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2023年11月09日 -
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大家有沒有想過,為什麼我們的太陽系中,只有內側的四顆是岩質的類地行星,外側的則全都是氣態的巨行星呢?
這似乎是個十分有趣的奇特規律,到底是什麼,造成了內外行星間的巨大差異呢?下面,我們就嘗試來解開它的答案吧!
地球,是一顆典型的岩質行星。它是由地核、地幔以及地殼等部分組成。其中,地殼的占比最小,僅為行星質量的1%。這其中,還包括了鋪滿地表70%的海水。
地表以下,就是占比68%的熾熱地幔。穿過它,你就會抵達地球的核心。當然,你得擁有足夠抗壓能力。因為地幔中的壓力,足以壓扁任何我們已知的物體。
再往下,就是占比31%的鐵金屬核心了。此時或許有人會問,為什麼地核是金屬的呢?對此,科學家給出了幾個可能的原因。
首先是因為旋轉,地球的高速自轉,能夠讓其核心物質的平均密度,要比表面上的更高。其次就是磁場,如果內核不是金屬,那麼地球就不會存在磁場。所以,一般行星的核心,都是由液態的外核與固態的內核組成的。
而其他類地行星,基本也是同樣的構造。比如水星,它也有著一個半徑約為2074公裏的金屬核心。這基本上相當於水星半徑的85%,可以說是相當巨大。
金星則更加有趣。如果將它們一刀切開,你就會發現。它的內部構造幾乎與地球一模一樣。同樣的金屬核心、同樣的熾熱地幔和相對單薄的地殼。看上去,簡直就是地球的孿生兄弟。
至於火星,則擁有一個由鐵、鎳、硫組成的致密核心。外部包裹的,是厚度約有1240-1880公裏的岩石地幔。最上面覆蓋的是一層厚度約10-50公裏的地殼。它也是太陽系八大行星中,最後一顆岩質的類地行星。
從它往後的木星、土星、天王星和海王星,全部都是由氣體形成的巨型行星。它們的統一特點就是,沒有陸地。所以,你根本無法像在地球時一樣,在這些星球上悠閑的散步。
氣態巨行星的大氣層主要由氫、氦這些宇宙中最常見的氣體組成。它們可能會有一個岩質或金屬的內核,但絕大部分的質量,都是以氣體形式存在的。當然,超高的內部壓力,也可能會讓氣體在被壓縮成液體狀態,就像溫度計中的水銀一樣。
因此,有許多科學家認為,木星和土星內部,可能存在有液體金屬氫。這代表,它們或許也會擁有磁場。
同為太陽系中的一員,為何八大行星的形態,會出現如此巨大的區別呢?要解開這道難題,我們就必須從太陽系的形成之初說起了。
研究者們認為,太陽系中的行星都是從形成太陽的塵埃旋轉盤中形成的。這個盤主要由氫和氦及小部分其他元素組成。
幾百萬年後,一部分旋轉盤中的塵埃合並到一起,並最終形成了於月球一樣大小和質量的原行星。
而這些原行星,曾經也是被巨大的氣體層環繞著的。然而,隨著太陽釋放出巨大的能量和物質流。那些更靠近太陽的原行星,在承受了全部沖擊後,擺脫了氣體的環繞,只留下了堅硬的部分,這就是後來的類地行星。
而剩下的幾顆離太陽更遠的行星,則沒有受到太陽物質流的影響,這才保持了原本的形態,並形成了今天的氣態巨行星。也就是說,更靠近恒星的往往是岩質行星,而那些距離更遠的,則很可能是氣態行星或冰巨星。
然而,這一理論似乎存在著被徹底顛覆的風險。因為,在近些年的太空探索中,研究者們發現在某些星系中,更靠近恒星的,卻是氣態行星。。
比如這顆51 Pegasi B,它就是這樣一顆與眾不同的氣態行星。它就在以十分接近的位置,在圍繞其母星旋轉。這似乎完全顛覆了我們對宇宙的現有認知。
它的出現,讓天文學家們不得不修改了現有的行星形成理論。但誰又知道,下一個與現有理論格格不入的家夥,會不會很快出現呢?
或許頭頂的這片宇宙,對於人類來說,永遠都只能是個謎!