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眾所周知,木星是太陽系八大行星中體積最大,自轉最快的行星,從內向外排行的第5顆行星,它是顆巨型星,主要成分是氫,品質是太陽的1‰,木星有變成恆星的潛質嗎?

圖解:Jupiter·木星

當一顆天體的壓力和收縮引力平衡時,恆星就形成了

首先,恆星誕生最初一般都是一團密度均勻、稀薄的星際氣體演變而來的,最初這些氣體中心的星際物質,在引力的作用下相互地吸引,然後聚集在一起,這樣就慢慢的變大,變大之後吸力也越來越大,就像滾雪球一樣,周邊的物質聚集的越來越多,這就導致了中心的密度不斷的增加,受到的壓力也增加,繼而溫度升高,當這個中心的壓力和溫度達到了一定界限之後,中心部分就會向外開始放出輻射,自身壓力和收縮引力平衡時,這樣一顆新的恆星就誕生了。

圖解:恆星誕生過程示意圖

其次,恆星的結構分為幾個部分:非固態、液態以及氣態的第四態等離子。

這幾部分構成的恆星最顯著的特徵就是自身可以發光,像是我們地球圍繞的太陽,就是一顆典型的恆星,為太陽系提供光和熱。

圖解:恆星結構示意圖

在上述中,我們已經知道恆星誕生有兩個條件:

第一、核聚變需要的氫元素。第二、要擁有足夠的品質。

因為只有品質達到一定程度後,核心區域才會產生足夠的溫度和壓強,木星作為太陽系內品質和體積最大的行星,大氣層內氫元素佔比為75%、氦元素佔比為24%,有趣的是這些元素的佔比與太陽的氫氦分佈也基本相同,太陽的氫元素佔太陽品質的3/4,早在上世紀就已經發現,木星釋放出來的熱能是其自身吸引太陽熱能的2.7倍,也就是說木星的核心也像太陽的核心一樣在進行熱核反應,發現木星有任何反應,是探測器在經過木星時檢測到木星的溫度比預計的要高,而且木星的結構與太陽非常相似,由氫和氦組成大氣層,而且木星的結構與太陽非常相似,由氫和氦組成大氣層,而且都有一顆固態金屬組成的核心。

圖解:木星結構示意圖

雖然體積遠不及太陽的1%。但在宇宙中已知最小的恆星“EBLM J0555-57Ab”甚至比木星還小,而且越是這種品質較小的迷你恆星壽命遠超過其它大型恆星,在這些迷你恆星附近更容易找到另外文明的蹤跡,以我們的太陽為標準品質,在0.075~0.5倍太陽品質的紅矮星就是宇宙中品質最小的恆星,所以說恆星的品質下限就是0.075倍太陽品質,因此,木星只要達到這個品質,其核心區域的溫度和壓強就能點燃氫元素產生核聚變反應,從而讓木星“蛻變”成一顆紅矮星。

木星實際上就是一顆失敗的恆星

或者說木星其實就是,太陽形成時的留下來的氫氦殘渣,為什麼這麼說呢?

太陽大約誕生於50億年前,當時在太陽系的位置是一片原始星雲,稱之為“太陽星雲”。這個時候還沒有太陽,而在星雲的中心位置物質密集,這個時候物質不斷聚合,形成一顆初期的小天體,這個天體通過自身的引力不斷吸附凝聚周圍的大量物質向它靠攏,而隨著它的品質越來越大,有一天它的品質達到了木星品質75倍的時候,其內部中心的位置終於開始發生氫核聚變,星核核心聚變被點燃,它開始向恆星轉變。

太陽剛剛形成的時候,它的周圍圍繞了無數顆各類星體,它們有大有小,數量多到無法估計,這些天體當中就有8大行星,其中包括木星和地球,因為太陽最早形成,所以它的品質也是最大,當它的品質越來越大,能夠吸引的天體和物質也就越來越多,因此,當時還處於太陽系早期的時候,太陽系大部分的物質都被它吸附過去,不斷壯大自身,最後太陽系99.86%的物質都被太陽吸收了,它也終於演化到現在的太陽規模,成為真正的恆星。

