美最新研究发现木星正在吞噬自己的“心脏”

http://tech.gmw.cn/2011-12/23/content_3238201.htm

                               
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木星的内核正在被侵蚀，但没人知道到底有多快。

　　图片来源：旅行者2号/NASA/JPL/USGS
　　木星是自身成就的牺牲者。一些复杂的新计算表明，这颗太阳系中最大的行星——质量比其他几颗行星质量总和的两倍还要大——已经摧毁了其核心的一部分。然而具有讽刺意味的是，罪魁祸首恰好是把木星打造成一颗气态巨行星的氢和氦——随着行星的形成，其内核的引力对这些元素产生了吸引。这一发现意味着大多数巨大的太阳系外行星可能根本就没有内核。
　　天文学家之所以把木星称为气态巨行星，缘于其大部分由氢和氦构成，后者在地球上都是气体。然而在木星上，由行星引力产生的巨大压力将大部分氢压缩为一种能够导电的金属流体。氢和氦包围着一个由铁、岩石和冰构成的中心核。而这一内核——质量相当于地球质量的10倍——仅仅是质量为地球318倍的行星的一小部分。
　　如今，美国加利福尼亚大学伯克利分校的行星科学家Hugh Wilson和Burkhard Militzer完成了一些量子力学计算，旨在搞清当位于行星中央的氧化镁（MgO）——木星内核岩石中的一种关键成分——被一种氢—氦流体所浸没时会发生什么。这里的温度约为16000开氏度——比太阳表面的温度还热，压力相当于4000万个大气压。这些情况非常极端，没有试验能够复制它们。
　　根据研究小组的计算，MgO具有非常高的溶解度。就像研究人员在递交给《物理评论快报》的一篇论文所表述的那样，尽管侵蚀的确切速度尚未搞清，但这意味着木星内核中的固体岩石正在溶解为液体。Wilson和Militzer较早前曾计算过木星内核中的冰也在溶解。因此，木星现在的内核可能并没有行星形成时那么大。
　　加利福尼亚理工学院的行星科学家David Stevenson表示，新的研究很重要，因为科学家想要了解木星是如何随着时间的流逝而变化的。Stevenson说：“如果能做到这一点，那么我们将能够就木星在形成之初是什么样子给出一个非常有用的描述。”“在那时，它是否曾有一个巨大的核？如果有，是地球质量的10倍，15倍，还是5倍？”2016年，美国宇航局（NASA）的朱诺号探测器将开始环绕木星运行，并通过测量其引力场提供有关行星现在内部情况的数据。
　　同时，这些计算的意义已经超越了木星。围绕其他恒星运行的许多行星比木星还要大，因此它们的内核可能要更为炙热。Militzer表示：“对这些行星而言，内核侵蚀可能要快得多。”这意味着质量是木星数倍的气态巨行星或许根本就是没有内核的，从而改变了科学家们秉持许久的有关这些遥远世界的认识。赵路

这个很有意思啊。。。。。。

以后就看不见木星了？

表示没有理解这句话，“质量是木星数倍的气态巨行星或许根本就是没有内核的”

诗涧幽蓝 发表于 2011-12-23 10:30

                               
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以后就看不见木星了？

看得见，而且更亮
PS《2010威震太阳神》要成真了？

sonic5188 发表于 2011-12-23 10:34

                               
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表示没有理解这句话，“质量是木星数倍的气态巨行星或许根本就是没有内核的” ...

我的理解是：
木星你可以想象成荔枝：外圈是液态气体，中间是石头、铁和冰构成的固态物质。
而太阳系外的质量更大的气态行星，没有中间的那部分，整个都是液态金属——漂浮在宇宙中的一个“水”球。

【天文学家之所以把木星称为气态巨行星，缘于其大部分由氢和氦构成】

记得以前看到过这么一个描述：木星如果体积质量再大一点，它就会触发热核反应，变成太阳系里的第二个太阳。

sonic5188 发表于 2011-12-23 10:34

                               
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表示没有理解这句话，“质量是木星数倍的气态巨行星或许根本就是没有内核的” ...

一般认为木星是有一个金属-硅酸盐的核心，但现有的理论也认为炽热的液态金属氢幔层对这个“岩质内核”有明显的侵蚀作用

并且行星质量越大（如果把低于13倍木星质量的都归类于行星范畴的话），其液态金属氢的侵蚀作用就会越强烈，内核会被更快地侵蚀掉

即便比木星质量更大的巨行星可能在最初拥有质量更大的金属-硅酸盐内核，也可能早就被侵蚀殆尽，成为“无核”巨行星

要知道褐矮星（13-80木星质量）的内部是完全对流的，不同化学成分并不会分层存在，换句话说类木行星质量越大，性质越“接近”于褐矮星

sonic5188 发表于 2011-12-23 10:34

                               
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表示没有理解这句话，“质量是木星数倍的气态巨行星或许根本就是没有内核的” ...

这句话存在明显的语病，事实上它想表达的含义是：
巨大行星的内核不是像地球那样的固态重元素为主的，而是一种等离子态。随着温度的升高和压力的增大，这些行星的内核可能被巨量的氢、氦所溶解。

我没写错，是溶解，不是融解或熔解。

我们可以进一步设想，红矮星的核心，是完全的高温等离子体，核心不存在重元素集中的内核（虽然太阳拥有的重元素总量明显超越了所有行星的总质量）；而地球这样的行星，核心是固态的铁镍。
那么从木星到棕矮星，显然必须实现这样的过渡。

本文的研究，就是从理论上说明了过渡的途径。

高温等离子体？不就是火焰吗？内部存在一个巨大的火焰？

每晚抬头就能仰望得到的这颗星星，那上面的极端条件令人难以想象。
氢竟然都变成了液体……
这就是天文学吸引人的地方。

木星最终也会变成没有内核的

地球会不会受影响

xmtlx 发表于 2011-12-26 10:00

                               
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高温等离子体？不就是火焰吗？内部存在一个巨大的火焰？

内部不是存在通常意义的“火焰”，准确的说，是在不断地进行核聚变。

木星→超级木星→棕矮星→红矮星

感谢分享，学习了

问个问题，内核被侵蚀，是否说明行星的分层的模糊化
能否说分层越模糊，天体的熵越大？