木星是太阳系里名副其实的"气态巨兽",体积大到能装下1300个地球,成分中90%是氢气、10%是氦气,活像一颗"没被点燃的太阳"。
既然氢气这么易燃,为什么无数小行星撞击木星,却始终没能把它变成第二颗太阳?
这个问题背后,藏着比"点火"复杂得多的天体物理逻辑。
![]()
在阿瑟·克拉克的经典小说《2010:太空漫游》中,神秘的外星人将木星点燃为第二颗太阳,并留下一句警告:这些世界都是你们的,唯独欧罗巴除外,不要试图登陆那里。
要一起使用它们,要在和平中使用它们。
自那以后,把木星变成太阳的设想就成了科幻创作中颇受欢迎的话题。人类真的能做到吗?这样做能否让木星的卫星成为更好的殖民地?又会给地球带来什么好处或问题?
首先应当认清一个显而易见的事实:木星虽然庞大,其质量大致相当于太阳系中所有行星、卫星、小行星乃至奥尔特云的总和,但它仍然只有太阳质量的千分之一。
![]()
人们常听说木星要达到现有质量的八十倍才能成为恒星,但目前发现的最小氢燃烧恒星——距离地球约42光年的2MASS J0523−1403,其质量只是木星的67倍。
考虑到这类小质量恒星最难被观测到,很可能银河系中存在质量更小却尚未被发现的恒星。
当然,这只包括传统的氢燃烧恒星,不涉及氘燃烧恒星或人造恒星。
![]()
这里还有一个常被忽略的常识:地球上所说的"燃烧"是化学反应,需要燃料、氧化剂和点火源三者齐备。木星大气几乎全是氢和氦,严重缺氧,NASA朱诺号探测器的数据显示,木星大气含氧量不到0.01%,化学燃烧根本无从谈起。
所谓"点燃木星",从物理层面根本不是化学意义上的燃烧,而是要在核心引发氢的核聚变,这是完全不同量级的门槛。
一般而言,恒星越大就越亮。质量加倍,亮度约为原来的10倍;反过来,质量减半,亮度约为原来的十分之一,这只是粗略规律。
![]()
前面提到的那颗质量为木星67倍的红矮星非常暗淡,太阳的亮度是它的7200倍,而太阳的质量只是它的16倍。按照这条质量—亮度曲线推算,木星恒星将暗得多。
即便它能达到那颗红矮星的亮度,由于木星距离太阳是地球的5倍,通常也比太阳远4到6倍,因此在人类的天空中它会比太阳暗10万到25万倍,而肉眼所见还会更暗,因为其辐射大部分处在红外波段而非可见光波段。
不过这个数字听起来虽小,木星恒星仍将是一个相当明亮的天体。太阳比满月亮40万倍,所以这样的恒星发出的总光量堪比满月,只是其中很大一部分人眼看不见。
人眼对亮度的感受是对数关系,因此并不会敏锐察觉亮度的变化。举例来说,一间房里点一盏10瓦的LED灯,多数人会觉得已经很亮,但如果把屋顶掀开,让房间暴露在无云的正午天空之下,光量会是灯光的约一千倍。
![]()
事实上,太阳在木星轨道处的光照强度只有地球的25分之一,但仍比地球上大多数阴天还要亮,足以满足除最喜阳植物之外的绝大多数植物的需求。
至于外来物体撞击能否"引燃"木星,历史已经给过一次生动的答案。
1994年舒梅克-列维九号彗星撞入木星大气,在云层上留下直径约1.2万公里的黑斑,持续数月才逐渐消散,撞击点温度一度飙升至2.4万摄氏度。
2024年,詹姆斯·韦伯望远镜也捕捉到木星大气中的小行星撞击闪光,规模比地球流星雨大出上千倍。即使是这种级别的撞击,也不过是在气态外壳上"擦出火花",与核心聚变毫无关系。
![]()
再从质量积累的角度看,就更没指望了。
