失败的王储

在太阳系,木星是最为特殊的天体之一。它是除太阳之外最巨大的天体,体积是地球的1300多倍,质量是地球的318倍。它的组成成分也很特殊,以氢和氦为主,这一点和太阳也是一样的,并且氢和氦所占的质量比也和太阳类似。

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看起来,木星就像是一个缩小版的太阳,拥有着79颗卫星的木星系也就像是一个小型的太阳系。甚至有人推测,如果太阳突然消失了,木星就会把太阳系所有的天体都吸引到自己的周围,组建新的天体系统。

虽然看起来有很多方面都比较像太阳,但木星的内部却无法进行核聚变,所以只能老老实实地做一颗行星。因此,科学家们又给了它一个绰号——失败的王储。

可是咱们知道,“储”这个字也有“预备” 的意思。即便现在不能成为恒星,未来木星是否有机会呢?尤其是当科学家发现宇宙中竟然还有比木星体积更小的恒星时,公众心中的这个疑问,也就更加值得思索了。

比木星还小的恒星

2017年,科学家在距离地球大约600光年的绘架座方向发现了一颗恒星。这颗恒星位于一个三合星系统中,名字叫做EBLM J0555-57Ab。

在这个三合星系统中,另外两个成员都是正常的恒星,和太阳同类型,而这颗EBLM J0555-57Ab则非常特殊。观测结果表明,EBLM J0555-57Ab非常小,半径仅有59000公里左右。别说和太阳比,连木星都比不上,只有木星半径(约6.99万公里)的84%左右,比太阳系第二大行星土星半径(约5.82万公里)略大一点点。

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这已经不是第一颗被发现这么小的恒星了。2014年的时候,天文学家还发现了一颗名为2MASS J05233822-1403022(J0523)的恒星,其半径也仅有木星的1.01倍,几乎可以说是一样大。

这些恒星的发现,让木星陷入了尴尬的境地。既然比它更小的天体都能够成为恒星,为何木星不可以呢?

什么是恒星?

既然提到了这个问题,我们就需要首先回答另一个问题:到底什么是恒星?

直观上说,能够自主发光发热的天体就是恒星。具体来讲,是核心处能够自发进行核聚变的天体。比如太阳的核心处,每秒就有400万吨的氢发生聚变,形成氦的同时,还会释放出巨大的能量,这些能量就照亮了整个太阳系,并且给其他太阳系天体提供了温暖。

想要进行这样的核聚变,一颗天体需要满足几个条件。首先就是要有原料,比如氢——这个条件其实不难,因为宇宙中绝大部分成分都是氢,其他的元素所占的比例微乎其微,只是在地球这样的岩石行星上似乎多一点。其次,这颗天体还需要有足够大的质量,大到引力足够强,以至于核心处的压力和温度都极其惊人,才会开始核聚变。

对于木星来说,第一个条件不是问题,它的75%都是由氢占据的,还有24%是氦,和太阳很接近。但是,它的质量太小了,所以无法在核心处进行核聚变。

实际上,木星自身也有热源,甚至它向外释放的热量是它从太阳处接收到的2.5倍左右。所以,从严格意义上讲,木星也算是能自己发光发热的,只不过相当微弱。当然了,这种所谓的发光发热不是来自于核聚变,自然谈不上叫做恒星了。

那么,一颗天体的质量到底要有多大,才能提供这么惊人的压力和温度呢?

根据目前的研究成果,至少要有木星质量的80倍左右,才能够自发地进行核聚变。显然,对于木星来说,它还差得远呢。相比之下,太阳显然是没有任何“压力”的,因为它的质量是木星的1000倍以上。至于那颗半径比木星还小的恒星EBLM J0555-57Ab,在质量上却已经达到了木星的80倍,几乎恰好处在临界值上方,所以它不仅是已知最小的恒星,甚至基本上也是理论上最小的恒星了。

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木星还有机会吗?

那么,木星的命运就此决定了吗?它是否还有机会被“点燃”呢?

首先,你指望着像电影《流浪地球》里说的那样靠地球的氧气和木星的氢气进行燃烧而点燃木星,是不可能的。且不论地球的氧气少得可怜以至于木星大气中的氢气根本无法点燃,就算点燃了,那也不是核聚变,也无法称为恒星。

(图片说明:9月13日小行星撞击木星)

至于内部核聚变能否发生,就在于木星的质量能否增加了。这也是很多网友关心并且向我提问过的话题,因为木星的强大引力可以吸引很多小天体撞在自己的身上。比如1994年,著名的苏梅克-列维9号彗星就撞上了木星,成为了木星的一部分。就在当地时间本周一,巴西的业余天文学爱好者José Luis Pereira发现了新的一次小行星撞击木星。

科学家估算,每年都会有12-60颗小行星撞击木星,为木星“添砖加瓦”。就在我们介绍Pereira发现的这次木星遭遇撞击事件的文章里,还有很多网友问我会不会某一天木星就被点燃。

很遗憾,并不会。这些小行星的质量实在太小了,对于木星的质量增加来说可谓是杯水车薪,完全不足以提供足够的引力。

我们说了,一颗天体的质量要达到木星的80倍,才能够在核心进行核聚变反应。而实际情况是,在太阳系内,除了太阳和木星之外,其他所有天体的质量加在一起的总和也只有木星的40%。也就是说,即使其他所有天体都被木星吞噬,它的质量也仅仅是目前的1.4倍,远远不足以让它成为恒星。

而且,根据目前的观测,科学家已经发现了许多比木星大得多的系外行星,其中不乏有质量是木星好几倍的,它们也同样屈居行星的行列。所以,对于我们的木星老大哥来说,升级为恒星的梦想,恐怕是无法实现了。