导语:太阳系中有什么,它们之间存在着怎样的联系。太阳作为太阳系的中心,人们对于它的研究一直在进行中,关于太阳的形成人们也有很多的想法。太阳系中的木星在太阳系中有怎样的地位,发挥着怎样的作用?

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关于太阳系的形成

1、恒星的形成

银河系的形成始于冷分子云(基本上是氢分子的集合),它们密度较低,并通过重力吸引气体、颗粒等物质。由于添加的“原料”越多,这些物质就会产生净旋转,形成圆盘以吸收更多的物质。新造物的势能转变为内部气体的动能,碰撞越多,产生的热量越多,当中心温度和密度达到足够高时,就形成了恒星。绝大部分物质被新生恒星吞噬,盘面上的残留物变成了行星、小行星等等。距离太阳很近就决定了什么物质能在相应的温度下凝结,从而形成一个小型天体。

距离太阳较近的地方,温度相对较高,只有较重的元素才会凝固;而随着离太阳更远,温度下降到大约300K以下,“冰(ices,可理解为氢化合物的固体形式)”也会参与到行星的形成过程中,同时低温也使得行星能够通过重力捕获氢、氦这类非常轻的气体(见图2),因此在离太阳更远的地方,有更多的“行星原料”。正因为如此,太阳系的前四个行星都是密度大,体积小,质量小的岩石行星,而随后的四个气体行星的体积和质量都很大。

2、为什么地球上氢的含量很低

众所周知,氢、氦是宇宙中最充足的正常物质(按质量划分为74%和24%),同时也是气态行星的主要成分,为什么地球上的氢这么少?地壳靠近太阳,温度高,氢分子移动得很快,很容易摆脱地心引力。事实上,像木星这样的巨大的气体行星很容易就能捕获氢,因为它所处的位置温度很低,而且氢不能脱离木星的引力。

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天文学中木星质量的含义

木星质量(Jupitermass,符号为MJ)是主要用来测量行星、褐矮星(质量位于行星和恒星之间)质量的单位,木星质量(1MJ)为1.90×10^27kg,太阳质量不足千分之一(Solarmass,符号为M☉,通常用来测量宇宙中其他物质的质量,包括恒星、星系、黑洞等)。~75MJ(0.08M☉)是恒星质量的下限,也就是在此质量之下,就不可能发生点火聚变,也就不可能成为恒星。顺带提一下,~100兆秒是恒星质量的上限,高于此质量的恒星将不能克服自身的重力,必然会发生塌缩。

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研究人员发现,宇宙中的许多恒星不是成双成对地分布,就是三组、四组。举例来说,距离太阳最近的恒星比邻星有两个伙伴。与人马座α星A、半人马座α星B一起,形成三合星系统。例如,离太阳8.6光年远的天狼星上还有一颗天狼星B。北极星也是三合星系统。像这样的星体组合在宇宙中是罕见的。

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太阳系的组成

但太阳是一只孤单的狗,在宇宙中没有伴星与它共舞。但太阳系中有颗行星,其组成元素主要为氢和氦,与太阳非常相似,而且非常大。其质量相当于地球的318倍,是太阳系其他行星质量的2.5倍,也是太阳的1/1000。这个星球就是木星。在太阳系,木星是最大的行星。如下图所示,将太阳系的八大行星组合在一起。大地小得就像放在篮球面前的玻璃球,孩子们在玩。所以很多人认为木星是太阳的伴星。

1、太阳系中的木星和其他行星

那木星会不会变成太阳系的另一颗星星呢?假如木星变成最小的恒星,那么太阳系将会发生什么?第一个确定的是,木星不可能变成一颗星星。那是因为与恒星相比,木星的质量太小。现在所知道的最小的恒星是J0523。尽管它的直径只有土星的四分之一,但它比木星的直径更“坚固”。

质量是木星的77倍,也就是太阳的7.21%。科学家们相信J0523的质量基本上是在最小恒星的底部。那就是说,一个物体要想成为恒星,它的质量必须至少达到太阳质量的7%。如果质量再小一点,它就不会引发氢元素内部的核聚变反应,也不会变成恒星。尽管木星的组成元素与太阳相似,但其质量却远不及太阳的7%。所以木星不可能变成一颗星星。

2、太阳系的内部

那么,木星还会不会变成星星呢?不会,因为太阳系里的物质已经不足以使其增加质量。即便太阳系其他七颗行星都合并成木星,其质量也只增加了40%。其质量与最小恒星的质量相差甚远。所以如果木星真的变成了最小的恒星,那么太阳系将会发生什么呢?它将给地球带来什么影响?我们来想象一下吧。

参考恒星J0523,当木星变成一颗最小质量的恒星时,木星的质量是木星的77倍。质量在增加,而体积却在减小。那是因为更多的物质挤压着木星,而木星上的物质也被大大压缩。就像土星的尺寸一样大因此,我们在地球上看到的木星仍然只有这么大。不会变得像太阳一样大。

在木星成为最小恒星之后,它的表面温度达到了1800℃左右。就会发出红光。尽管木星在这个时候的表面温度只有太阳表面的三分之一,但是它周围的一些冰层卫星仍然会被烤焦,比如木卫二和木卫三。

3、木星与卫星

木星表面的温度成为最小恒星,但是它对地球并没有影响。由于其宜居带只有数百万公里。在距离地球六亿三千万公里的地方,地球温度变化不大。

最可怕的是,木星变成了最小的恒星,使其引力变得更大。这将破坏现有的太阳系秩序。研究人员发现,木星现在的质量足以让它与太阳的质心相交,距离太阳表面47000公里。也就是说,木星摇晃着太阳。在木星变成最小的恒星后,它的质量是原来的77倍之多。地球与太阳显然是绕着彼此旋转的。因此,太阳将摇晃得更厉害。

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结语:我们可以想象,如果我们的太阳系有两颗恒星,一个巨大,一个小小的,“舞动”起来,地球和其他星球将如何受得了。如何减小这种舞动对于人类的影响是人们努力的方向,人们的努力也会有一定的成果。