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天文科普丨为什么宇宙中岩质行星很少?

 人文之光 2023-10-01 发布于辽宁

话说小编想起了一个笑话:某个网络小说上有这样的一个细节,说的是有人登陆了木星,还在木星上开了汽车。当然稍微有一点天文学常识的人都知道:木星是气态行星,是不存在登陆这么一说的。

每当夜幕降临,我们可以看到满天繁星。但是这些满天繁星中,绝大多数都是恒星。而即便是人类通过先进的天文仪器观测,也赫然发现,在太阳系之外的宇宙,绝大多数行星,也都是气态行星。换句话说,放眼整个宇宙,像地球这样的岩质行星也是少之又少的。

那么,为什么宇宙中,岩质行星很少?

1、太阳系的特例

其实太阳系在整个宇宙来看,都算是很特殊的一个存在。因为从恒星数量来看,太阳系属于单恒星星系。说直白一些就是整个太阳系只有太阳这一个恒星。当然有天文学者认为,如果不是因为太阳系形成过程中面临资源不足的困境,或许太阳系也会形成双恒星系统——木星,本来应该是第二个恒星。但因为木星的体量太小,所以未能形成恒星。

其实宇宙中,主体来看,其他星系多数都是双恒星或者三恒星的体系。

此外,在太阳系,有八大行星(以前还有个被开除的冥王星)。在这八大行星中,地球、金星、火星、水星是岩质行星,而木星、土星、天王星、海王星属于气态行星。也就是说,太阳系八大行星中,气态和岩质各占一半。

当然,如果把当年的冥王星算进去的话,则可以认为太阳系存在五个岩质行星。并且,在远古时代,地球和一个叫忒伊亚的岩质行星相撞,最终导致忒伊亚消失。如果忒伊亚还在的话,太阳系岩质行星数量无论如何都要远超气态行星。而岩质行星的这个比例,也是太阳系特殊之处。

因为太阳系之外的星系,主体来看都是气态行星。

2、岩质行星稀缺的原因

因为人类生活在太阳系的地球上,所以人类往往被太阳系的情况误导,认为岩质行星在宇宙中有很多。但其实并非如此。

那么,为什么在宇宙中,气态行星的数量要远超岩质行星,甚至成为宇宙的主流行星?

其实之所以宇宙中主流的行星都是气态行星,原因是因为在整个宇宙中,氢这种元素要占85%的比例。而这就导致了在天体形成过程中,气态行星要占据绝大部分的比例。而氢元素之外的其他元素加在一起,才15%左右的比例。而这15%的元素中,能支持形成岩质行星的元素就更少了。这就导致了宇宙中,岩质行星的数量很少,倒是气态行星的比例很大。

3、观测问题

而且,由于受天体物理的制约,这也导致了气态行星的体积往往很庞大,反之,岩质行星的体积相对都小。以太阳系为例。太阳系中体积最大的岩质行星,就是我们居住的地球——其余的,不论是金星还是火星,都没有地球大。而即便是太阳系内体积最大的岩质行星地球,在体积上,也无法和天王星、海王星这种太阳系内体积并非最大的气态行星相比。

而因为体积因素,所以人类的天文观测工具对太阳系之外的宇宙观测,往往也只能率先发现气态行星。所以,想要弄清楚太阳系外岩质行星的情况,还需要天文科技的不断进步才可以。

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