根据科学家的研究我们能够知道,我们的地球属于太阳系中,在太阳系中一共有八大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,在八大行星当中,地球是唯一一颗诞生了生命的星球,生命的出现给地球增添了很多色彩,尤其是人类出现以后,解开了地球上很多的奥秘,现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度非常快,当人类走出地球以后,人类的好奇心被宇宙所吸引,人类想要解开宇宙中更多的奥秘,但是由于现在人类的科技有限,目前人类探索最多的还是太阳系内,太阳系中,体积和质量最大的行星就是木星,太阳系形成之初,是一片由气体(约98%为氢和氦)和尘埃(含岩石、冰质颗粒)组成的“太阳星云”。随着星云中心引力坍缩形成原始太阳,周围剩余物质逐渐围绕太阳旋转,形成一个扁平的“原行星盘”。
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在原行星盘的外侧区域,温度极低(低于-150℃),水分子、氨、甲烷等物质能以固态冰的形式存在,这使得该区域的固态物质总量远超内侧岩石区。这些固态颗粒在引力作用下不断碰撞、聚集,逐渐形成直径数公里至数百公里的“星子”;星子进一步碰撞融合,最终在约100万-1000万年内,形成了一个质量约为地球10-30倍的“岩石-冰质核心”,这是木星形成的“种子”,其引力足以开始显著吸引周围的气体。当核心质量达到地球10倍以上,其引力就会突破临界值,开始高效捕获原行星盘中的氢和氦气体。由于原行星盘外侧的气体含量极其丰富,核心的引力像吸尘器一样,在数万至十万年内快速吸积周围气体,使得木星的质量呈指数级增长。
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这一阶段是木星从固态核心向气态巨行星转变的关键,气体被引力压缩,形成了厚度达数万公里的大气层,随着气体不断聚集,核心周围的压力和温度急剧升高,最终形成了稳定的气态结构,这个时候的木星质量已经远超其它行星的胚胎,科学家认为,木星能够成为太阳系行星最大的,本质是其形成的位置、物质获取效率和演化时机的综合优势,木星诞生于原行星盘的“雪线外侧”,这一位置是太阳系早期固态物质与气态物质的“富集区”,原行星盘的气体主要集中在外侧区域,木星核心形成后,能直接“浸泡”在高浓度的氢、氦气体中,吸积效率远超内侧行星。木星凭借其核心形成速度快,在太阳风大规模清扫前,就已完成了对周围大部分气体的吸积。
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而天王星、海王星因核心形成较晚,当它们开始吸积气体时,原行星盘中的气体已所剩无几,只能形成“冰巨星”,无法与木星的质量、体积抗衡。在行星形成过程中,质量越大、引力越强,吸积物质的效率越高,当木星的核心质量达到地球10倍时,其引力已经吸引周围的星子和气体向其聚集,随着气体不断被吸积,木星的总质量快速增长,引力进一步增强,进而能够捕获更远距离的物质。相比之下,其它行星的核心质量小,引力仅仅能够吸引周围少量岩石物质,无法和木星竞争,即使是太阳系早期可能存在的其它气态行星胚胎,也因为引力弱于木星,最终要么被木星的引力弹射出太阳系,要么和木星碰撞融合,进一步壮大了木星的质量。
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曾经有很多科学家认为,木星其实是太阳系内隐藏的另一颗恒星,因为它向外辐射的热量比它吸收的太阳热量高1.5倍,这意味着木星内部存在额外的热源,而且科学家考虑到木星内部的温度和压力,以及它气态巨行星的身份,所以不少科学家认为,木星正在积蓄能量,成为太阳系的第二颗恒星,木星作为太阳系中体积和质量最大的行星,能够保护地球不受到小行星的撞击,木星的质量约为地球的318倍,其引力场强度远超其他行星,能对进入其引力范围的天体产生显著的“引力牵引”,进而改变这些天体的运行轨道,当小行星或彗星从太阳系外侧向内侧移动时,若其运行路径靠近木星,木星的引力会像一只“无形的手”,对天体产生持续的拉力。
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这种拉力会改变天体的速度和方向,使其原本指向地球或内太阳系的轨道发生偏移,最终错过地球。对于部分质量较小、运行速度较慢的天体,木星的引力不仅会改变其轨道,还可能通过“引力弹弓效应”赋予天体更高的速度,使其挣脱太阳系的引力束缚,被永久驱逐到星际空间。这种“弹射”过程类似“用手甩动绳子末端的小球”:天体靠近木星时,木星的引力先将其“拉向”自己,天体在引力作用下加速;当天体绕过木星后,引力又将其“甩出去”,使其获得额外的动能。最终,天体的速度超过太阳系的“逃逸速度”,彻底离开太阳系,从此不再对地球构成威胁。由于木星的引力场覆盖范围极广,太阳系内大部分从外侧闯入的天体,都会优先受到木星引力的影响,而非地球。
