书城科普星球:穿行在星球之间
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第4章 木星能否成为太阳

木星什么样

木星在太阳系的八大行星中体积和质量最大,它有着极其巨大的质量,是其他七大行星总和的2.5倍还多,是地球的318倍,体积则是地球的1321倍。

按照与太阳的距离由近到远排,木星位列第五。

同时,木星还是太阳系中自转最快的行星,所以木星并不是正球形的,而是两极稍扁,赤道略鼓。

木星是天空中第四亮的星星,仅次于太阳、月球和金星。有的时候,木星会比火星稍暗,但有时却要比金星还要亮。木星主要由氢和氦组成,中心温度估计高达30500摄氏度。

木星难道仅仅是行星吗

20世纪80年代初,苏联科学家苏切科夫提出木星也许是颗正在发展中的恒星。他的主要观点是:木星内部在进行热核反应,它有自己的热核能源,应该归到“能自己发热、发光”的恒星类天体里去。

事情真是那样子吗?木星离太阳比地球远得多,它接受到的太阳辐射也少得多,表面温度理所当然要低得多。

根据计算得出的结果,木星表面温度应该是零下168度。可是,实际观测得出来的温度却是零下139度与计算值相差近30度。

“先驱者11号”于1974年12月飞掠木星时,测得的木星表面温度为零下148度,仍比理论值高出不少,说明木星有自己的内部热源。

对木星进行红外线测量也反映出类似情况,如果木星内部没有热源,它吸收到的热量和支出的应该达到平衡,地球和水星等类的行星的情况正是这样。

木星却不然,它是支出大于收入,约大1.5倍至2.0倍,这超支的能量从哪里来呢?

很明显,只能由它自己内部的热源予以补贴。

木星能否自己产生热能

木星是一颗以氢为主要成分的天体,这与我们的地球有很大的差异,而与太阳相似。

木星与太阳这两个天体的大气,都包含约90%的氢和约10%的氦,以及很少量的其他气体。

关于木星的内部结构,现在建立的模型认为它的表面并非固体状,整个行星处于流体状态。

木星的中心部分大概是个固体核,主要由铁和硅组成,那里的温度至少有30000摄氏度。

核的外面是两层氢,先是一层处于液态金属状态的氢,接着是一层处于液态分子状态的氢,这两层合称为“木星幔”。再往上,氢以气体状态成为大气的主要成分。

具有如此结构的天体,其中心能否发生热核反应而产生出所需的能量来呢?

许多人认为是可疑的,甚至不可能的。况且木星的质量还没有达到太阳质量的1/1047。

比起太阳来,木星确实有点“小巫见大巫”。称“霸”其他行星的木星,体积只有太阳的1/1000,质量只及太阳的1/1047,即约0.001个太阳质量,而中心温度也只有太阳的1/500。

有人认为,这并不妨碍木星内部存在热源,因为它是在木星形成过程中产生并积累起来的。

苏联学者苏切科夫认为木星内部正进行着热核反应,核心的温度高得惊人,至少有28万摄氏度,而且还将变得越来越热,释放更多的能量。

释放的速度也将进一步加快。换句话说,木星在逐渐变热,最终会变成一颗名副其实的恒星。

我国学者刘金沂对行星亮度的研究,从另一个侧面提供了证据。他发现在过去很长的一段历史时期里,水星、金星、火星和土星的亮度都有减小的趋势,唯独木星的亮度在增大。

如果前述四行星的亮度减小与所谓的太阳正在收缩、亮度在减弱有关,那么,木星亮度增大的原因一定是在木星本身。

刘金沂得出的结论是:在最近2000年中,木星的亮度每千年增大约0.003等。这无疑是对苏切科夫等的观点提供了依据。

此外,太阳不仅每时每刻向外辐射出巨大的能量,同时也以太阳风等形式持续不断地向外抛射各种物质微粒。它们在行星际空间前进时,木星自然会俘获其中相当一部分。

这样的话,一方面木星的质量日积月累不断增加,逐渐接近和达到成为一颗恒星所必需的最低条件;另一方面,在截获来自太阳的各种粒子时,木星当然也就获得了它们所携带的能量。换言之,太阳以自己的日渐衰弱来促使木星日渐壮大,最后达到两者几乎并驾齐驱的程度,从而使木星成为恒星。

这样的过程大致需要30亿年的时间。那时,现在的太阳系可能将成为以太阳和木星为两主体的双星系统;也有可能木星在其“成长”的过程中,把一些小天体俘获过来,建立以自己为中心天体的另一个“太阳系”,与太阳为中心天体的太阳系,平起平坐。

不管是哪种形式的变化,目前太阳系的全部天体,包括大小行星乃至彗星等,都将有较大幅度的变动。

这种大变迁会带来什么后果呢

这种大变迁后地球和地球上的人类该怎么办呢?一种观点认为,事物发生变化那是必然的,至于是否像前面提到的那样,木星变成恒星那样的天体,这只是一家之见,何况还有30亿年的漫长岁月呢!

像木星内部结构之类的问题,本来就是一个争论颇多的领域,苏切科夫等人的观点只不过使得争论更加热烈而已。

在目前观测水平和理论水平不完善的情况下,像“木星是否正在向恒星方向演变”之类的重大自然科学之谜,不仅现在无法解答,即使是可以预见到的将来,恐怕也未必能理出个头绪。

它无疑将会在很长的一段历史时期里,一直成为科学家们孜孜不倦探讨的课题。

延伸阅读

科学家根据“先驱者”10号和“先驱者”11号飞船探侧的结果,认为木星是由液态氢所构成的,它同太阳一样,没有坚硬的外壳,它所释放的能量,主要是通过对流形式来实现的。