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木星能否变成太阳系第二颗恒星?
木星,恒星,质量木星能否变成太阳系第二颗恒星?
发布时间:2016-12-08加入收藏来源:互联网点击:
木星能否变成太阳系第二颗恒星?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
天文学家告诉我们,仰望星空时看到的大部分星星其实都是和太阳一样会发光发热的恒星
那么恒星为什么会发光发热呢?答案是因为原恒星都是由氢和氦组成的,而当原恒星核心温度和压强达到氢元素核聚变的“底线”时,由内而外的氢元素核聚变反应便会“点亮”原本暗淡的原恒星,这也意味着茫茫宇宙中又多了一颗进入主序星阶段的恒星。
通过上面的介绍,我们已经知道恒星诞生有两个条件,第一是核聚变需要的氢元素,第二是足够的质量,因为只有质量达到一定程度后核心区域才会产生足够的温度和压强。
木星作为太阳系内质量和体积最大的行星,大气层内氢元素占比为75%,氦元素占比为24%,有趣的是这与太阳的氢氦分布也基本相同(氢元素占太阳质量的四分之三),因此在《流浪地球》和《2010太空漫游》等科幻里都有“点燃木星”或者“把木星变成恒星”的情节出现,那么现实中的木星真的有可能从一颗气态巨行星变成一颗发光发热的恒星吗?
这个问题的答案隐藏在宇宙恒星的质量下限中
以我们的太阳为标准,质量在0.075到0.5倍太阳质量的红矮星就是宇宙中质量最小的恒星,所以说恒星的质量下限就是0.075倍太阳质量,所以说木星只要达到这个质量,其核心区域的温度和压强就能“点燃”氢元素核聚变反应,从而让木星“蜕变”成一颗红矮星。
可惜的是木星质量只有太阳的千分之一,也就是0.001倍太阳质量,所以说木星需要将自身质量再增加75倍才能从一颗气态巨行星变成一颗红矮星。
可惜的是由于太阳占据太阳系总质量99.86%,而木星的质量又是除太阳以外其他所有太阳系天体质量总和的2.5倍,因此木星是无法在太阳系内获得足够质量变成恒星的。
回答于 2019-09-11 08:43:50
我是这样看问题的木星在大都是太阳的儿子,它在牛逼也成不了恒星,我们人类就象一只蚂蚁有智商的人。,宇宙之大无奇不有
回答于 2019-09-11 08:43:50
成为恒星的最低门槛
不知道你有没有想过这么一个问题,为什么同样都是天体还会有恒星、行星、卫星的区别?而且宇宙还存在着很多脾气暴差的天体,比如:黑洞、中子星、白矮星之类的。
那么为什么会有这么多的不同和区别?
如果非要找出一个最为核心的因素,那就是:质量。
具体来说是这样的,按照目前主流的理论,天体的形成是来自于分子云的引力坍缩。但在形成过程当中,有些天体的质量巨大,有些天体的质量就比较小。
拿太阳来做参考,如果天体的质量超过太阳质量的7%,那就会成为引力的作用下形成一颗恒星。具体来说就是,巨大的引力会迫使恒星的中心温度急剧上升,比如;太阳内核的温度就能达到1500万度,一般来说,此时的恒星内核都会成为等离子态。在这种状态下,内部的原子结构都不存在了,电子和原子核会到底乱串。
由于宇宙中99%以上都是氢元素和氦元素,因此,恒星主要也是氢原子和氦原子构成的。这意味着,恒星内部会有大量的氢原子核到底乱串。这时候氢原子核之间就有一定的概率发生核聚变反应,点亮恒星。说白了就是,氢原子核(也就是质子)发生核聚变生成氦原子核,损失的静止质量以能量的形式释放出来,这当中主要有两条路径,一条叫作质子-质子反应链。
另一条叫作碳氮氧循环。(碳、氮、氧在其中充当的是类似于催化剂的作用。)
如果天体的质量小于太阳质量的7%,那这个天体就不具备成为一颗恒星的可能性。事实上,就存在一类天体在还是原恒星时,由于质量不够大的,使得恒星的内核温度不够高,以至于无法点亮核聚变反应,那它们就会成为一颗褐矮星。(当然,更多的其实根本连褐矮星这个阶段都达不到,只是一颗普普通通的行星而已。)
在我们的太阳系当中,太阳占据了整个恒星系99.86%的质量,在剩余的天体中,质量最大的是木星,它是一颗巨行星,除了之外的行星加起来的质量都没有它大,准确说是它是剩余行星质量之和的2.5倍。
但木星的质量只有太阳质量的千分之一,也就是说,它距离成为一颗恒星的最低门槛还有相当大的距离(也就是上文提到的,太阳质量的7%),而且差距还不是一点点,而是差了70多倍左右。由于质量不足以达到这个门槛,导致木星自身的引力不足以引发核聚变反应,因此,木星很难成为一颗恒星。不仅如此,就算把太阳系内除太阳之外的剩余所有质量都给它,质量也还是够不到那个最低的门槛。
木星
虽然成为不了一颗恒星,但是木星内核是极为恐怖的。木星内部的温度可以达3.6万度,同时压力可以达到3000~4500GP。
在这种极端的条件下,木星的核心主要是由金属氢构成的。没错,你没有看错,就是金属氢。这种金属氢说白了就是可以导电的氢。
当然,你可能会说了,有没有人进入到过木星,如何知道木星内核是这样的,而且金属氢听起来也很奇怪。科学家为了证明这一点,其实一直在试图在实验室里合成,2017年,美国哈佛大学的科学家就利用钻石高压砧法(以3250万千克的力施加在6.5平方厘米的氢样本上),在几乎逼近钻石强度崩溃边缘时,成功把气态氢压缩成了金属氢。这也证明了在高压下,氢是可以被压缩成金属氢的。
最后,我们来总结一下,成为一颗恒星的门槛是太阳质量的7%及以上,木星只有太阳质量的千分之一,因此无法成为一颗恒星。不过,虽然成为不了一颗恒星,但木星内核的氢在高温高压下,已经呈现出了很反常的金属态。
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