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木星90%都是氢气,为啥没被小行星点燃,变成第二个太阳?

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Times 发表于 2025-7-28 11:43 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国–上海–上海 电信/IDC机房

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木星是太阳系的“气态巨兽”,体积大到能装下1300个地球,组成90%是氢气,10%是氦气,活像一个“未点燃的太阳”。


既然氢气这么易燃,为何无数小行星撞击木星,却没把它变成第二个太阳?

木星确实富含氢气(约90%体积),与太阳的组成(73.5%氢,24%氦)颇为相似,太阳通过核聚变将氢聚变成氦,释放巨大能量,照亮宇宙,既然木星有这么多氢气,为何不被小行星“点燃”?
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答案在于:木星的氢气无法像地球上的氢气那样“燃烧”,更别说变成太阳那样的核聚变炉。
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地球上的“燃烧”是化学反应,需燃料(氢气)、氧化剂(氧气)和点火源(如火花),木星大气几乎全是氢和氦,缺氧气,化学燃烧无从谈起,2023年,NASA朱诺号探测器(Juno)数据显示,木星大气含氧量不到0.01%,远不足以支持燃烧。
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小行星撞击木星确实能释放巨大能量,最著名的例子是1994年的舒梅克-列维9号彗星(Shoemaker-Levy 9)撞击,能量相当于6亿颗广岛原子弹,但这种撞击为何没触发核聚变?
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第一是温度不够高,核聚变需将氢原子核(质子)压到足够近,克服电荷排斥,需温度超1000万摄氏度(太阳核心1500万°C),小行星撞击虽产生局部高温(数千°C),但远低于核聚变门槛,木星大气深层的压力和温度(约200万大气压,2万°C)也远不足以启动持续聚变。
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第二是质量不足,木星质量是地球的318倍,但仅为太阳的0.1%(1/1047),太阳靠巨大引力压缩核心,维持聚变,木星引力不足,核心压力仅为太阳的1/1000,无法将氢气压到聚变状态。

要让木星变成恒星,需大幅增加其质量,2023年,剑桥大学天文学家尼克·库伊佩斯(Nick Kuipers)估算,木星需增加约80倍质量(达到太阳的8%),才能成为“棕矮星”,触发氘(重氢)聚变,发出微弱红光,要成为真正的恒星(如红矮星),需100倍以上质量,触发氢聚变。


即使小行星源源不断撞击,增加的质量也微乎其微,木星每年接收小行星物质约10^8千克,需10^20年才能累积80倍质量,远超宇宙年龄的138亿年。

虽然小行星撞击不会点燃木星,但会引发壮观现象,1994年舒梅克彗星撞击在木星大气留下直径1.2万公里的黑斑,持续数月,释放的能量使撞击点温度飙升至2.4万°C,2024年,NASA詹姆斯·韦伯望远镜(JWST)捕捉到木星大气中小行星撞击的闪光,类似地球的“流星雨”,但规模大千倍。


木星的氢气虽不燃烧,但其大气深层可能存在金属氢(高压下液态氢),导电性强,驱动木星的强大磁场,这磁场捕获辐射,形成辐射带,保护木星免受更多撞击。


在中国文化中,木星被称为“岁星”,象征丰收与吉祥,《史记·天官书》记载,岁星运行影响农事,目前中国航天对木星的探索雄心勃勃,2024年国家航天局计划2030年发射木星探测器,延续“嫦娥”探月的星际梦。

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