太阳系
地球是太阳系里的一颗行星,像地球这样的行星,目前在太阳系里已经发现了8颗。除了行星,太阳系内还有许多其他的天体,小行星,矮行星,彗星等等。一般来说,我们常常见到的是下面这样的太阳系模型。
但是这个模型是很不切合实际的,首先是大小比例是不对的,其次是距离也不对。
太阳的质量占据了整个太阳系总质量的99.86%以上,所以他是太阳系的绝对主宰。
而剩余的天体占据当中,木星的质量又是绝对的主宰,地球在整个太阳系当中几乎算是没什么存在感的。但是我们大家都知道,木星其实是相当巨大的。那么问题来了,在宇宙当中,木星的主要成分和太阳一样,都是氢和氦,可为什么只有太阳被点亮了,而木星只能和地球一样做一颗普通的行星?
成为恒星的门槛
在宇宙中,任何的天体都可以用一个衡量指标来区分,这个指标就是:质量。在天文学界,一直流传着这样一句话:质量为王。一个天体的质量大小,可以决定很多事情,比如:天体的种类,天体的演化和寿命等等。为什么这么说呢?
我们大家可以从恒星的角度来看这样的一个问题。就以太阳为例,就如上文所说,太阳占据了整个太阳系99.86%以上的质量,这样的质量使得太阳的引力巨大,引力也会对太阳自身造成影响,它会向中间挤压。在中国有一句老话:物极必反。在恒星这里,实际上的意思就是引发了核聚变反应来抵抗自身的引力。
那具体是咋回事呢?
当太阳对自身挤压极其强烈时,太阳内部的温度和压强就会变得十分巨大。这样一个时间段,太阳内核其实呈现的是一种等离子态。那什么是等离子态呢?
我们都知道,万物都是由原子构成的,原子是由原子核和电子构成的,在等离子态是因为电子获得了足够的能量,摆脱了原子核的束缚。
因此,太阳内核其实是原子核、电子、光子等离子的粒子粥。由于太阳的主要成分是氢,其次是氦。因此,这里的原子核主要就是质子(氢原子核)和氦原子核。
这时候质子就有一定的概率会和质子结合,也就是核聚变反应。不过,由于质子是带正电,同种电荷相排斥,因此,质子要反应并不容易。太阳的内核是1500万度,其实还远不到激发核聚变反应的条件,或者我们能够说是能量还不够。有一些大质量恒星,比太阳质量大很多的那种,温度可以超过1亿度,就可以直接激发核聚变反应了。那太阳为什么也能燃烧呢?
这是因为在微观世界中,其实存在着一个量子隧穿效应,意思是说,即便是能量不足以激发核聚变反应,但是在微观世界中,也有一定的概率让反应发生,只不过这个概率极其低。
由于太阳足够大,即使再低的概率,分摊到海量的粒子数上,也会成为一个大概率事件。因此,在量子隧穿效应的作用下,太阳的核聚变是可以发生的,只不过比较缓慢,不会像氢弹那样一下子全炸了。
而太阳产生的核聚变反应其实就会产生一个对外的压力,这个压力恰好可以和引力形成动态的平台,使得太阳不至于在引力作用下被压成一个点,也不至于一下子被炸开。
木星为什么不能成为恒星
如果温度实在太低,即便有量子隧穿效应,也很难应发核聚变,那这样一个时间段,就没有很好的方法成为一颗恒星。就如我们上文说到的,恒星的温度其实和自身引力有关,而自身引力又和自身的质量有关,质量越大,引力就越大,温度就越高。所以能不能成为一颗恒星其实和质量有关。
科学家发现,质量小于太阳质量7%的天体,就没有很好的方法激发核聚变反应,也就没有很好的方法成为一颗恒星。而我们大家都知道,木星距离这个门槛还是很远的。具体来说就是木星的体积只有太阳体积的0.1%,而木星的质量只有太阳质量的1/1047,距离恒星的最低门槛大概差了70倍,所以,木星没有很好的方法成为一颗恒星。
总结
一个天体的质量会直接决定他的宿命,是恒星,还是行星,生命周期是几百万年,还是上千亿年。木星虽然和太阳的成分接近,但由于木星的质量距离成为恒星的最低门槛还相差很多,因此,木星不能成为一颗恒星。