【宇宙科普】木星:失敗的王儲,比某些恒星還大,卻仍然只是一顆行星

天空之城 2021/01/13 檢舉 我要評論
 

哇!真的第一次見哎,知识不会,只是姿势不对;科学凡此种种,用人话讲才能听懂

文/天空之城

 

失敗的王儲

在太陽系八大行星中,木星絕對是無可爭議的霸主。 木星的質量是除太陽以外所有天體總和的2.5倍,甚至可以憑藉強大的引力,將太陽系的質心拖出太陽表面以外數十萬公里。

而科學家的觀測結果表明,和太陽一樣,木星的主要組成元素也是氫和氦。 太陽71%的質量是氫,27%的質量是氦,其餘部分由其他元素組成;類似的,木星有73%被氫佔據,25%的部分是氦,其他元素占了2%的質量。如此類似的組成元素和比例,使得二者的密度也幾乎相同,太陽是每立方釐米1.408克,木星則是每立方釐米1.326克;相比之下,地球這樣的岩石星球密度就大得多,每立方釐米達到了5.5克。

因此,科學家一直在思考:為什麼木星沒有變成恒星?

目前的理論也很明確: 木星的質量雖然很大,但是還不夠大,不足以在核心處形成足夠強大的壓力和足夠高的溫度,以至於能夠引發核聚變反應。科學家還給它起了一個頗有味道的綽號:失敗的王儲。

比木星還小的恒星

可是,當科學家們看到一顆名為EBLM J0555-57Ab的天體時,問題又再一次浮出水面了。

2017年的時候,科學家第一次在距離我們600光年以外的繪架座方向發現了這顆恒星。據觀測,它位於一個三合星系統中,其中兩顆是和太陽類似的恒星。而2017年科學家在這裡發現的第三顆恒星,也就是EBLM J0555-57Ab,確實顯得非常特別。

觀測結果表明, 它的半徑只有大約59000萬公里,是迄今為止發現的最小恒星。這個半徑在太陽系內,別說和太陽比,就連和木星比都相形見絀,只有木星的84%左右,僅比土星大一點。

(圖片說明:EBLM J0555-57Ab與木星、土星的對比)

那麼問題來了:為何木星那麼大都只能是一顆行星,而EBLM J0555-57Ab更小,反而成為了一顆恒星呢?

答案很簡單,因為決定一顆天體能否成為恒星的根本條件,就在於其核心處的氫能否自發進行核聚變反應。而核聚變反應的進行與否,又取決於它的質量。 雖然體積小得多,但EBLM J0555-57Ab的質量達到了木星的85倍,恰好達到了理論上可以進行核聚變的程度,於是它就被「點燃」了。如果質量再小一點,它恐怕也就只能做一顆行星了。

相比之下,木星的質量遠遠不足以進行核聚變,因此它成為了一顆冰冷的行星。

接下來還有一個問題:當初為何木星只獲得了這麼少的質量?它為何沒有成長得更巨大一些呢?這就要說到行星的形成模型了。

天體的形成模型

我們知道,恒星都是形成于一片原始星雲的坍縮的。在引力的作用下,物質向一個質心不斷下落,質量不斷累積。當它的質量足夠大時,就會在核心處提供足夠的溫度和壓力來進行核聚變。在這顆恒星被點亮的時候,它周圍可能仍然還有大量的物質彌散在宇宙空間,其中一部分會繼續下落,但是當恒星的輻射過強時,這些物質就不會再被恒星吞噬了,這是天體的 引力坍縮模型

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