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行星的质量永远超不过恒星的质量,这背后藏着什么奥秘?

  • 来源:互联网
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  • 2019-12-22
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太阳系中的太阳是一颗能够发光发热的恒星,围绕它转的是一些行星、矮行星、小行星等。太阳的质量约占整个太阳系质量的99.8%,行星中巨大的木星也不到太阳质量的千分之一。

有没有行星的质量大于恒星质量的可能?真的没有,从理论上讲宇宙中不会存在这样的可能。

恒星能够发光是因为中心附近进行着核聚变。宇宙中最多的元素是氢,其次是氦,大量的轻元素依靠万有引力聚集在一起,聚集的过程中减小的引力势能使得中心处的温度不断升高,当温度和压强高到能够点燃氢的核聚变时,一颗恒星就诞生了。如果恒星吸引了更多的物质,恒星中心处的核聚变就越剧烈。同样的道理,如果不断增加一颗行星的质量,高温和高压也会点燃这颗行星上的核聚变,那样行星就变成了一颗恒星。

有人可能会有问题:轻元素在恒星上会通过核聚变变成重一些的元素,而恒星上的核聚变最多能够聚变到铁元素,铁及元素周期表上排在铁元素之后的元素不能发生核聚变。如果一颗行星不断聚集的是重元素,还能点燃核聚变变成恒星吗?

能够不断聚集比较重的元素的星球只能是比较小的类地行星,因为小质量星球的引力阻挡不住氢和氦的逃离。行星是在星云中诞生的,最开始重的元素依靠相互吸引结合在一起,它们对轻元素的作用比较弱。比如地球的质量比较小,对氢气和氦气等小分子量气体的吸引力就比较小,这些小分子量气体的分子平均速率比较大,超过地球的第二宇宙速度后就有可能逃离地球。所以尽管氢和氦是宇宙中丰度最高的两种元素,地球的大气层中却只有极少量的氢和氦。

星云中含量最多的元素毕竟是氢和氦,能够占到星云质量的98%以上。当行星的质量达到一定程度后,星球的第二宇宙速度就变得比较大,就能够大量吸收拥有最广大数量的轻元素变成海王星那样的冰巨星,再进一步吸收轻元素就会变成木星那样的类木行星。如果太阳系中的木星还能继续吸收轻元素,当质量变为现在的13倍之后,就能点燃中心处的氘聚变。若是木星的质量变为现在的80余倍,就能点燃中心处的氕聚变。在这个生长过程中不仅星球的质量在增加,氢和氦所占的比重也在增加。

如果你给成长中的类木行星投入重元素,其增加的质量会使得星球吸引更多的轻元素。投入1份质量的重元素可能会有50份质量的轻元素随之被吸引过去。最终还是朝着点燃中心处的核聚变方向发展。

当一颗恒星结束核聚变后可能会变成白矮星、中子星、黑洞,之前围绕它转动的行星可能还在继续绕着恒星的残骸转动。此时行星的体积很可能会大于白矮星、中子星等恒星残骸的体积,不过恒星的残骸一般不被看作是恒星。

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