大家好,我是魅力科學君,今天我們要聊的話題的是:木星是一顆氣態(tài)行星,為什么小行星撞擊木星,卻不能直接穿過去?好的,咱們不說廢話,這就開講。
通常情況下我們都會認為,氣態(tài)行星就是全部由氣體構成的行星,但實際情況卻不是這樣,因為在天文學中,氣態(tài)行星指的是主要由氣體構成,并且沒有確定固態(tài)表面的行星,也就是說,即使是氣態(tài)行星,也可以具有復雜的層次結構。
實際上,在過去的日子里,科學家早已通過木星的探測數(shù)據(jù)以及相關理論推測出了木星的內部結構,我們先來簡單了解一下。
首先來講,木星有一個巨大的核心,估計其質量在地球的12倍至45倍之間,盡管這個核心的具體成分尚不明確,但可以肯定的是,它處于一種非常致密的固態(tài)結構。
在木星的核心之外,包裹著一層厚重的金屬氫層。簡單來講,氫是構成木星的主要物質,在木星內部的超高壓力作用下,氫原子的電子會被剝離,進而形成一種能夠自由移動、像金屬一樣導電的特殊狀態(tài),這就被稱為金屬氫。
這層金屬氫據(jù)信處于液態(tài),再往外,則是一層厚厚的液態(tài)氫氦層,這里的壓力雖然不如金屬氫層那么極端,但也足以使氫和氦處于液態(tài),而最外層,才是我們通常理解的氣態(tài)大氣層,根據(jù)科學家的估算,其厚度至少有5000公里。
由此可見,木星其實是一個擁有復雜層次結構的巨大天體,以這樣的結構來看,小行星最多也就是撞上木星的液態(tài)氫氦層,根本就不可能直接穿過去。
然而在絕大多數(shù)情況下,撞擊木星的小行星,甚至連木星的大氣層都無法穿透。為什么呢?我們接著看。
在我們地球上,當一個小天體高速闖入大氣層時,它會與大氣分子發(fā)生劇烈的相互作用,導致其表面溫度迅速升高,產(chǎn)生明亮可見的光芒,看起來就像一個在天上劃過的火球,這就是我們常說的“火流星”。
對于這些“火流星”而言,它們在穿行過程中不僅表面會受到高溫的炙烤,內部也會因劇烈壓縮形成越來越高的壓力,特別是在臨近地面的時候,由于空氣的密度更高,其內部承受的溫度和壓力會陡然增加,因此它們的結局,往往是直接在空中爆炸解體,根本無法直接撞擊到地面。
(↑圖為2020年5月27日發(fā)生在土耳其上空的“火流星”凌空爆炸事件)
而在木星上,這個過程會更劇烈,這是因為木星的大氣層比地球厚得多、也密得多,除此之外,木星的引力也遠超地球,會讓撞向它的小行星加速得非常快,結果就是,這些小行星進入木星大氣層之后,要不了多久就會因為急劇攀升的溫度和壓力而直接爆炸解體,看上去就像撞在了一堵厚實的墻上一樣。
需要指出的是,以上所述并非純理論推測的結果,實際上,在過去的日子里,小行星撞擊木星的事件曾多次發(fā)生,例如在2021年9月13日,就有一顆小行星撞上了木星,隨后在其大氣層中直接爆炸,而當時地球上的人們直接拍攝到了此次事件的完整過程(如下圖所示)。
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