失败的太子
在太阳系中,木星是最特殊的天体之一。它是除太阳以外最大的天体,体积是地球的1300多倍,质量是地球的318倍。它的成分也很特别,主要是氢和氦,这和太阳是一样的,氢和氦的质量比也和太阳差不多。
似乎木星就像一个微缩版的太阳,拥有79颗卫星的木星系统也像是一个小太阳系。甚至有人推测,如果太阳突然消失,木星会将太阳系内的所有天体吸引到它的周围,形成一个新的天体系统。
虽然在很多方面看起来更像太阳,但木星内部无法进行核聚变,所以只能老老实实做行星。因此,科学家们又给它起了另一个外号——失败的太子。
但是我们知道“储存”这个词也有“准备”的意思。就算现在成不了星,木星以后还有机会吗?尤其是当科学家发现宇宙中存在比比木星还小的恒星时,公众心中的这个疑问就更值得深思了。
比木星的小星星
2017年,科学家在距离地球约600光年的绘架座方向发现了一颗恒星。这颗恒星位于名为EBLMJ0555-57Ab的三星系统中。
在这个三合星系统中,其他两颗成员都是普通恒星,与太阳同类型,但这颗EBLMJ0555-57Ab却很特别。观测结果表明,EBLMJ0555-57Ab非常小,半径只有5.9万公里左右。别说和太阳比了,就是木星也比不上,只有木星半径的84%左右(约6.99万公里),比地球上第二大行星土星的半径(约5.82万公里)略大太阳系。
这不是第一颗被发现这么小的恒星。2014年,天文学家还发现了一颗名为2MASSJ05233822-1403022(J0523)的恒星,其半径仅为木星的1.01倍,大小相差无几。
这些恒星的发现让木星陷入了尴尬的境地。既然比它小的天体都能变成恒星,为什么木星就不能呢?
什么是明星?
说到这个问题,我们先要回答另一个问题:星星到底是什么?
从直觉上讲,能独立发光和发热的天体就是恒星。具体来说,它是一个核心可以自发发生核聚变的天体。例如,在太阳的核心,每秒有400万吨氢发生聚变。在形成氦气的同时,它也释放出巨大的能量。这种能量照亮了整个太阳系,并为太阳系其他天体提供了温暖。
要进行这种核聚变,天体需要满足几个条件。首先是要有原料,比如氢——这个条件其实并不难,因为宇宙中大部分的成分都是氢,其他元素所占的比例很小,但是好像稍微多一点像地球这样的岩石行星。其次,天体还需要有足够大的质量和足够强的引力,这样核心的压力和温度才会极其惊人,才能开始核聚变。
对于木星来说,第一个条件不是问题,75%被氢占据,24%是氦,离太阳很近。然而,它的质量太小,无法在核心发生核聚变。
其实木星本身也有热源,甚至它释放的热量也是从太阳接收到的热量的2.5倍左右。因此,严格来说,木星也可以认为是可以自己发光发热的,只是相当微弱。当然,这种所谓的发光热并不是核聚变产生的,自然不能称为恒星。
那么,一个天体要有多大质量才能提供如此惊人的压力和温度呢?
根据目前的研究结果,至少约80倍于木星质量的行星可以自发发生核聚变。显然,对于木星来说,它甚至还差得远。相比之下,太阳显然没有任何“压力”,因为它的质量是木星的1000多倍。至于半径比比木星还小的恒星EBLMJ0555-57Ab,它的质量已经达到木星的80倍,几乎刚好超过临界值,所以它不仅是已知最小的恒星,而且理论上基本上也是。有史以来最小的恒星。
木星还有机会吗?
那么,木星的命运决定了吗?它还有被“点燃”的机会吗?
首先,你不可能指望像电影《流浪地球》那样通过燃烧地球的氧气和木星的氢来点燃木星。别看地球的氧气贫乏到木星大气中的氢气根本无法点燃,就算点燃了也不是核聚变,也称不上是恒星。
至于能不能发生内部核聚变,就看木星的质量能不能增加了。这也是很多网友关心和向我提问的话题,因为木星强大的引力可以吸引很多小天体来撞击它们。例如,1994年,著名的苏梅克-列维九号彗星撞向木星,成为木星的一部分。就在当地时间本周一,巴西业余天文学家何塞·路易斯·佩雷拉发现了一颗新的小行星撞击木星。
科学家估计每年有12-60颗小行星撞击木星,为木星添砖加瓦。在我们介绍佩雷拉发现的木星撞击事件的文章中,很多网友问我木星是否有一天会被点燃。
不幸的是,没有。这些小行星的质量太小,对于木星质量的增加可以说是九牛一毛,根本无法提供足够的引力。
我们说过,一个天体的质量必须是木星的80倍,才能在其核心发生核聚变反应。实际情况是,在太阳系中,除了太阳和木星,其他所有天体的质量总和只有木星的40%。也就是说,即使其他天体全部被木星吞噬,它的质量也只有现在的1.4倍,远远不足以成为一颗恒星。
而且,根据目前的观测,科学家们已经发现了很多比比木星大很多的系外行星,其中很多的质量是木星的数倍,也在行星之列。因此,对于我们的木星大哥来说,升星的梦想恐怕无法实现。
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