在太陽的內部存在著兩股力量的較量,其中的一方是向內的重力,另一方則是由太陽核心的核聚變產生的向外的輻射壓力,現在的太陽之所以能夠穩定地存在,是因為這兩種力量達到了一個動態平衡。
但這種平衡并不會永遠持續,在50億年后,太陽會因為核心的氫元素消耗殆盡而發生坍塌,這會使太陽內部的溫度驟然升高,從而引發一系列的非常劇烈的核聚變反應,其釋放將導致太陽的體積劇烈膨脹,于是太陽就變成了紅巨星,并從此走向消亡。
在這個過程中,太陽會向外拋出大量的物質,其質量將占到太陽總質量的40%至60%,最終只留下一片絢麗的行星狀星云,以及位于其中的一顆暗淡的白矮星。需要注意的是,太陽拋離的是自身的外殼,而這些外殼中的物質其實是沒有參與過太陽內核的核聚變反應的,這就意味著,如果這些物質被重新聚集起來,就可能會演化成一顆恒星,成為第2個太陽。
木星在太陽系的八大行星中是當之無愧的“老大”,其它七顆行星的質量加起來都不足木星的一半,因此可以說,如果說在太陽系中有什么天體可以因為吸收了太陽的物質進而成為恒星的話,最佳候選者肯定就是木星了。下面我們就來討論一下,50億年后太陽就會消亡,木星有沒有可能成為第2個太陽。
科學家告訴我們,一個天體的質量必須要達到太陽質量的8%才有形成恒星的可能,數據顯示,木星的質量只有太陽的0.1%,也就是說木星必須再吸收79倍自身質量的物質,才有可能成為恒星。也就是說,討論木星會不會因為吸收了太陽的物質而成為恒星,其實就是討論木星能不能在太陽消亡的過程中吸收到這么多的物質,那么木星能做到嗎?
在轉變成紅巨星之后,太陽的半徑將暴漲大約200倍,但太陽的引力仍然牢牢地控制著自己的外圍物質,因此物質并不會出現太大的流失,而真正讓太陽拋出物質的機制,其實是來自于太陽內核的星體脈動。所謂的星體脈動是指太陽反復地收縮和膨脹,并不斷地向往拋出大量物質的現象,為什么會出現這種現象呢?
秘密就在太陽內核里,在劇烈膨脹之后,太陽的內核還是會因為失去輻射壓而繼續坍塌,其溫度也將持續上升,當溫度上升到1億K時,就會點燃氦的核聚變反應,與氫的核聚變相比,氦的核聚變將更加激烈,釋放出的能量也更多。
重要的是,氦的核聚變對溫度非常的敏感,只要溫度上升2%,那么氦的核聚變速率就會提升100%,反之亦然,因此只要太陽內核的溫度上升一點點,就會導致氦的核聚變反應速率急劇上升,從而在短時間內釋放出強大的能量,這會讓太陽迅速膨脹,同時也會將太陽外殼中的物質向外拋離。
而在膨脹之后,太陽內核的溫度會稍微降低,這又會造成氦的核聚變反應速率急劇下降,太陽就會在自身重力的作用下收縮,然后又會導致太陽內核的溫度稍微升高一點,于是太陽又會膨脹……
注意,由這種機制拋離出的物質的初始速度可以達到每秒鐘數千公里,而木星的逃逸速度卻只有每秒鐘60公里,因此木星是不可能利用自身的引力將這些高速運動的物質捕獲的。所以說在太陽消亡時所拋離的物質中,除了極少數的正面擊中木星的物質以外,其它的都會輕松地從木星旁邊“溜走”。
而由于太陽質量的大量損失,會造成太陽的引力大幅減弱,因此屆時木星的位置將會離太陽更遠,這又大大地降低了木星吸收太陽物質的數量級,那么在這種情況下,木星究竟可以吸收多少太陽的物質呢?有研究人員通過計算,得出的答案是——不超過太陽消亡時拋出的物質總量的2000萬分之1。
也就是說,在50億年后,木星最多只能從太陽上吸收到大概相當于0.0001個自身質量的物質,很明顯,這根本就不足以讓木星成為第2個太陽。
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