木星为什么会那么大？原来它捡到了一个大便宜

木星和土星分别是太阳系的第一大和第二大行星，其中木星的平均直径约为139822公里，土星的平均直径约为116464公里，从体积上来看，木星比土星大不了多少，但从质量上来讲，土星就远远不及木星了，因为土星的质量约为5.6834 x 10^26千克，而木星的质量却约为1.8982 x 10^27千克。

太阳系第二大行星与木星的差距都如此悬殊了，其他的行星就更不用提了，实际上，木星的质量是太阳系中其他行星质量之和的2倍多，完全可以说是“傲视群星”，所以问题就来了，木星为什么会那么大呢？答案就是：因为在太阳系形成之初，它捡到了一个大便宜。

可观测宇宙中存在着数量极为庞大的恒星，在这些恒星之中有“垂垂老矣”的，有“正当壮年”的，当然也有正处于诞生之初的，只要我们观测的恒星数量足够多，就可以集齐处于所有阶段的恒星。

在过去的日子里，科学家们早已观测到了大量处于诞生之初的恒星，而分析结果表明，这些恒星无一例外地都是从原始星云演化而来。

简单来讲就是，原始星云在引力的作用下发生坍缩，在此过程中，星云中的物质会不断地向其引力中心聚集，并最终形成一颗闪亮的恒星，在此之后，星云中的残余物质则会一边围绕着新生的恒星运行，一边互相吸积，进而形成围绕着新生恒星的众多天体。

所以我们完全有理由相信，太阳系同样也是形成于一片原始星云，事实上，这也是科学界的主流观点，科学家认为，太阳系诞生于大约45.7亿年前，是由一片被称为“太阳星云”的原始星云在发生引力坍缩后演化而成。

太阳及其行星的形成过程大概可以分为4步：1、“太阳星云”开始坍缩；2、太阳在星云中心位置形成；3、星云的残余物质围绕着太阳形成一个被称为“原行星盘”的盘状结构；4、“原行星盘”中的物质继续互相吸积，最终形成我们现在所看到的八大行星。

按常理来说，“原行星盘”距离太阳越近的区域物质就越密集，所以距离太阳更近的水星、金星、地球、火星都应该比木星更大才对，但我们都知道，太阳系中实际情况却并非如此，为什么呢？其实这是可以解释的。

从水的三相图可以看到，在没有压力或者压力过低的情况下，水不可能以液态的形式存在，其实对于其他的物质而言，这样的规律同样也是适用的。由于在“原行星盘”不存在拥有稳定压强的环境，因此“原行星盘”中几乎所有的物质都只能以气态和固态的形式存在。

相对而言，固态的物质更加容易吸积，在理想情况下，固态物质会通过互相碰撞和吸积像滚雪球一样越来越大，当其质量达到一定程度的时候，其产生的引力就足以吸引附近的气体，然后再进一步增大。

然而在距离太阳较近的区域中，这样的“理想情况”并不存在，其原因就是太阳，一方面来讲，太阳的热量会使很多挥发性物质（如水、氨、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等）只能以气态的形式存在，另一方面来讲，太阳释放出的恒星风还会持续地将“原行星盘”中的气体向外驱离。

这就造成了固态物质相对较少，并且气态物质还会不断地向外逃逸，所以这片区域中就只形成了体积和质量都相对较小的岩石行星。

随着与太阳距离的增加，温度也会逐渐降低，当距离增加到一定程度的时候，那些挥发性物质就会凝结成固体，从而变得易于吸积。

我们可以将刚好能让挥发性物质凝结成固体颗粒的距离称为“冻结线”，由于每一种挥发性物质的“冻结线”都各不相同，因此太阳系的“冻结线”其实是一个距离范围，根据科学家的估算，在太阳系诞生之初，“冻结线”的范围大约在距离太阳2.7至5个天文单位之间。

可以想象的是，假如有一颗行星的形成位置正好位于“冻结线”的外侧边缘，那么它无疑就是捡到了一个大便宜，因为它在这里可以获取到大量的固态物质，进而迅速成长。

是的，你没有猜错，木星就是捡到了这样的大便宜，根据科学家的推测，在太阳形成之后的300万年里，位于“冻结线”的外侧边缘的木星的质量就增加到足以束缚氢气和氦气的程度，在此之后，木星就开始大量吸收从太阳系内侧逃逸出来的各种物质（主要是氢和氦），并迅速成长为一颗巨大的行星。

当然了，木星不可能将所有从太阳系内侧逃逸出来的物质全部吸收，所以位于木星外侧的土星、天王星和海王星也都不同程度地分到了一杯羹，尽管它们吸收到的物质没有木星多，但也足以让它们成长为比地球大得多的巨行星了。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

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