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在太阳系八大行星之中 , 无论是论体积还是论质量 , 木星都是最大的行星 , 其体积大约是地球的1321倍 , 质量则是太阳系中的其他七颗行星的总质量两倍多 , 正因为如此 , 木星也被誉为太阳系的“行星之王” 。
作为太阳系的“行星之王” , 木星的引力足以支持它吸积宇宙中最轻的元素——氢 , 因此只要木星附近有足够的氢 , 它就会持续地将其“收为己用” , 当其质量达到恒星的最低标准(太阳质量的8%)之后 , 木星核心的温度和压强就可以点燃氢的核聚变 , 从而变成一颗恒星 。
所以木星未来会不会变成恒星 , 主要取决于木星在未来有没有机会获取到足够多的氢 。 需要指出的是 , 宇宙空间异常空旷 , 木星几乎不可能大量获取太阳系之外的物质 , 所以我们只需要讨论 , 木星能不能通过吸收太阳系之内的物质而变成恒星 。
有一种观点认为 , 在大约50亿年之后 , 太阳将会演化成一颗红巨星 , 在接下来的时间里 , 太阳会大量地抛出自身的外层物质 , 并最终演化成一颗白矮星 。
由于构成太阳的主要元素就是氢(约占73.46的太阳质量) , 并且太阳在主序星阶段只会消耗其核心区域的氢 , 因此在太阳抛出的外层物质中 , 其实就存在着大量的氢 , 在这种情况下 , 木星应该就可以吸收原本属于太阳的氢 , 进而演化成一颗恒星 。
不可否认的是 , 如果真是这样的话 , 木星在未来是能变成恒星的 , 但实际情况却很可能并非如此 , 为什么这么说呢?且看下文分析 。
处于红巨星阶段的太阳 , 其外层物质仍然被太阳的引力束缚 , 而太阳之所以会抛出外层物质 , 其实是因为太阳核心的氦的核聚变所造成的 。
太阳演化成红巨星之后 , 其核心的氢几乎完全聚变成了氦 , 于是太阳内部的核聚变就会停止 , 在此之后 , 太阳会因为失去了内部的辐射压力而持续坍缩 , 进而导致其核心的温度和压强不断升高 , 与此同时 , 在太阳中心区域的氦则会被渐渐压缩成简并态 。
由于简并态物质的体积不会受到温度的影响(也就是不具备热胀冷缩的特性) , 因此当温度和压强达到点燃氦的核聚变的条件时 , 处于这种状态的氦就会发生短暂的失控热核聚变 , 这就是大名鼎鼎的“氦闪” 。
在发生了“氦闪”之后 , 太阳就会因为获得了内部的辐射压力而停止坍缩 , 但这只是暂时的 , 随着能量的逐渐散去 , 太阳核心又会再一次坍缩 , 直到下一次“氦闪”的发生 。
一次“氦闪”所释放出的能量可以高达太阳正常状态的上千亿倍 , 在如此强大的能量的驱动下 , 太阳的引力就不足以束缚其外层的物质 , 于是这些物质就会被高速抛出 , 其速度可以高达每秒钟数千公里 , 而太阳就是这样在一波接一波的“氦闪”中逐渐失去了它的外层物质 。
要知道木星的逃逸速度约为59.5公里/秒 , 这就意味着 , 只要一个物体的运动速度超过了59.5公里/秒 , 木星的引力就无法“抓”住它了 。
据此可以推测出 , 木星的引力根本无法捕获太阳所抛出的物质 , 在这种情况下 , 只有“正面击中”木星的极少数物质才可以被木星“收为己用” , 而其他的物质则只会与木星“擦肩而过” , 继续向太阳系的外围扩散 。
根据恒星演化模型 , 太阳在经历了红巨星阶段之后会演化成一颗白矮星 , 其质量大约为太阳原本质量的54% , 也就是说 , 届时的太阳会抛出相当于自身质量46%的物质 。
以木星与太阳之间的距离以及木星的表面积来计算 , 届时木星被木星吸收的物质 , 大约只占得到太阳抛出物质总质量的2000万分之1 。
尽管木星被誉为太阳系的“行星之王” , 但它的质量却只有太阳的大约千分之1 , 而成为恒星的最低标准则是太阳质量的8% , 显而易见的是 , 如此少的物质 , 根本无法让木星的质量达到变成恒星的标准 。
另一方面来讲 , 在太阳演化成白矮星之后 , 那些被太阳抛出的物质会形成一片巨大的行星状星云 , 其直径可以达到1光年左右 , 而届时的木星仍然会受到太阳引力的束缚 , 只不过由于太阳损失了太多质量 , 其引力会出现大幅下降 , 因此届时的木星将在一个更远的轨道上围绕太阳运行 。
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