脑洞问题:怎样才能点着木星?点燃木星会怎样?

科学实验兔斯基 2024-11-23 04:56:40

在上一篇文章中,我们聊了聊木星内部的一些情况。木星是一颗巨大的气态行星,它的大气层以氢气和氦气为主。不仅如此,在木星大气层的下方隐藏着一个总厚度可达58000公里的液氢海洋。大家都知道氢气很容易被点燃。于是不少朋友打起了点燃木星的主意。那么,怎样才能点燃木星呢?如果将木星点燃了会发生什么呢?咱们一起来聊聊这个有意思的话题。

木星

要想点燃木星可不容易!首先,常规的办法是行不通的。通常的燃烧需要具备三个基本条件:燃料、助燃物和着火点。虽然木星上有大量的氢可以作为燃料,但是木星的大气层中几乎不含氧气。因此,在缺少助燃物的情况下,我们无法用常规办法将木星点燃。

木星上没有氧气,难道我们就不能从地球上带点氧气过去把木星点燃吗?这种办法也行不通。木星的质量是地球的318倍,而木星上的氢占到了木星总质量的86%。因此,木星上氢元素的质量大约是地球质量的274倍。很显然,地球上这点氧气远远不足以点燃木星。

那么怎样才能把木星点燃呢?点燃木星唯一的办法就是让木星增重。木星的质量非常大,来自核心处的引力收缩把内部的物质挤压得非常厉害,这样就产生了大量的热能。科学家估计,木星内核处的温度高达5万摄氏度,压力相当于1亿个地球标准大气压。科学家发现,木星向外释放的热量是它接收的太阳辐射热量的1.7倍。

然而,5万℃的高温并没有把木星点燃。要想把木星点燃,那就得继续让木星升温,让木星升温就得继续增加它的质量,让它核心处的引力变得更强,内部的物质被挤压得更紧实。这样木星内部的温度就会越来越高,直到达到某一临界点时木星被 “点燃”。

科学家研究认为,要想 “点燃” 木星,就要让木星增重到现在的80倍,木星的内部就会触发核聚变反应,它就会像太阳一样熊熊燃烧,此时的木星也就变成了一颗恒星。

倘若木星变成了一颗恒星会发生什么呢?一些不可思议的事情会发生。

首先,变成恒星的木星反而变得更小了。这是怎么回事呢?前面我们提到过,要想 “点燃” 木星使其成为一颗恒星,就要不断给它增加质量,一直增加到现在质量的80倍。在这个过程中,木星的引力会变得更强,从而把木星上的物质压缩到更小的空间内。而当木星成为一颗真正的恒星时,核聚变反应产生的辐射能量会对木星产生一定的支撑作用,阻止它进一步坍缩。不过,对于刚好跨过恒星门槛的木星来说,它产生的热辐射有限,不足以完全抵消引力的压缩作用,因此,虽然木星的质量大大增加了,但体积却反而变小了。

最小的恒星大小

在宇宙中就有这样的例子。目前已知的质量最小的恒星叫做 J0523,它质量约为木星的77倍,其直径反倒比木星小了15000公里,只有125000公里。

其次,变成恒星的木星平均密度会发生天翻地覆的变化。这显然又是一件非常不可思议的事。木星的质量增加了80倍,体积反倒变小了,这意味着变成恒星的木星平均密度数值会直线飙升。我们可以再次参考已知宇宙中最小的恒星J0523的平均密度,它平均密度达到了140 克/㎝³,是地球上密度最大的金属锇的6.2倍,更是太阳平均密度的100倍。

其实,具有非常大的密度是所有红矮星这类小质量恒星的共同特点,这些恒星由于发生核聚变的速率非常低,因此几乎没有辐射压力来对抗引力的挤压。

红矮星

第三,木星会发出耀眼的红光。木星摇身一变成为太阳系中的第二颗恒星,它再也不需要反射太阳的光芒了。此时的木星可以骄傲地宣布:我是 “太阳”,自带光芒万丈。参考宇宙中已经发现的那些小质量恒星,变成恒星后的木星其表面温度大约为1800℃,光度只有太阳的约一万分之一。倘若地球还在现在的轨道上,温度还是原来的样子没有发生变化。

第四,天上会出现两个太阳吗?如果那时的地球还在现在的轨道上,从地球上看,成为恒星的木星视星等为-7.84,这是它作为行星时最大亮度(-2.94)的91倍。不过,它还是没有夜晚的满月亮。变成恒星后的木星由于体积变得更小了,因而它看上去还是一颗星星,只不过变成了一颗更亮的红色星星罢了,和拥有巨大盘面的太阳是没法相提并论的。

最后,太阳系原有的格局会被打乱。别看变成恒星的木星看上去还是一颗星星,它的质量却增加了80倍,这就像一块投入平静湖面的巨石,在太阳系掀起惊涛骇浪。太阳系原有的引力平衡被打破了。太阳系长久以来处于一种微妙的状态,太阳主宰着行星们的运动轨迹,行星们都围绕在太阳周围过着平静的日子。

而当木星变成恒星后,其引力大幅增强,原本有条不紊围绕太阳运转的行星们突然发现自己陷入了一个全新而复杂的引力场。就拿地球来说,它原本近乎圆形的稳定轨道可能会被拉长,形成一个变长的椭圆,时而靠近太阳,时而靠近变成恒星的木星。在这个过程中,地球有可能被木星的引力俘获而从此围绕木星转动,亦或者地球会被抛射出太阳系成为一颗流浪行星。总之,这时地球的命运充满了很大的不确定性。

双星系统

更为糟糕的是,轨道发生改变的不只是地球,其他行星也可能受到影响。轨道发生改变的行星很可能会相互碰撞。而位于火星和木星之间的小行星带也会在这场剧变中陷入混乱,变成恒星的木星会把大量的小行星抛射出去,这些小行星如同脱缰之马在太阳系中横冲直撞。

当木星变成一颗恒星后,太阳系从单星系统变成了双星系统,太阳从此就和它的这个小伙伴相互绕转,它们共同的质心落在了距离太阳中心5530万公里的地方。

木星和太阳的运动

总之,这一切的变化对地球上的生命来说都是极度不友好的。幸好这一切都是假设,在如今的太阳系中,太阳一家独大,其质量占据了整个太阳系的99.86%,木星是没有机会再成为一颗恒星了。

那么,如果在太阳系诞生之初,木星就变成了一颗恒星,我们还会出现在宇宙中吗?一起聊聊吧!

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