圖解:太陽誕生時期

木星比太陽晚一步形成,可就是這麼一個時間差,卻讓木星無緣恆星。

最初的木星軌道並沒有現在這麼靠外,而是距離太陽很近的位置,木星的品質在當時是僅次於太陽,如果不是後來天體的不斷撞擊,將木星逐漸偏離,遠離了太陽中心的位置,說不定後面也可以形成另一顆恆星。太陽系就會成為一個雙星系統,可惜太陽形成的早期太陽系的動盪很厲害,尤其是中心位置,物質密集、天體眾多,太陽早一步形成,它的品質已經有了一定規模,所以不怕這些小天體的撞擊。

可當時的木星也沒有現在的體積,還只是一個小天體,被其他天體撞擊到離太陽更遠的位置後,它想要成為恆星就非常困難了,原因就是離當時太陽星雲中心越遠的位置,物質越稀少,天體也稀少,這個時候木星由於無法吸收更多的天體,無法繼續長大,它的品質也無法獲得巨大的提升,沒有這樣的優勢,木星內部也沒有辦法發生核聚變,讓木星成為一顆恆星,因此導致了木星成為一顆“失敗的恆星”。

雖然木星向核心的轉化失敗了,可由於它誕生於太陽星雲的中心附近,它仍然依靠自身的引力吸收了不少的物質,其品質已經遙遙領先於其他的天體,這樣當木星被天體撞偏遠之後,它繼續吸收周圍的物質也在一步步壯大,最後成為了一顆氣態巨型型成為行星的老大,所以說木星的品質遠遠達不到能夠發生核聚變的程度。

恆星維持核聚變真的很難嗎?

實際上核心的核聚變釋放能量的效率也是很低的,像太陽核心當中的核聚變釋放的能量(276微瓦/立方厘米)也僅相當一個人靜心時散發的熱量的功率,所以要維持核聚變是相當困難,木星需要至少到達目前75倍的品質才能啟動氫核聚變而成為恆星,雖然最小的紅矮星半徑僅比木星大30%左右。

在木星形成之初,木星的溫度要高得多,且直徑是目前的兩倍,在那個時候它都沒有爆發,以後就更難說了,例如太陽中心的溫度高達1500萬攝氏度,其實木星之所以不是恆星,根本上不是因為它的元素含量,而是因為它的品質,理論上一個星體只有達到木星品質的75倍,才能啟動內部的氫核核聚變成為恆星。

木星成為了恆星對太陽系的影響

宇宙中像太陽系的這種星系,它們形成機制其實都差不多,我們了解了太陽系形成的過程,自然也能夠明白其他星系形成過程,但是木星成為恆星的話會帶來嚴重的影響,一旦木星成為恆星,首先影響的就是小行星帶,要知道恆星是非常霸道的,它強大的太陽風和引力是不允許周圍出現大量的小天體。所以小行星帶會被清理,一部分小行星被木星引力拉扯墜入其中,另一部分則會被推出去成為流浪的小行星,一旦小行星帶的小行星脫離原來的軌道,對於地球的威脅自然就會增大,有可能會發生小行星撞擊地球事件。

圖解:行星成為“流浪小行星”的軌道

所以木星成為恆星,雖然產生的能量對於地球生命來說非常小,但是帶來的間接影響,可能會嚴重威脅地球生命的安全,所以說恆星在星系中所佔的品質再大,對星系的穩定做貢獻越強,像太陽系這樣的星系,太陽的品質足夠可以牢牢束縛住其他行星的執行軌道,讓它們安全穩定的執行在其周圍,如果恆星的品質在星系中佔比不高,那麼這個星系的穩定性也是會差很多,沒有一個穩定安全的星系環境,一顆星球想要誕生生命甚至是智慧生命,那基本是不可能的。總而言之,在我們的太陽系中沒有足夠的物質提供給木星,讓其成為恆星。

(完)

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