木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料

日期:2020-04-08 21:19:52   来源:互联网   编辑:小TT   阅读人数:724

木星是整个太阳系中最大的行星。它的体积大概有1300个地球那么大。一个更加令人难以置信的事实是,木星比太阳系中其他所有行星的总体积的2.5倍还要大。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图1)

但是,不时有人断言,木星完全由气体组成。这一观点从某方面说来是真的。大概90%的木星是由氢气组成的,剩余10%则是氦气。除了这些气体,科学家同样检测到了微量的水蒸气、甲烷和氨。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图2)

木星南半球—朱诺号卫星摄(照片Flickr)

但是,如果它全部由气体构成,它为何看起来像一个固体行星一样圆润又坚固?而且,如果它只是聚集的气体,这是否意味着宇宙飞船永远不会降落在地面上,而是像一辆穿越沙尘暴的汽车,从一端进入,从另一端离开?嗯…这不是真的吧。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图3)

木星是怎么形成的?

科学家们仍然不确定我们的太阳系究竟是如何形成的。我们最好的猜测是核心吸积模型,根据这个模型,太阳和它的行星都是由一团富含氢和氦的尘埃(星云的残余物)形成的。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图4)

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图5)

银河系中心

前四颗行星是类地行星,其核心由金属岩石构成。然而,这些行星的质量不足以吸引氢气和氦气聚拢在他们周围形成大气层。

另一方面,如木星、土星和海王星等更大的行星,不仅质量巨大,而且远离这场宇宙混乱。当这些气体分子的速度减小时,它们就更容易被重力所束缚。这就是为什么木星主要由氢气和氦气组成,它也因此常被称为气态巨行星。

那么关于木星的内核如何解释呢?

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图6)

木星的内核

木星的构造类似于一颗恒星。就像太阳本身一样,它完全是由气体构成的,非常热,而且密度非常大。然而,它的质量或密度不足以维持核聚变—而这是一个为恒星提供燃料的过程。

但是如果它的质量是现在的80倍,那么它会由于重力压缩而产生核聚变所需的热量和压力。

因此我们会说它几乎就是一颗恒星了。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图7)

以太阳为灵感、木星吃薯条的卡通形象

科学家尚不确定木星的核心是由什么构成的。就像恒星的核心一样,因为它肩负着自身的巨大质量,木星的核心也承受着天文意义上的压力。这类似于人们在游泳池中越游越深,由于上层水的重量而感受到的压力增加。

地核的压力是地表压力的350万倍。木星不仅拥有更大的质量,而且它的核心离表层也深得多—事实上,其深度是地球的11倍。那里的压力是地球表面压力的0.5-1亿倍!但是这些条件仍然不足以使木星成为一颗恒星。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图8)

这个剖面图描绘了木星内部的结构,核心岩石被一层液态金属氢覆盖。图片Kelvinsong/wikimedia Commons

压力的升高会使周围区域升温至到极高温度。在这样的环境中,现有物理学知识是无法预测其实际状态的。

科学家们怀疑,地核可能被一层氢所包围,但如此极端的条件下,氢会转变成液体。所以更深层的氢会呈现出金属形态!据推测,这一层的金属氢会被另一层分子氢所阻碍。核心中的金属氢的温度约为35000°C。这甚至比太阳表面的温度还要高!

木星没有坚实的地表岩石,只有一层大气,其中一层一层的气体堆积在另一层之上。它的“表面”被定义为大气压力等于地球压力的点。在这一点上,重力的拉力大小是地球的两倍。如果一艘宇宙飞船要降落在木星表面,它不会像我提到的那样优雅地穿过,而是穿过稠密的氢云,直到最终跌入核心。

换句话说,这个星球不仅仅是气体。

木星是由什么组成的? 木星是怎么形成的? 木星的内核 参考资料(图9)

木星的彩色漩涡状云

图片ESA/Hubble/wikimedia Commons

至于为什么这个气态巨行星是球形的,那是因为重力与结构或质地无关,尽管它的主要组成物质是气体。如果一个物体足够重,不管它的形状如何,重力都会迫使它所有的质量被均匀地拉向大质量的中心。因此,任何向外倾斜的物体都向内拉伸,形成一个球体。

尽管如此,木星核心的坚固性仍备受争议。如前所述,有些人认为其核心是熔融的高温液态球体,而另一些人则认为可能存在比地球重量大14-18倍的固体岩石。

因此,与传统观点相反,地球可能不完全是气体,而是流体。

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Akash Peshin- sciabc

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本文相关词条概念解析:

木星

木星,为太阳系八大行星之一,距太阳(由近及远)顺序为第五,亦为太阳系体积最大、自转最快的行星。古代中国称之岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故。西方语言一般称之朱比特(拉丁语:Jupiter),源自罗马神话中的众神之王、相当于希腊神话中的宙斯。木星在古代便已为天文学家所知,并出现在许多文化的神话与宗教信仰中。古代中国则称木星为岁星,取其绕行天球一周为12年,与地支相同之故。从地球观察时,木星可达视星等-2.94,是平均而言夜空中第三亮的天体,仅次月亮和金星。2012年02月23日,科学家称发现木星2颗新卫星累计卫星达66颗,木星主要由氢和氦组成,中心温度估计高达30,500℃。

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