木星大氣89%是氫氣,閃電強度是地球上1000倍,為什麼不會爆炸?

2020-12-16 火星科普

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

地球是一顆典型的巖質行星,表面是固態的,主要成分是一些金屬和矽酸鹽。而木星的形態與組成完全不同於地球。雖然木星也是一顆行星,但它的成分更像恆星,與太陽差異不大。

木星大氣中89%是氫氣,10%是氦氣,另外還包含一些甲烷、氨氣、乙烷、水蒸氣等氣體。木星沒有像巖質行星那樣的固態表面,它的大氣層一直向下延伸5000公裡,差不多是地球直徑的五分之二。

隨著深度的增加,壓強會變得非常高,導致氫分子被壓縮成液氫。當壓強達到地球表面大氣壓的200萬倍時,氫分子將會被壓縮成具有金屬性質的金屬氫,電子變得可以自由運動。

既然木星濃厚的大氣層大都是氫氣,為什麼木星不會爆炸呢?

儘管氫氣是一種十分易燃的氣體,但燃燒還需另外兩個條件,一個是火源,還有一個是氧化劑。

木星上不缺火源。由於木星大氣層中含有水蒸氣,在木星內部熱量的驅使下,水蒸氣會逐漸聚集成雷暴雲,從而可以產生閃電。木星上的閃電非常強烈,其強度估計是地球上的1000倍。

另一方面,當一些彗星或者小行星靠近木星時,它們有可能會被木星的強大引力拉過來,與木星發生相撞,由此可以釋放出巨大的能量。在1994年,天文學家第一次觀測到了彗木相撞現象。

當時,尺寸為1.8公裡的蘇梅克-列維9號彗星撞向木星。在木星引力的作用下,這顆彗星解體為21塊碎片,它們以大約60公裡/秒的速度衝進木星大氣層。結果彗星完全燒毀,釋放出的能量高達6萬億噸TNT當量,這相當於當年投向廣島原子彈當量的3億倍,或者全球核武庫總當量的600倍。

儘管木星上不缺燃料和火源,但木星上缺氧化劑,這是木星上的氫氣沒有被點燃的原因。地球大氣中21%是氧氣,所以我們平時很容易點燃可燃物體。火箭發動機為了在沒有氧氣的太空中也能工作,需要自身攜帶氧化劑,常用的包括液氧、高氯酸銨、四氧化二氮。

但木星的大氣中幾乎沒有氧氣以及其他氧化劑,所以木星不會被點燃,更不會爆炸。不然的話,木星早就不存在了。同為氣態巨星的土星也是如此,也不會被引爆。

既然木星的成分與太陽很相似,為什麼太陽又能燃燒呢?

太陽所在進行的「燃燒」不是普通的化學反應,而是氫核聚變反應。在太陽上,氫分子在高溫下被電離,形成由氫原子核和電子組成的等離子體。氫原子核發生碰撞之後,能夠結合成氦原子核,在此期間損失的質量會轉變成能量,這就是太陽的能量之源。

儘管木星的成分類似於太陽,但木星的質量太低,沒有足夠的溫度和壓力來啟動核心的氫核聚變。理論上,只有讓木星的質量增加到現在的75倍,也就是恆星的質量下限,木星才能像太陽那樣「燃燒」起來。

