天文科普:有沒有鋼鐵為主體的星球?
發布時間:2020-11-23
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正常來說,不太可能會(hui) 存在完全是鐵製的星球。因為(wei) 這不符合天體(ti) 演化的規律,但是宇宙之大,無奇不有,僅(jin) 僅(jin) 是在太陽係內(nei) ,就真的存在一顆幾乎是由鐵和鎳構成的小行星,它的名字叫做靈神星

靈神星

靈神星是一顆巨大的小行星,它是在1852年3月17號被意大利天文學家安尼巴萊·德·加斯帕裏斯觀測到的。它的個(ge) 頭其實很大,質量大概占據了整個(ge) 小行星帶天體(ti) 總質量的0.6%左右。

後來,科學家通過雷達對靈神星進行觀測,結果就發現,這顆小行星基本上就是由純粹的鐵元素和鎳元素所構成的,也就是說是一個(ge) 純金屬的小行星。

當然,實際上就像上文所說的那樣,純粹金屬製的天體(ti) 並不應該存在,因為(wei) 這不符合天體(ti) 的演化規律。靈神星看起來更像是一個(ge) 更大天體(ti) 的金屬核心。

靈神星的成因?

我們(men) 知道,地球上有許許多多的元素,但是地球的結構其實是層次分明的。

地球的核心就是一個(ge) 鐵元素和鎳元素構成的金屬球。補充一句,由於(yu) 地球內(nei) 核溫度達到了接近6000度,照理說,地球的內(nei) 核應該是呈現液態的。但由於(yu) 壓強和溫度都很大,這就導致地球內(nei) 核心的物質呈現出了特殊的晶體(ti) 結構,顯現出固態。

不僅(jin) 地球的核心是金屬製的球,幾乎由氫和氦構成的木星,內(nei) 核也是固態金屬氫的結構。

和地球類似的類地行星,大多都有固態的金屬內(nei) 核。但同時它們(men) 外部都包裹著其他的物質。所以才說,靈神星是很反常的存在。關(guan) 於(yu) 靈神星的這個(ge) 反常現象,許多科學家也在猜測其成因,目前比較主流的看法是,靈神星很可能曾經是一顆更大天體(ti) 的金屬核心,後來在一次碰撞中,被撞了出來。

天體(ti) 之間的對撞在宇宙中是比較常見,比如45億(yi) 年前,地球剛形成初期,地球軌道附近就有一顆火星那麽(me) 大的行星,我們(men) 如今管它叫做忒亞(ya) 。忒亞(ya) 後來就一頭撞上了地球,還撞出了大量地球內(nei) 核的物質出來。

噴濺出來的繞著地球做圓周運動,後來在引力的作用下,逐漸形成了一顆地球的衛星,也就是月球。

所以,科學家就提出,靈神星很有可能也是一次類似碰撞之後的產(chan) 物,被碰撞的天體(ti) 的內(nei) 核的大量金屬鐵和鎳被撞了出來,噴灑在周圍,然後在引力作用下逐漸形成。當然,這個(ge) 是現在關(guan) 於(yu) 靈神星形成的主流假說,還並沒有得到證實。

為什麽許多天體會有金屬內核?

首先,我們(men) 要知道的是,宇宙中99%以上的成分其實都是氫元素和氦元素,它們(men) 是元素周期表的前兩(liang) 個(ge) 順位的元素。

後來,更高順位的元素其實來自於(yu) 恒星的核聚變反應,不同質量的恒星所能夠製造出來的元素不同,一般來說是質量越大越有可能製造出更高順位的元素,一直到鐵元素為(wei) 止。鐵之後的元素需要通過超新星爆炸以及中子星合並來製造。

擁有大量除了氫元素和氦元素之外元素的天體(ti) ,它們(men) 這些豐(feng) 富的元素其實都來自於(yu) 上一代,或者上兩(liang) 代的恒星演化的產(chan) 物。

地球其實也是如此。大概率在太陽係形成之前,在太陽係附近就曾經有過一代或者兩(liang) 代恒星。後來,他們(men) 都掛了,而且應該有發生過超新星爆炸甚至是中子星合並。太陽形成之前,太陽係附近有一片大概2光年的分子雲(yun) 。後來,這片分子雲(yun) 發生了引力坍縮,形成了太陽,其他的邊角碎料形成太陽係的其他天體(ti) 。

而太陽形成之後,其實是向外吹太陽風,太陽風會(hui) 把物質吹出去,這就會(hui) 讓太陽係的物質呈現一定的分布,木星所在的軌道就是物質密度最大的地方,這也是為(wei) 什麽(me) 木星是太陽係中最大行星的原因。而且我們(men) 要知道的是,元素也是有重量的,有的可以吹的遠,有的重一點就吹的不那麽(me) 遠。所以,我們(men) 就會(hui) 發現,靠近太陽比較近的主要都是類地行星,都有很豐(feng) 富的元素,而遠處的元素相比於(yu) 靠近太陽的行星的元素就沒有那麽(me) 豐(feng) 富了。

而在行星形成之初,由於(yu) 物質在引力的作用下,引力勢能轉化為(wei) 熱能。所以,行星在形成時溫度都很高,處於(yu) 熔融狀態。

所以,此時重的元素就會(hui) 下沉,這裏主要就是鐵和鎳,構成金屬製的核心。所以,這才使得需要行星都擁有一個(ge) 金屬內(nei) 核。


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