木星之巨大:因何获得如此巨大的优势?
木星和土星分别是太阳系中第一和第二大行星,木星的平均直径约为139822公里,土星的平均直径约为116464公里。就体积而言,木星并不比土星大多少,但就质量而言,土星的质量远不及木星,因为土星的质量约为5.6834x10^26千克,而木星的质量约为1.8982x10^27千克。太阳系第二大行星和木星之间的差异是如此之大,以至于其他行星都没有提到它。事实上,木星的质量是太阳系其他行星质量总和的两倍多,因此它可以说是傲视群雄。答案是:因为它在早期的太阳系中获得了一个很大的先机。
在可观测的宇宙中,有大量的恒星,有些是老的,有些是年轻的,当然也有一些是处于生命的开始阶段。相。过去,科学家们观察到大量处于生命初期的恒星,分析表明,所有这些恒星都是从原始星云演化而来的,没有例外。简单地说,原始星云在引力的作用下坍缩,在这个过程中,星云的物质向其引力中心引力,最终形成一颗明亮的恒星,之后,星云的残余物围绕着新恒星运行,并聚集在一起,在新恒星周围形成了众多的天体。因此,我们完全有理由相信,我们的太阳系也是由原始星云形成的,事实上,这也是科学界的主流观点,科学家们认为,我们的太阳系诞生于大约45.7亿年前的原始星云,即太阳星云,它是在引力塌缩后演变而来的。
太阳及其行星的形成可以分为四个阶段:太阳星云开始坍缩;太阳在星云中心形成;星云的残余物在太阳周围形成一个圆盘状结构,称为原行星盘;以及原行星盘在太阳中间形成。原行星盘中的物质继续相互堆积,最终形成我们现在看到的八颗行星。按照常理,原行星盘离太阳越近,物质密度越大,所以离太阳最近的水星、金星、地球和火星都应该比木星大,但我们都知道在我们的太阳系中情况并非如此。事实上,这是可解释的。从水的三相图中我们可以看到,如果没有压力或压力太低,水就不能以液体形式存在,同样的规则也适用于所有其他物质。
由于原行星盘中没有稳定的压力,所以盘中几乎所有物质都只能以气态和固态形式存在。理想情况下,固体物质会像雪球一样,相互碰撞,不断增殖,当其质量达到一定程度时,就会有足够的引力来吸引附近的气体,然后气体就会更多。然而,在最接近太阳的区域,这种理想状况并不存在,因为一方面,太阳的温度很高,许多挥发性物质(如水、氨、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等)只能以气态形式存在,另一方面,太阳释放的恒星风也很强。另一方面,太阳释放的恒星风继续置换原行星盘中的气体。
这导致固体物质相对较少,而气态物质不断逃逸,因此只有体积和质量相对较小的岩质行星在这个区域形成。随着与太阳的距离增加,温度降低,当距离增加到一定程度时,挥发性物质就会凝结成固体,从而变得容易增生。挥发性物质凝结成固体颗粒的距离被称为冰冻线,由于每种挥发性物质的冰冻线不同,太阳系的冰冻线实际上是一个距离范围。太阳系的冰冻线实际上是一个距离范围,科学家估计,在太阳系开始时,它离太阳的距离在2.7到5个天文单位之间。
可以想象,如果一颗行星就在冰冻线的外围形成,它将会取得很大的成就,因为它可以获得大量的固体物质,并且会迅速成长。是的,你猜对了,木星得到了这个便宜,因为科学家推测,在太阳形成300万年后,木星在冰冻线外部极限的质量增加到足以结合氢和氦,之后它开始吸收大量从内太阳系逃出来的物质(主要是氢和氦)。之后,木星开始吸收大量从太阳系内部逃出的物质(主要是氢和氦),并迅速成长为一个巨大的行星。当然,木星不可能吸收所有从太阳系内部逃出的物质,所以位于木星之外的土星、天王星和海王星在不同程度上也有自己的份额,尽管它们没有吸收像木星那样多的物质,但也足以成为比地球大得多的巨行星。
好了,今天就到此为止。欢迎大家关注我们,下回见。