相關焦點

  • 木星大氣中絕大部分是氫氣,閃電比地球強1萬倍,為啥沒點燃木星
    木星大氣層中氫氣含量特別高,高層大氣中佔到了90%以上,整個大氣層中氫氣含量約為75%到80%,而氫元素在整個木星中的含量也特別高,至少在70%以上,這和太陽裡面的氫元素含量差不多,但是太陽卻是一個發光發熱的星球,那為什麼木星不是呢?
  • 木星全身都是氫氣, 有可能爆炸燃燒嗎?
    當然不會。原因很簡單,地球上的氫氣會爆炸是因為存在著氧化劑(氧氣),氫氣遇到氧氣發生燃燒或者爆炸。但在木星大氣中則90%為氫氣,餘下的為氦氣和更少的甲烷、氨氣等等,根本就不存在任何氧化劑氣體,所以無論你用多大的流星都無法點燃木星上的氫氣。那麼木星上的氫氣是否會像太陽一樣產生核聚變呢?
  • 木星遍布氫氣,如果用明火將它點燃,木星會爆炸嗎?
    氫氣遇到明火會爆炸,這是不爭的事實。於是就有人問了一個問題,木星上的氫氣佔據了大氣中90%以上的組成,簡直比地球上的氧氣含量還高,若是木星的氫氣遇到了明火,木星會如何?是否會爆炸呢?對此,科學家就給出了解答!
  • 朱諾號發現木星北極風暴混亂 磁場強度是地球10倍
    「朱諾」號2017年稍早時間拍攝的木星大氣中的巨大風暴。科技日報北京5月31日電 (記者張夢然)據美國《大眾科學》雜誌網站30日消息,美國國家航空航天局(NASA)的科學家們一直在分析「朱諾」號木星探測器在第一次飛掠期間收集的所有數據,近期,首批結果出爐——科學家們在《科學》和《地球物理通訊》雜誌分別發表了2篇和44篇論文,報告了迄今為止人類對木星的最深入探索成果。
  • 木星上沒有水?科學家發現光木星大氣層中的水就是地球海洋的32倍
    木星是太陽系中最大的行星,質量是地球的318倍,體積是地球的1300倍,它是一顆氣態巨行星,有著厚達幾千公裡的大氣層,大氣層的下面是金屬氫的海洋,但那裡面並不是水,而是氫元素在壓力極大之下的狀態,一般認為木星上的水是比較少的,不過最近美國科學家在朱諾號探測器傳回的數據上發現並非如此
  • 關於木星的大氣層,您了解多少?天文學家在此為您解惑
    很難給木星的大氣層下個定義,因為木星是由90%的氫氣和10%的氦氣組成的。在地球上,我們可以研究組成地球大氣層的各種氣體。但是在木星強引力的作用下,木星將大氣層聚集到具有非常有趣的特性的獨立層中。接下來我們要介紹木星的大氣層。
  • 天王星爆炸的氣泡是地球的22,000倍
    NASA / JPL研究人員不斷增長的太陽系地圖上有一個巨大的空白點。在過去的二十年中,一支名副其實的探測隊測量了火星上的地震,仔細檢查了土星環上的凹槽,觀察了木星上的噴射流,並聽到了冥王星的心跳。但就近距離和個人探索而言,我們的天王星形象並沒有超越旅行者2號的老式樂器在1986年拍攝的毫無特色的藍色沙灘球。
  • 為什麼說木星是地球生命的守護神?
    他的甘霖雨露滋潤田野和葡萄園,他的閃電武器照亮夜空,震懾魑魅魍魎。因而,朱庇特是護佑人類的大神。古羅馬的人們在卡皮託爾山建築了他的寺廟,極其宏偉莊嚴。木星對地球的影響神話畢竟是神話。從天文學的角度來看,木星對地球真的有那麼大的影響嗎?
  • 木星是氣態行星,太空人降落在木星上,會直接穿過去嗎?為什麼?
    木星在太陽系所有的行星中,木星最大的特點就是大,木星比太陽系中的其他行星加起來都更大,光是木星上的「大紅斑」都足以容納一個地球。正是因為木星非凡的質量,它成為了太陽系中的老大哥,為其它的行星遮風擋雨。木星與地球非常不同的一點在於,木星是一顆氣態的巨行星,而地球是一顆類地行星。
  • 木星到底多恐怖?如果太空人降落到木星,會面臨什麼結局?
    導語:木星到底多恐怖?如果太空人降落到木星,會面臨什麼結局?隨著科技水平的不斷發展,我們人類已經可以將手伸向遙不可及的太空之中進行探索,對於人類來說,地球上現有的資源遲早會有徹底消耗殆盡的一天,因此尋找新能源就成了當務之急。
  • 為什麼都說是月球保護了地球被隕石襲擊?
