木星气体行星的真相是什么?核心瞬间破碎,45亿年前发生了什么?

在这个宇宙中,我们现在能够看到的样子已经是一种比较稳定的状态了。要知道宇宙中星球非常多,各个大大小小的星球在运行时受到的引力场是很复杂的。经过亿万年的磨合,现在各大天体基本上都已经按照一定的规律运行,基本上不会出现大星球碰撞的情况。除非突然有一颗流浪星球乱串,打乱了原有的稳定,那就有可能出现大星球碰撞的情况。其实在宇宙诞生之初,这样混乱的情况应该是比较常见的。

在宇宙大爆炸不久,一切都还没有尘埃落定。或许那时候的整个宇宙环境根本就不是现在这样安定的样子。近期就有研究认为,木星的之所以是气体星球,是因为在45亿年前有一颗大星球撞击木星,把木星核心都撞散了。45亿年太阳系刚刚形成不久,那时候整个宇宙环境确实是不大稳定,发生各种碰撞应该是有可能的。而木星作为类木行星的典型代表,赤道半径71492千米,约为地球的11.2倍,体积约为地球的1318倍,远超其他三个类木行星,土星、天王星以及海王星,但它的平均密度很低,不及地球的四分之一。它与类地行星大不相同,成分主要是氢、氦等轻元素。

但在八行星中,木星却拥有最强的磁场。表面场强是地球的14倍,磁矩是地球的两万倍,还有最强大的磁层,广袤的辐射带,壮丽的极光,并是很强的分米波和十米波射电源。推测核心处为一个半径约只有木星半径5%的铁-矽核。温度达三万K。其外是厚度达木星半径60%的液态金属氢壳层,再往外是厚度占木星半径35%的液态分子氢壳层,金属氢和分子氢的过渡区温度约一万一千K,压力达三百万个地球大气压,最上层则是木星大气,厚度达一千千米,但与行星半径的尺度相比还只能算是一薄层。

根据2019年8月15号的一项科学 告,大约45亿年前,年轻的木星与一颗比地球重十倍的行星胚胎发生正面碰撞。这次巨大碰撞从根本上彻底改变了木星的命运和特征。而在这一次猛烈的撞击中,形成了现在木星这样的稀释核心,也导致了木星核心还充斥着大量的氢和氦。一个国际研究小组在运行了大量三维计算机模拟后得出了这个结论,他们说这一发现有助于解释环绕木星运行的朱诺号探测器所收集的一些令人困惑的测量数据。

而该小组利用朱诺号坠毁前执行任务传来的数据。科学家们绘制出木星引力场的精确图像,从而推断出木星的组成和内部结构。他们发现木星的内核比预想的要更松散且更大,并根据朱诺号的数据表明,这颗行星的核心已经被稀释,含有除氢和氦以外的重元素,其直径几乎达到木星半径的一半,这对标准的行星形成理论提出了挑战。研究人员称一个可能的解释是木星的内核刚开始更稠密,随着时间的推移慢慢被破坏。不过这一假设仍旧包含了许多不确定性。因此科学家们提出,在太阳系的早期阶段,一颗仍在形成的大型行星与年轻的木星正面相撞,可能粉碎这颗行星最初的致密内核,导致重元素与其他密度较低的外层混合。

研究小组进行了数千次计算机模拟。结果表明,这种情况是有可能发生的,而且唯一的可能性是木星同一个质量约为地球质量十倍的,正在成型的行星迎面相撞,导致其内核变成现在的模样。在此发现之前我们普遍认为木星的核心是紧凑和密集的,是一个比较小的核心,质量大概是地球的五到二十倍。然而,美国宇航局的朱诺探测器对木星抵近研究以后发现,这个巨大的木星的核心是一种延伸的稀释状态,主要由岩石材料、冰、氢、氦等物质组成。对于木星这样的稀释式核心科学家认为自然情况下是不会形成的。或许只有这样剧烈的撞击才能形成木星稀松的核心。既然稀释的核心无法自然形成,或许只有在外力的作用下才能形成了。

为解释木星的核心为何是松散状态?根据朱诺号的影像资料,科学家提出了一种行星撞击的观点,诞生不久的木星和另一个巨大的行星胚胎发生了正面撞击,就是这一次猛烈的碰撞,破坏了木星原始的那个很紧密的核心,并形成了现在我们所看的到的稀释核心结构。研究人员认为与木星发生相撞的这个行星必须够大质量,起码要达到地球质量的十倍,因为较小的天体是无法穿透木星的浓厚的大气层,更别说要击毁木星的核心,而且这一次碰撞必须是正面碰撞,才能直接破坏木星的核心。如果不是直接碰撞,撞击的那颗行星,只会慢慢地向木星的中心下沉,这样的话动能是不足以击毁木星的核心的。

虽然我们没法回到45亿年前去验证这一点,但是从这个研究来看,木星与巨大的行星撞击确实是有可能存在的。研究人员认为,木星与另一颗行星胚胎发生碰撞的可能性至少有四成,因为木星的松散状态核心是没法自然形成的,只有借助强大的外力作用才能形成,而巨大的行星则可以做到这一点。而也正因为如此,木星被称为了地球的守护神。也正是因为木星在地球的前方为我们抵挡了无数次小行星撞击,所以地球才能够在后方安稳的发展诞生了生命,并最终出现了智慧生命人类。如果地球的前方没有木星或者木星的质量只有火星那么大,地球遭遇小行星撞击的概率将提升上千倍。像六千五百万年前那样的小行星撞击事件可能会发生很多次。要知道,每一次那种级别的小行星撞击带来的都将是一场生物大灭绝事件。

如果小行星更大一些,有可能直接破坏地球的内核,让地球内核停止运行,从而失去磁场。一旦没有了磁场的保护,地球的大气层会越来越稀薄,表面的液态水也会不断流失,最终成为像火星一样的荒芜星球,自然也不可能让生命延续,更不可能诞生人类。但像这样猛烈撞击的现象,现在我们基本上是看不到的了。当然轻微撞击的情况倒是会有,只是没这么剧烈,如小行星就有可能与行星撞击,因为小行星数量非常多,行星的引力比较大,时常会把小行星吸过来。在8月7号就有一个小天体与木星发生了猛烈的撞击。当然,对于巨大的木星来说,只是挠痒痒。45亿年前那次撞击的效果可能只存在科学演示里了。

 

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