在太陽系八大行星之中,無論是論體積還是論質(zhì)量,木星都是最大的行星,其體積大約是地球的1321倍,質(zhì)量則是太陽系中的其他七顆行星的總質(zhì)量兩倍多,正因?yàn)槿绱耍拘且脖蛔u(yù)為太陽系的“行星之王”。
作為太陽系的“行星之王”,木星的引力足以支持它吸積宇宙中最輕的元素——?dú)?,因此只要木星附近有足夠的氫,它就?huì)持續(xù)地將其“收為己用”,當(dāng)其質(zhì)量達(dá)到恒星的最低標(biāo)準(zhǔn)(太陽質(zhì)量的8%)之后,木星核心的溫度和壓強(qiáng)就可以點(diǎn)燃?xì)涞暮司圩儯瑥亩兂梢活w恒星。
所以木星未來會(huì)不會(huì)變成恒星,主要取決于木星在未來有沒有機(jī)會(huì)獲取到足夠多的氫。需要指出的是,宇宙空間異??諘纾拘菐缀醪豢赡艽罅揩@取太陽系之外的物質(zhì),所以我們只需要討論,木星能不能通過吸收太陽系之內(nèi)的物質(zhì)而變成恒星。
有一種觀點(diǎn)認(rèn)為,在大約50億年之后,太陽將會(huì)演化成一顆紅巨星,在接下來的時(shí)間里,太陽會(huì)大量地拋出自身的外層物質(zhì),并最終演化成一顆白矮星。
由于構(gòu)成太陽的主要元素就是氫(約占73.46的太陽質(zhì)量),并且太陽在主序星階段只會(huì)消耗其核心區(qū)域的氫,因此在太陽拋出的外層物質(zhì)中,其實(shí)就存在著大量的氫,在這種情況下,木星應(yīng)該就可以吸收原本屬于太陽的氫,進(jìn)而演化成一顆恒星。
不可否認(rèn)的是,如果真是這樣的話,木星在未來是能變成恒星的,但實(shí)際情況卻很可能并非如此,為什么這么說呢?且看下文分析。
處于紅巨星階段的太陽,其外層物質(zhì)仍然被太陽的引力束縛,而太陽之所以會(huì)拋出外層物質(zhì),其實(shí)是因?yàn)樘柡诵牡暮さ暮司圩兯斐傻摹?/p>
太陽演化成紅巨星之后,其核心的氫幾乎完全聚變成了氦,于是太陽內(nèi)部的核聚變就會(huì)停止,在此之后,太陽會(huì)因?yàn)槭チ藘?nèi)部的輻射壓力而持續(xù)坍縮,進(jìn)而導(dǎo)致其核心的溫度和壓強(qiáng)不斷升高,與此同時(shí),在太陽中心區(qū)域的氦則會(huì)被漸漸壓縮成簡并態(tài)。
由于簡并態(tài)物質(zhì)的體積不會(huì)受到溫度的影響(也就是不具備熱脹冷縮的特性),因此當(dāng)溫度和壓強(qiáng)達(dá)到點(diǎn)燃氦的核聚變的條件時(shí),處于這種狀態(tài)的氦就會(huì)發(fā)生短暫的失控?zé)岷司圩?,這就是大名鼎鼎的“氦閃”。
在發(fā)生了“氦閃”之后,太陽就會(huì)因?yàn)楂@得了內(nèi)部的輻射壓力而停止坍縮,但這只是暫時(shí)的,隨著能量的逐漸散去,太陽核心又會(huì)再一次坍縮,直到下一次“氦閃”的發(fā)生。
一次“氦閃”所釋放出的能量可以高達(dá)太陽正常狀態(tài)的上千億倍,在如此強(qiáng)大的能量的驅(qū)動(dòng)下,太陽的引力就不足以束縛其外層的物質(zhì),于是這些物質(zhì)就會(huì)被高速拋出,其速度可以高達(dá)每秒鐘數(shù)千公里,而太陽就是這樣在一波接一波的“氦閃”中逐漸失去了它的外層物質(zhì)。
要知道木星的逃逸速度約為59.5公里/秒,這就意味著,只要一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)速度超過了59.5公里/秒,木星的引力就無法“抓”住它了。
據(jù)此可以推測出,木星的引力根本無法捕獲太陽所拋出的物質(zhì),在這種情況下,只有“正面擊中”木星的極少數(shù)物質(zhì)才可以被木星“收為己用”,而其他的物質(zhì)則只會(huì)與木星“擦肩而過”,繼續(xù)向太陽系的外圍擴(kuò)散。
根據(jù)恒星演化模型,太陽在經(jīng)歷了紅巨星階段之后會(huì)演化成一顆白矮星,其質(zhì)量大約為太陽原本質(zhì)量的54%,也就是說,屆時(shí)的太陽會(huì)拋出相當(dāng)于自身質(zhì)量46%的物質(zhì)。
以木星與太陽之間的距離以及木星的表面積來計(jì)算,屆時(shí)木星被木星吸收的物質(zhì),大約只占得到太陽拋出物質(zhì)總質(zhì)量的2000萬分之1。
盡管木星被譽(yù)為太陽系的“行星之王”,但它的質(zhì)量卻只有太陽的大約千分之1,而成為恒星的最低標(biāo)準(zhǔn)則是太陽質(zhì)量的8%,顯而易見的是,如此少的物質(zhì),根本無法讓木星的質(zhì)量達(dá)到變成恒星的標(biāo)準(zhǔn)。
另一方面來講,在太陽演化成白矮星之后,那些被太陽拋出的物質(zhì)會(huì)形成一片巨大的行星狀星云,其直徑可以達(dá)到1光年左右,而屆時(shí)的木星仍然會(huì)受到太陽引力的束縛,只不過由于太陽損失了太多質(zhì)量,其引力會(huì)出現(xiàn)大幅下降,因此屆時(shí)的木星將在一個(gè)更遠(yuǎn)的軌道上圍繞太陽運(yùn)行。
正如前文所言,太陽拋出的物質(zhì)相當(dāng)于自身質(zhì)量的46%,盡管這看上去很多,但這些物質(zhì)分散在直徑1光年的星云中,就顯得非常稀疏了,因此可以說,未來的木星想要通過吸收這片星云中的物質(zhì)來達(dá)到變成恒星的標(biāo)準(zhǔn),其可能性基本上等于零。
好了,今天我們就先講到這里,歡迎大家關(guān)注我們,我們下次再見。