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如果没有木星的存在,那么地球被小行星撞击的概率将会大大增加,这对于地球生命来说,将会是致命的打击,要知道在6500万年前,有一颗直径10公里的小行星撞击了地球,导致地球上百分之90的生物都灭绝了,这颗小行星撞击地球时,释放的能量相当于720亿吨TNT炸药同时爆炸,或说是广岛原子弹威力的数百万倍。撞击点位于今墨西哥尤卡坦半岛附近的墨西哥湾,瞬间产生了强烈的冲击波,其力量足以将地表一切生物和地貌彻底抹平。即使在距离撞击点数千公里外的区域,也感受到了如同世界末日般的震动。冲击波掀起高达数千米的海啸,以排山倒海之势席卷海岸线,将沿海生态系统瞬间吞没。
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撞击引发了全球性的强烈地震,地壳剧烈抖动,山脉崩塌,巨大的能量激活了地球内部的火山活动,多地超级火山流出,进一步加剧了灾难,最致命的影响来自撞击扬起的巨量尘埃和火山灰,它们弥漫在大气层中,形成了一层厚厚的遮光层,地球陷入了长达几个月没有太阳的环境,光合作用几乎停止,植物大面积枯萎死亡,导致食草恐龙失去了食物来源,从而引发整个食物链崩溃。所以对于生命来说,小行星的撞击危害是非常巨大的,所以木星被人类称为是地球的保护神,虽然说木星的体积和质量很大,但是想要成为一颗恒星,还差得很远,要理解木星为何成不了恒星,首先需要明确恒星的核心特征——恒星并非“会发光的天体”,而是能通过核心氢核聚变将氢原子转化为氦原子,并持续释放能量的天体。
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恒星形成于宇宙中的“分子云”。当分子云局部因引力扰动开始收缩时,物质会向中心聚集,形成“原恒星”。原恒星的质量越大,自身引力越强,对核心的压缩作用就越显著——引力会将核心的气体挤压到极高的密度,同时摩擦和压缩产生的能量会使核心温度急剧升高。当原恒星核心的温度达到1000万摄氏度以上,恒星才能够慢慢进入主序星阶段,简单来说,质量只是恒星的入场券,木星和恒星的成分类似,但是质量缺陷从根本上阻断了这一可能,天文学界通过观测和理论计算确定,恒星的“最低质量门槛”约为0.08倍太阳质量(约80倍木星质量)。而木星的实际质量仅为太阳的1/1047(约0.00095倍太阳质量),远低于这一“临界值”。
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由于木星的质量不足,所以木星自身的引力无法对核心产生足够强的压缩作用,目前木星核心的温度大约是3万到4万摄氏度,压力大约是4000万到6000万个大气压,如果低温低压的环境,完全无法克服氢原子核间的静电斥力,自然无法启动核聚变反应,与太阳通过核聚变释放能量不同,木星目前向外辐射的少量能量,主要来自其形成初期残留的“引力收缩能”,在46亿年前木星形成时,物质向中心聚集的过程中释放了大量能量,这些能量被储存起来,至今仍在缓慢向外辐射。但这种能量来源是“不可持续的”:随着引力收缩逐渐减缓,木星的核心温度会慢慢降低,辐射的能量也会逐渐减少。它永远无法像恒星那样,通过核聚变实现“能量自给自足”,只能作为一颗“气态巨行星”,围绕太阳公转。
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木星想要成为恒星,需要大量的质量,但是在太阳系中,这一过程几乎是不可能的,毕竟目前太阳系的物质分布已经基本稳定,木星轨道附近的氢、氦、气体早已经在46亿年前被太阳的辐射吹走,剩余的物质多为岩石或者冰质,质量非常小,且总量远不足以让木星质量增长80倍,即使木星能够捕捉到这些物质,其成分也没有办法为核聚变提供燃料,当木星的质量达到80倍当前质量、启动核聚变以后,还需要满足引力和辐射压平衡的条件,才能够稳定的成为一颗恒星,所以木星距离成为恒星非常遥远,但是在恒星和行星当中,有一颗过渡天体,被称为是褐矮星。其质量介于13倍到80倍木星质量之间,核聚变所需要的温度较低,不过即使成为褐矮星,木星也需要将质量增加到当前13倍以上。
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从宇宙演化的角度看,木星自形成之初就注定是一颗“气态巨行星”,它是太阳系早期物质分布的“产物”,质量不足以触发核聚变,却因足够大的质量成为了太阳系的“行星霸主”。未来,除非发生极端的宇宙事件(如太阳系闯入一片富含氢氦的分子云,且木星恰好能捕获大量物质),否则木星永远只能作为地球的“邻居”,围绕太阳公转,而非成为一颗发光发热的恒星。对此大家有什么想说的吗?
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