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奇趣漲姿勢(shì):木星可以變成太陽(yáng)系中的第二個(gè)恒星嗎?

我們都知道,木星上主要成分為氫、和25%的氦,那么它可以變成太陽(yáng)系中的第二個(gè)恒星嗎?

在回答這個(gè)問(wèn)題之前,先來(lái)看看太陽(yáng)的“一生”是怎么樣的。

太陽(yáng)也是天體物理學(xué)上的“恒星”,盡管在我們地球人看來(lái),太陽(yáng)的質(zhì)量已經(jīng)是無(wú)法想像的存在,但在宇宙眾多恒星當(dāng)中,它卻是最小的一撮小恒星序列。一般在天體上,質(zhì)量小于2.3倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星為小質(zhì)量恒星,介于2.3倍~8.5倍太陽(yáng)質(zhì)量之間的恒星為中等質(zhì)量恒星,大于8.5倍太陽(yáng)質(zhì)量的為大質(zhì)量恒星。

也就是說(shuō),想成為恒星,天體的質(zhì)量必須與太陽(yáng)質(zhì)量相近或大于太陽(yáng)質(zhì)量。

另外,太陽(yáng)目前正處于壯年(已活了50億年),還有50億年后,由于核心以氫燃料為核聚變,當(dāng)氫燃料燃燒完畢之后,產(chǎn)生大量的氦卻并不能被點(diǎn)燃(氦被點(diǎn)燃的熱點(diǎn)比氫更高),此時(shí)太陽(yáng)內(nèi)部的熱能輻射壓大幅度減小,不足以抵抗自身重力而轉(zhuǎn)變成迅速坍塌收縮過(guò)程。但是,我們知道,“物極必反”,太陽(yáng)不斷收縮必然造成密度和壓力迅速升高、內(nèi)部溫度將變得越來(lái)越高(高壓下產(chǎn)生熱能),當(dāng)溫度達(dá)到一定水平致使難以被點(diǎn)燃的氦點(diǎn)燃了,而高溫也把太陽(yáng)外殼膨脹,形成內(nèi)部收縮外部膨脹的局面。這樣就變成核心高能輻射迅速膨脹的天體——紅巨星,當(dāng)膨脹到一定程度,就連地球也被這個(gè)紅巨星包含在它的肚子里面。

所以,當(dāng)一般說(shuō)到紅巨星的時(shí)候,其內(nèi)部燃料為氦而不是氫,太陽(yáng)轉(zhuǎn)變成紅巨星的時(shí)候,地球就會(huì)被徹底毀滅。

那么,紅巨星中的氦燃料燃燒完畢之后,會(huì)變成什么天體呢?

當(dāng)然,跟上面氫燃料為核聚變結(jié)局一樣,核心的氦也被燒光之后,會(huì)留下生成碳和氧等物質(zhì)。此時(shí)重力又占據(jù)強(qiáng)勢(shì)一方,紅巨星坍塌收縮過(guò)程重演,當(dāng)內(nèi)部密度和壓力變得更加大時(shí),溫度也隨著增高,然而此時(shí)太陽(yáng)(紅巨星)質(zhì)量已變得非常小(質(zhì)能守恒,能量的損失必定造成質(zhì)量的損耗),壓力引起的溫度不足以達(dá)到點(diǎn)燃碳和氧核聚變條件,只有外層的氫和氦繼續(xù)燃燒,發(fā)揮著余暉。當(dāng)收縮壓力越來(lái)越大,密度也越來(lái)越大,構(gòu)成物質(zhì)的電子會(huì)產(chǎn)生抵抗力阻止收縮過(guò)程,直到被壓縮到某種密度時(shí),核心就會(huì)變成體積極小、密度極大、溫度極高的天體——白矮星。

而外部則繼續(xù)膨脹輻射,內(nèi)外之間會(huì)逐漸形成兩個(gè)明顯的分層,最終脫離形成由外層組成的“星云”,消失于宇宙中;內(nèi)部形成單獨(dú)的天體,也就是上文說(shuō)到的白矮星。

當(dāng)白矮星耗盡所有的能量的時(shí)候(此時(shí)內(nèi)部沒(méi)有任何燃料,靠著以前的預(yù)熱發(fā)光發(fā)亮),收縮過(guò)程中止之時(shí),白矮星就變成黑矮星。因此,天體物理上的定義黑矮星為:

由低溫簡(jiǎn)并電子氣體組成,由于整個(gè)星體處于最低的能態(tài),因此無(wú)法再產(chǎn)生能量輻射了。以碳為主和少量氧構(gòu)成。

白矮星冷卻成黑矮星的過(guò)程十分緩慢,可能需要100億年左右。

終上所述,特別是太陽(yáng)后期的演化過(guò)程,著重關(guān)鍵詞質(zhì)量、密度、自身引力。盡管木星質(zhì)量比其他太陽(yáng)系的行星大得多,是氣態(tài)巨行星,而且上面主要有氫(很多)和氦(占總質(zhì)量的25%),遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到由熱壓轉(zhuǎn)換成“熱燃”的過(guò)程,只會(huì)形成液態(tài)氫;即使有外力點(diǎn)燃?xì)?,但這一點(diǎn)小量不足以維持(據(jù)推測(cè),木星的中心并不是由氫和氦組成,而是一個(gè)含硅酸鹽和鐵等物質(zhì)組成的核區(qū),物質(zhì)組成與密度呈連續(xù)過(guò)渡),更何況還有熱點(diǎn)更高的氦如何點(diǎn)燃?

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