假如把太陽比作太陽系的母親,那麼,可以毫不誇張地說木星就是地球的「宙斯」。為什麼這麼講?請聽我慢慢道來
太陽系成型至今至少有50億年歷史,雖然在整個宇宙時間跨度內如滄海一粟。但從太陽雲剛剛形成,整個太陽系還是處於混沌和開蒙初期階段,各種圍繞太陽雲高速旋轉的星際物質不下成千上百,經過多少歲月滄桑,在太陽強大的引力下,只可能三種結局:
第一類,質量太小,速度太慢物質,最終只能被太陽給「吞」了;
第二類,有自己獨特軌道與質量,經過漫長演化,慢慢確立現在的太陽系家族成員地位;
第三類,速度快,質量大空間星雲物質,經過努力脫離太陽束縛,離日而去,進入廣闊的外太空間;
當然還有一種非常特別是具有相當大偏心率軌道,並且與太陽黃道平面軌道具有非常大的傾斜度,主要以冰水為主的天體,被稱為彗星。
從質量來看,太陽無疑是這個家族的大家長-質量:1.989×10^30 kg,即1.989×10^27 噸,大概是地球的33萬倍(地球質量:60萬億億噸),太陽佔了整個太陽系總質量99.86%,非常驚人吧。
整個太陽系構造簡單來說就是一個家長帶著8個子女,還有兩個環,環裡存有大量小顆粒(請允許太陽這麼稱呼,相對太陽來說這些顆粒實在太渺小),其中火星與木星之間稱之為小行星帶、柯伊伯帶。柯伊伯帶的發現迫使冥王星從太陽系九大行星中退位,成為一顆矮行星,此外有人認為太陽系空間應該再向外延伸至兩光年之遠的奧爾特星雲。天文學家柯伊伯和埃吉沃斯就曾預言:海王星軌道以外是太陽系邊緣地帶,那裡充滿了微小冰封的物體,是大量殘留原始的太陽星雲的物質,也是短周期彗星的策源地。
今天討論的主角-木星的質量是多少呢?1.9×10^27 kg,大概是地球質量318倍,平均赤道半徑71000公裡,是地球半徑11倍;咱們初中都學過體積求解公式,半徑擴大10倍,體積應該大1000倍(與半徑成立方關係),所以木星體積大概是地球1316倍。在剩下的8大行星中,木星又是絕對是當之無愧的「老大哥」,因為它是太陽系裡其它行星質量總和2.5倍。
在希臘文裡稱木星為「朱庇特」,是神話體系中的主神「宙斯」的化身。既然是帶頭大哥,保護自己的小弟是責無旁貸。由於太陽的引力範圍實在太大,可以延伸到數光年外的奧爾特星雲,每年在外太空遊蕩的星際物質,被其吸引而突訪太陽系的事實舉不勝舉,這些相比於太陽而言的微小顆粒對地球和居住的人類危險,簡直是顛覆性的。至今有科學界將恐龍滅絕歸因於受到外星體撞擊,造成地球生物大規模滅絕假說。
假如你站在柯伊伯帶往太陽方向張望,就能看到一副奇妙的景象。整個太陽系被柯伊伯帶中綿密的小顆粒空間顆粒所包圍,然後在火星與木星之間又有一條眾多小行星組成的環狀天體帶,好像太陽系外圍的兩堵「牆」,築起防止外來者隨便進入侵的「圍城」。
從外圈到內圈,分別是海王星、天王星、土星、木星,火星、地球、金星、水星。其中外部4顆成為類木行星。其主要由氣體或液態形式為主,石質和鐵質只佔極小的比例,相對地球密度低,但質量和半徑均遠大於地球;其中又木星為最大,從地球上觀測木星的大紅斑直徑就有2.5萬公裡,可以並排直接放入2顆地球。
木星是一個氣態巨行星,主要由氫氦組成,佔總質量的25%,木星有多達79顆衛星。其中1994年的蘇梅克-列維9號彗星,受到木星強大吸引力,被撕裂成21塊巨大質量碎片,最終撞擊木星。其中威力最大的G碎片塊,據科學家測算撞擊發生爆炸當量達六萬億噸TNT,相當於現存地球全部核武器當量的750倍。因此有多位天文學家,把木星稱為太陽系內「太空吸塵機」,可見其對太陽系內圈4顆類地行星的保護作用。
法國著名數學家、物理學家拉格朗日。根據牛頓萬有引力定律和克卜勒三大定律,推算出了地月系統之間5個空間點,簡稱拉格朗日點L1~L5。
簡單理解拉格朗日平衡點,就是在月亮與地球之間的空間中有5個「點」,花費非常少的能量,使得空間物體維持在這個「點」周圍,達到動態平衡。這在天文學上有許多現實意義,根據這個理論,天文學家發現了大量土星的衛星。土衛三的L4和L5點有兩個小衛星,分別是土衛十三、土衛十四。土衛四的L4點有一個衛星土衛十二。
另外,我們可以在地日系統的L1點設立長期觀測點,對太陽的黑子、耀斑進行連續觀察而不受地升日落的影響,同樣我們也可在日地系統拉格朗日的背面L2點設立長期觀測點,研究和觀察暗物質等等。
太陽與木星組成的雙星系統,可以組成一個更加宏大的拉格朗日平衡點。這個「點」範圍可不是我們想像的點,應該是非常大空間區域,如果從這個角度我們就能非常合理解釋,在木星與火星之間的小行星帶以及柯伊伯帶。
小行星帶正好在太陽木星之間,這些高速運動的小行星體同時受到木星與太陽的吸引力,受到兩邊巨大引力影響,聚集於小行星帶內,但是它們中許多是不安分的搗亂「分子」,一旦脫離小行星帶,就有可能在太陽系內四處遊蕩,突然造訪地球概率雖小,但潛在的威脅不可低估。木星就在小行星帶邊上,如同管理員隨時監視行星帶內的小行星,如有脫離束縛的小行星絕大多數被木星巨大引力所捕獲,正是帶頭大哥的盡忠職守,成為地球安寧的守護使。同理柯伊伯帶雖然遠在海王星軌道之外,在太陽木星的拉格朗日點L2上,這裡也聚集著大量的矮行星、星際空間體和彗星,真是受到木星與太陽引力平衡的作用而暫居在此。
反過來兩個龐大小行星帶,正好為太陽系和內軌的類地行星撐起兩道防護傘,保證外來星際物質絕大部分都被阻擋,而對於體積和質量較大外來天體,以木星為首類木行星發揮超強引力,扮演太陽系「清道夫」角色從而保護幾百萬年的地球文明繼續存在與發展。
太陽是地球的母親,木星就是地球的盾牌。