木星是氣態行星,如果把木星上的氣體全部吹走,會有什麼后果?

木星是一顆巨大的氣態行星,其質量約為地球的318倍,體積更是高達地球的1300多倍,在太陽系八大行星中,木星是絕對的「老大」,這使得我們人類對這顆巨大的行星格外關注,關于木星的各種稀奇古怪的問題也層出不窮。

比如說有人就提出了這樣一個問題:既然木星是氣態行星,那如果把木星上的氣體全部吹走,會有什麼后果呢?下面我們就來討論一下。

首先要講的是,所謂的 氣態行星并不是指全部是由氣體構成的行星,而是指不以巖石(或者其他類型的固體)為主要成分、沒有確定的固態表面的行星,也就是說, 氣態行星也是可以擁有固態核心的。

那麼木星到底有沒有固態核心呢?其實這個問題的答案也是科學家們很想知道的。

盡管以人類當前的科技水平,暫時還不能直接進入到木星深處去直接探索,但通過探測器在木星附近收集到的數據,我們還是可以間接推測出木星的內部結構。

如上圖所示,在探測器飛越木星的過程中,其發出的無線電信號會因為木星的引力變化而出現細微的多普勒頻移, 通過大量對比探測器的實際軌道和理論軌道的差異,就可以構建出木星的重力場模型,進而推測出木星內部的質量分布

科學家根據「先驅者10號」、「旅行者1號」、「旅行者2號」、「伽利略號」、「朱諾號」等多個探測器傳回的數據推測出, 木星很可能存在一個由重元素構成的固態內核,其質量在地球的12倍至45倍之間(注:這里的重元素是指比氫和氦更重的元素)。

因此科學界普遍認為,木星應該有一個致密的固態核心,其外包裹著大量的氫和氦(注:木星主要由氫和氦構成,其中氦占其質量的大約4分之1,其他的絕大部分都是氫)。

由于 隨著深度的增加,木星上的物質會逐漸變得更熱、也更致密,因此木星的結構應該是:最外層是氣態的氫和氦,當深度增加到一定程度時,氫和氦就以液態存在,而在更深的位置,極端的壓強會將氫原子中的電子「擠」出來,使得它們像金屬一樣可以導電,這種狀態的氫也被稱為「 金屬氫」,在此之下就是木星的固態核心(大概如下圖所示)。

據此我們可以得出,木星上層的氣體一旦消失,木星上的那些原來處于高壓狀態下的液態氫、液態氦以及「金屬氫」都會因為失壓而轉變成氣體,在這種情況下 ,如果把木星上的氣體全部吹走,其后果就是木星會失去幾乎所有的氫和氦,只剩下一個比原來小得多的固態核心。

值得一提的是,雖然我們人類目前并沒有能力把像木星這樣的氣態行星上的氣體全部吹走,但宇宙中那些能量巨大的恒星卻可以做到。

從理論上來講,假如一顆氣態行星與其主恒星的距離太近,它的氣體就會被主恒星不斷地剝離,久而久之,這顆氣態行星就會只剩下一個固態核心(如果它有的話),科學家給這種奇特的天體起了一個奇怪的名字——「 冥府行星」(Chthonian planet)。

有意思的是, 我們有可能已經發現了一顆「冥府行星」。這顆星球被命名為「TOI-849b」,距離地球大約730光年,由「凌星系外行星巡天衛星」(TESS)于2020發現,其主恒星被命名為「TOI-849」,是一顆與太陽相似的黃矮星。

觀測數據表明, 「TOI-849b」的體積與我們太陽系中的海王星差不多,但它的質量卻大約是海王星的2.3倍,地球的39.1倍,密度約為5.2克/立方厘米,與像地球這樣的巖石行星相當

另一方面來講,「TOI-849b」距離它的主恒星非常近,以至于其表面溫度可以高達1530攝氏度左右,并且大約每18個小時,它就會完成一次公轉。

所以我們可以做一個合理的推測,「TOI-849b」曾經是一顆與木星相似的氣態行星,后來因為某種原因遷徙到了距離其主恒星非常近的軌道,在此之后,它的氣體就持續地被主恒星「吹」走,最終演化成了一顆「冥府行星」,而這也很可能就是木星上的氣體被全部吹走后的結果。

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