些被稱為褐矮星。

在1995年證實棕矮星的存在後的一段時間裡,人們不知道棕矮星是成就不高的恒星還是雄心勃勃的行星;但一些研究已經證明,它們的形成就像恒星一樣,是由雲塌縮形成的,而不是由内核吸積形成的。有些褐矮星甚至低于氘燃燒的質量,與行星難以區分。

木星是不是比所有星球都大(木星比一些恒星要大)1

木星正處于雲塌縮的質量下限;據估計,雲塌縮物體的最小質量大約是木星的質量。因此,如果木星是由雲塌縮形成的,它可以被認為是一顆失敗的恒星。

但是來自美國國家航空航天局朱諾探測器的數據表明,至少在過去,木星有一個固态核——這更符合核吸積形成的方法。

模拟表明,通過核吸積形成的行星質量上限不到木星質量的10倍——隻差幾個木星質量就能達到氘聚變。

所以,木星并不是一顆失敗的恒星。但思考一下為什麼不是這樣,可以幫助我們更好地理解宇宙是如何運作的。此外,木星本身就是一個條紋狀、風暴狀、漩渦狀的奶油糖果奇觀。如果沒有它,我們人類甚至可能無法生存。

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