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疯狂的木星!吞噬无数天体,未来会成为另一个太阳吗

 姿势分子_ 2022-06-15 发布于辽宁

1994年7月16日,在7.7亿公里外的木星上演了一出宇宙大戏,苏梅克-列维9号彗星在木星的巨大引力下被撕碎成21个碎片,以每小时210000公里的惊人速度开始了对木星的狂轰滥炸。

这次著名的彗木相撞事件持续了差不多4天半的时间,释放出了40万亿吨“TNT”烈性炸药当量的能量,相当于引爆了20亿颗原子弹!随着7月22日最后一个碎片坠入木星,这颗彗星从此成为了木星的一部分。

作为太阳系内最巨大的行星,木星拥有着非常恐怖的引力,这是它能够吞噬许多小天体的根本原因。有些小天体一旦不小心闯入木星的引力范围内,就有可能被木星捕获,最终被木星吞噬。像苏梅克-列维9号彗星这样巨大的撞击是比较罕见的,但根据天文学家的推测,木星可能每年都会吞噬大约24000颗质量在250-5000之间的小天体。

天文学家指出:在距今45亿年前,也就是太阳系刚刚形成的时候,木星可能比今天还要疯狂。在那个时候,不计其数的小天体没能逃脱木星的魔爪,被它疯狂吞噬!

想要了解45亿年前的故事,听起来很难,但天文学家还是找到了办法,那就是木星的元素组成。我们知道,木星是一颗气体巨星,其主要元素组成就是氢和氦。

除了这两种元素之外,木星内部也有其他的元素,比如碳、氧等等。在天文学上,除了氢和氦之外的元素被统称为金属元素。这些元素的含量非常少,但非常重要,它们可以透露关于木星的秘密。

想要直接观察到木星的内部是不可能的,虽然它是气体行星,但我们能看到的图像都是其大气层顶部以下50公里以内发生的事,更深处有什么,就无法直接观测到了,只能通过其他理论进行推测。

根据天文学家目前的研究,木星是太阳系最早形成的行星,但还不知道它花了多长时间才形成,也不知道它在形成的过程中吸收了多少漂浮在太空的岩石碎块。研究人员认为,木星早期吞噬的漂浮于太空中的岩石碎块的过程对木星的形成有着重要的影响。通过对木星的重力科学实验,天文学家可以了解木星内部岩石碎块的分布,从而破解木星形成之谜。

2011年发射的朱诺号探测器,就具有这样的能力。它携带了一个重力科学载荷,可以精准地探测木星的引力场,了解木星内部的一些秘密。

朱诺号的数据表明,木星大气层并不是像以往天文学家认为的那么均匀,靠近木星核心处的位置拥有着相对更多的金属元素。木星的总质量是地球的318倍左右,其中金属元素的总质量大约是地球的11~30倍,也就是最多占到了木星总质量的9%左右。

不仅如此,研究人员还获得了木星内部金属元素的分布情况,这让他们能够建立两个不同的木星内部动力学模型。其中一个是三层模型,还有一个是稀薄核心模型。

三层模型的内容是:木星最内侧是一个金属构成的内核,外边包裹着金属氢的中间区域,最外层是氢气。而稀薄核心模型则认为,最内侧的金属元素和外层的金属氢区域有溶解的重叠区域。

本次研究的领导者、荷兰空间研究所的天体物理学助理教授Yamila Miguel介绍说:“像木星这样的气体巨行星在形成的过程中,有两种获得金属元素的途径,那就是吸收小碎石或者较大的行星碎片。

“我们知道,一旦一颗幼年行星足够大的时候,它就会产生岩石碎块。而目前在木星内部看到的金属元素丰富程度,是不可能在这个过程之前完成的。所以,我们可以排除在木星形成的过程中只有岩石碎块加入的情况,星子也一定参与其中。”

研究人员还发现,木星内部的金属元素丰度并不均匀,而是在距离核心越远的地方丰度越低。此前科学家认为,木星内部有强烈的对流,这会导致不同深度的金属元素相互混合,达到比较均匀的情况。

原有理论和实际观测结果出现了矛盾,意味着原有理论是错误的。研究人员指出:在其氢氦包层生长的过程中,木星仍然可以大量吸收周围的岩石。这种理论与以往的理论相反,但似乎更贴合星子或更复杂的混合模型。并且在木星还很年轻的时候,内部的对流就已经消失,最终造成了木星内部金属元素分布不均匀的现状。

总之,研究人员最终得出的结论是,在木星开始形成的时候,就已经在大量吸收周围的岩石碎块了。在太阳系原始星云的快速气体吸积期,木星在几百万年的时间里逐渐成长为今天这样的巨大体型。

我们知道,星子是太阳系早期形成的微行星,它们有可能在未来形成行星。木星将大量的星子无情吞噬,将一些行星扼杀在了摇篮之中。

直到今天,木星仍然在吸收着大量不小心闯进它引力范围内的小天体,不过这种吞噬和当初形成时的吞噬是两种不同的情况。有人担心,木星质量不断增长,会不会在未来变成另一个太阳?

关于这一点,大家完全不用担心。天文学家指出:木星至少要增长到现在质量的75倍以上,才能形成“被阉割”的恒星——褐矮星。而太阳系内除了太阳之外,其他所有行星和小天体的总质量也只有木星的40%,就算木星全部吞噬,也不足以引发内核的氢聚变。

木星想要夺位?恐怕是难上加难!

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