科学家发现,木星的大小是现在的两倍
木星已经是太阳系的大 kahuna,是一颗质量比其他所有行星总和还要大 2.5 倍的行星的绝对单位。
那么,准备好让您大吃一惊——太阳系最大的行星曾经更大。加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)和密歇根大学的弗雷德·亚当斯(Fred Adams)说,新的计算表明,早期木星的体积可能高达今天的2.5倍。
根据他们对木星其中两颗卫星的研究,科学家们发现,在太阳系中形成第一批固体物质后仅 380 万年,木星的体积是现在的 2 到 2.5 倍,并且具有明显更强大的磁场。
这一发现支持了巨大气体笼罩世界的自下而上的行星形成方法。
“我们的最终目标是了解我们来自哪里,确定行星形成的早期阶段对于解开谜题至关重要。”Batygin 说.“这使我们更接近于了解木星和整个太阳系是如何形成的。”
我们相信,像汞,金星、Earth 和火星,自下而上形成,逐渐积累的尘埃和岩石,最终构建出一个完整的世界,拥有差异化的核心和一切。这被称为核心吸积。
人们认为气态巨行星的起始方式相同,但一旦它们达到一定的质量,大约地球质量的 10 倍,它们有足够的引力来保持大量的气体包层,并开始积累它。这个过程被认为发生在外太阳系中,因为靠近太阳的地方没有足够的物质来积累大的核心。
由于木星的形成和演化被认为在太阳系结构的形成和演化中发挥了关键作用,因此行星科学家对它如何诞生和如何生长的细节非常感兴趣。不过,既然我们不能只是倒带太阳系,我们就需要看看现在发生的事情,试图重建过去。
通常,这涉及使用从整个银河系的行星系统(包括我们自己的)观测中收集的行星形成标准模型,并根据这些观测结果构建模型。然而,这些模型涉及大量的猜测和连接点,因此往往会留下很大的不确定性。
巴蒂金和亚当斯采取了不同的方法:他们研究了阿玛尔忒亚和底比的轨道运动,这两颗小卫星的轨道离木卫一很近,甚至比木卫一的轨道还要近。这些小卫星的轨道相对于木星的赤道倾斜。
这些倾斜,以前的工作表明)可用于回溯这些小卫星的轨道历史。巴蒂金和亚当斯利用那段轨道历史重建了木星的早期演化。
“令人惊讶的是,即使在 45 亿年之后,”亚当斯 说,“还有足够多的线索让我们重建木星在诞生之初的物理状态。
他们的结果表明,木星在太阳系历史的早期有一段快速、强烈的增长时期。在第一批固体出现仅 380 万年后,木星的体积至少是现在体积的两倍。
此外,它的磁场比现在高 50 倍,促进了从物质盘送入行星的吸积率约为每百万年 1.2 到 2.4 个木星质量。这个快速增长阶段发展了地球,并使其走上了成为我们今天看到的木星的道路。
当木星周围的物质最终消散时,行星本身在自身引力下收缩、减小其音量并提高其旋转速度。木星继续缩小直到今天,随着它的表面和内部温度下降,压缩和加热它的核心,从而失去能量,尽管这以非常缓慢的速度发生。
即使体积更大,木星的质量也从未接近到足以达到恒星地位的程度。它需要至少是其当前质量的 85 倍能够点燃核心氢聚变,这是 All Stars 的一个决定性特征。
该团队的工作为我们提供了一个了解木星及其在太阳系中的作用的新工具,人们认为它在太阳系中发挥了稳定的关键部分行星足够多,以至于地球上可能会出现生命。
“我们在这里建立的是一个有价值的基准,”Batygin 说.“我们可以更自信地重建太阳系的演化。”
该研究已发表在自然天文学.