据估算,木星每年从太阳系碎屑中拦截到的小行星物质大约只有10⁸千克量级,要靠这种速率累积到约80倍现有质量的恒星门槛,需要大约10²⁰年——这个时间尺度远远超过宇宙目前138亿年的年龄。
换句话说,等宇宙都老去很多轮,木星也不可能靠"吃"小行星把自己吃成一颗恒星。
如果木星真的变成恒星,其卫星上的光照条件会立刻改写。可以简单地利用气体精炼与开采点的剩余能量,在木星上运行照明系统,并将聚变燃料送往各殖民地。
![]()
不过人们也可能决定,真正想要从木星获得的是把所有气体剥离下来。
这些气体本身即便脱离聚变经济也价值巨大,或许将它们分散储存于较小的贮存点更为便利,同时它们不使用时可用作屏蔽或质量。
更重要的是,氢和氦在宇宙中极为常见,只有在温暖的内太阳系中才稀缺,几乎全都锁在太阳里,剩余部分主要被封存在地球的海洋与地壳中。
在木星深层之下是金属氢,可能可以提取并作为不错的燃料;再往下则是岩石物质,如碳、铁、金、铂等,其总量可能超过其他所有行星的总和。剥离气体层后,就能取得这些资源。
![]()
今天的中国航天对这颗气态巨兽同样抱有雄心,国家航天局已披露计划在2030年前后发射木星探测器,把"嫦娥"探月积累的能力延伸到更遥远的太阳系深处,让这颗古老的"岁星"从神话走进真正的行星科学。
人们尚不清楚木星内部到底有多少金属,这很难计算。据认为木星在太阳系形成早期曾被一颗质量约为地球10倍的行星撞击——早期存在远多于今日的行星、原行星和矮行星,它们后来合并为如今的天体。
![]()
无论到底有多少,那都是人们所渴求的大量物质。若拥有聚变,可以利用聚变蜡烛——本质上是巨型双向聚变火箭喷焰——将其蒸发出来,同时将大量气体输出,为他处的聚变经济供燃料。
若无聚变而又希望加快进程,可以用大规模恒星激光轰击木星,即所谓"死星化",通过蒸发与磁抽取剥去外层物质,方法类似于从太阳剥离物质的过程。
这不是一个快速的过程。前面提到过,木星的引力结合能相当于太阳200年的输出,因此即便将太阳的全部光都对准木星,也要花那么长时间才能把外层烧尽——同时也会把木星的所有卫星全部化为乌有,因为那时它已真正化作一颗炙热的第二太阳,绝非黯淡的小星。
反之,若采用较慢速的剥离方式,类似于此前讨论的把木星替换为已知最小红矮星的构想,则需要几百万年之久,其间木星将持续明亮发光,而这只消耗太阳输出的万分之一。完成之后便可获得所有原材料,只是过程漫长。
![]()
同样的方法适用于其他气态巨行星,而且因为它们的结合能远低于木星,操作起来更容易也更快。这确实是一种在木星上制造"夏天"的方式。当一切完成后,剩下的便是一颗颇大的岩质行星,当然要等它冷却下来——那大概可以称作木星的"秋天"。
归根到底,木星没有变成第二颗太阳,是因为它先天质量差得太远,还不到最小红矮星门槛的六十七分之一。它的大气缺少氧化剂,化学燃烧无从发生;小行星撞击虽壮观,却撼动不了核聚变所需的核心条件。
哪怕小行星源源不断砸下来,按每年10⁸千克的速率累积到恒星质量,也要10²⁰年,远超宇宙寿命。
![]()
而人类若真想让它燃起来,走的其实是另一条路——用聚变蜡烛或恒星激光慢慢改造,代价漫长。在那之前,木星仍是那颗披着氢氦外衣、藏着金属氢与岩核的"未点燃太阳",静静守着它的卫星系。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.