木星的构成是什么?
木星的主要成分是氢气,它与地球有着很大的差异,却与太阳相似。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。核的外面是两层氢,先是一层处于液态金属氢状态的氢,接着是一层处于液态分子氢状态的氢,这两层合称为木星幔。再往上便是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?多数人认为是不可能的。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,体积却只有太阳的千分之一,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。
前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进行了研究,从一个侧面提供了证据。他发现在过去很长的一个历史时期,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的观点作了佐证。
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个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,使木星成为恒星。
木星上的大红斑,由旅行者1号拍摄。右下是一个白色风暴点。该风暴在1939和1940年就开始形成,此后始终残留在此地。
科学家猜测这样的过程大概需要30亿年。那时,太阳系将成为以太阳和木星为主体的双星系统;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”,与仍以现在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?特别是地球和地球上的人类该怎么办呢?科学家认为,事物发生变化那是必然的,即使木星会变成恒星那样的天体,那也是30亿年以后的事。
在目前的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,即使是在可以预见的将来,恐怕也未必能找到眉目。
木星光环。木星环是1979年由旅行者1号发现的,本图是由旅行者2号1981拍摄的。