    為什麼都說是月球保護了地球被隕石襲擊?★地球人類的存在,在太陽系中都是天意安排好了的,正所謂天意不可違。不僅僅只是月球保護了地球被隕石襲擊,另外木星的作用也是不可小去。木星它是地球的保護神,阻擋了小行星撞擊地球,如果沒有它的存在,只需要一顆直徑5千米左右的小行星撞擊地球,地球就會毀滅。撞擊引起的爆炸威力相當於7600萬顆廣島原子彈,而木星的引力是地球的2.5倍,無計其數的小行星一旦進入太陽系,就會被木星的引力吸引過去撞向它。★月球是地球唯一的衛星,有了它的存在,可以為地球抵擋一部分隕石襲擊,因此月球跟木星都被稱為地球的守護神。
  • 如果木星變成第二個太陽,地球會怎麼樣?人類會完蛋嗎?
    要想達到能引發核聚變的最低標準,所要的質量最起碼是木星當前質量的81倍。哪怕是褐矮星,這種介於行星與恆星之間的天體,因為這類天體缺乏足夠的質量,無法在其核心啟動核聚變,所以人們又稱其為「失敗的恆星」。要知道,目前觀測到的最小的褐矮星質量也是木星的十幾倍。
  • 木星為什麼是可怕的存在,十大關於木星不得不提的事實!
    1、木星,也被稱為木星和木星,是由伽利略發現的,其直徑為142984公裡,表面溫度為-168℃,目前已知有79顆衛星。大氣成分主要由氫、氦、甲烷、氨、氘、乙烷和水組成。2、木星上的雲不同於地球上的雲。在木星上,雲以每小時400英裡(644公裡)的速度圍繞行星運行。木星的引力是地球的兩倍多。
  • 氫氣告訴你,No~
    酵母菌在100%氫氣中的最大細胞濃度比在空氣中顯著降低,大概是降低2.5倍,而且繁殖時間是空氣中的大約三倍時間。如果生命能在100%氫氣的大氣中生存,那麼它也能在氫氣主導的大氣中生存。這意味著,我們未來在尋找宜居行星的時候,就可以打破以前的標準,不用再以尋找含氧大氣為標準尋找宜居星球了。
  • 1994年木星救了地球以及地球上的所有生物一命
    事情還得從1993年說起,1993年3月美國天文學家發現了一顆太陽系外側的小行星脫離了正常的軌道進入了太陽系,這一現象引起了天文學家們的重視,他們立即通過各種方式運算,推測這顆彗星的運行軌跡,結果發現如果他圍繞太陽公轉的話將會在1994年7月撞擊地球。
  • 木星是個氣態行星,為啥不會被猛烈的太陽風吹散呢?
    有人提問:在宇宙中,氣態星球為什麼不會被太陽風吹散?我也可以反問一句,為什麼會被太陽風吹散?大家可能對太陽風不了解,更多看到的是太陽風速度很快,每秒可以達到900千米,最慢的也有200km/s。這是駭人的速度,這如果擱在地球上,肯定把地殼都掀掉了,露出地殼下面的巖漿,然後巖漿也被吹散了,成為太空一塊塊小行星碎片。要知道地球上12級颱風的風速才不過每秒30來米,而人類設置的頂級17級颶風也才每秒60來米,時速也才200多點千米。這點速度在太陽風面前,說小巫見大巫還是高看了很多,因為太陽風速是地球風速的數萬倍。
  • 木星,其上的風暴究竟為何產生?那五彩的大氣又是從何而來?
    木星的標誌性圖像展現出它擁有許多白、紅、橙、棕和黃色的色調。木星的顏色隨著這個星球大氣層內風暴和氣流的變化。圖解 :哈伯太空望遠鏡的WFC3相機於2014年所拍攝到木星的真實色彩影像,可清楚看見木星南半球的大紅斑當木星大氣層內的不同化學物質反射太陽光之時,木星大氣層呈現不同顏色。
  • 如果木星消失,地球會怎麼樣
    木星是太陽系內,體積最大,自轉最快的氣態行星,其體積大約等於1000多個地球,從距離來看,木星距離地球有7億公裡,這麼遙遠的距離,應該說木星與地球沒有什麼相互影響的可能,但,事實是,木星一直以來都是地球的守護神。
  • 大氣成分
    大氣成分指組成大氣的各種氣體和微粒。包括幹潔空氣,水蒸氣,塵埃。地球上的大氣,有氮、氧、氬等常定的氣體成分,有二氧化碳、一氧化二氮等含量大體上比較固定的氣體成分,也有水汽、一氧化碳、二氧化硫和臭氧等變化很大的氣體成分。其中還常懸浮有塵埃、煙粒、鹽粒、水滴、冰晶、花粉、孢子、細菌等固體和液體的氣溶膠粒子。
  • 海王星上流淌著「鑽石海洋」,它是怎麼形成的?
    雖然鑽石在地球上是人們眼中價值連城的寶貝,但你可能永遠也猜不到在距離地球45億公裡的位置有一顆璀璨奪目的星球,且這裡遍地都是鑽石。這顆星球就是海王星,或許會有人抬槓:海王星不是我們認識的氣態星球嗎?怎麼會無端端成為一片鑽石海洋?海王星是什麼樣的存在,有什麼特性?