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奇趣漲姿勢:木星可以變成太陽系中的第二個恆星嗎?

我們都知道,木星上主要成分為氫、和25%的氦,那麼它可以變成太陽系中的第二個恆星嗎?

在回答這個問題之前,先來看看太陽的「一生」是怎麼樣的。

太陽也是天體物理學上的「恆星」,儘管在我們地球人看來,太陽的質量已經是無法想像的存在,但在宇宙眾多恆星當中,它卻是最小的一撮小恆星序列。一般在天體上,質量小於2.3倍太陽質量的恆星為小質量恆星,介於2.3倍~8.5倍太陽質量之間的恆星為中等質量恆星,大於8.5倍太陽質量的為大質量恆星。

也就是說,想成為恆星,天體的質量必須與太陽質量相近或大於太陽質量。

另外,太陽目前正處於壯年(已活了50億年),還有50億年後,由於核心以氫燃料為核聚變,當氫燃料燃燒完畢之後,產生大量的氦卻並不能被點燃(氦被點燃的熱點比氫更高),此時太陽內部的熱能輻射壓大幅度減小,不足以抵抗自身重力而轉變成迅速坍塌收縮過程。但是,我們知道,「物極必反」,太陽不斷收縮必然造成密度和壓力迅速升高、內部溫度將變得越來越高(高壓下產生熱能),當溫度達到一定水平致使難以被點燃的氦點燃了,而高溫也把太陽外殼膨脹,形成內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,當膨脹到一定程度,就連地球也被這個紅巨星包含在它的肚子裡面。

所以,當一般說到紅巨星的時候,其內部燃料為氦而不是氫,太陽轉變成紅巨星的時候,地球就會被徹底毀滅。

那麼,紅巨星中的氦燃料燃燒完畢之後,會變成什麼天體呢?

當然,跟上面氫燃料為核聚變結局一樣,核心的氦也被燒光之後,會留下生成碳和氧等物質。此時重力又佔據強勢一方,紅巨星坍塌收縮過程重演,當內部密度和壓力變得更加大時,溫度也隨著增高,然而此時太陽(紅巨星)質量已變得非常小(質能守恆,能量的損失必定造成質量的損耗),壓力引起的溫度不足以達到點燃碳和氧核聚變條件,只有外層的氫和氦繼續燃燒,發揮著餘暉。當收縮壓力越來越大,密度也越來越大,構成物質的電子會產生抵抗力阻止收縮過程,直到被壓縮到某種密度時,核心就會變成體積極小、密度極大、溫度極高的天體——白矮星。

而外部則繼續膨脹輻射,內外之間會逐漸形成兩個明顯的分層,最終脫離形成由外層組成的「星雲」,消失於宇宙中;內部形成單獨的天體,也就是上文說到的白矮星。

當白矮星耗盡所有的能量的時候(此時內部沒有任何燃料,靠著以前的預熱發光發亮),收縮過程中止之時,白矮星就變成黑矮星。因此,天體物理上的定義黑矮星為:

由低溫簡併電子氣體組成,由於整個星體處於最低的能態,因此無法再產生能量輻射了。以碳為主和少量氧構成。

白矮星冷卻成黑矮星的過程十分緩慢,可能需要100億年左右。

終上所述,特別是太陽後期的演化過程,著重關鍵詞質量、密度、自身引力。儘管木星質量比其他太陽系的行星大得多,是氣態巨行星,而且上面主要有氫(很多)和氦(佔總質量的25%),遠遠達不到由熱壓轉換成「熱燃」的過程,只會形成液態氫;即使有外力點燃氫,但這一點小量不足以維持(據推測,木星的中心並不是由氫和氦組成,而是一個含硅酸鹽和鐵等物質組成的核區,物質組成與密度呈連續過渡),更何況還有熱點更高的氦如何點燃?

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