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木星吞吃了自己的孩子
目前发现,木星拥有66颗天然卫星.其中最大的4颗,是400多年前由意大利物理学家伽利略发现的,被称为“伽利略卫星”.
这4颗卫星在科学史上曾扮演过重要角色：欧洲中世纪一度盛行“地球中心说”,认为地球是宇宙的中心,所有天体都围绕地球转.而400多年前,伽利略通过木星的这4颗卫星首次证明了,并非所有天体都围着地球转.这给了“地球中心说”最初的一击.但是科学家最近才揭示,在木星的早期,拥有的大卫星其实还不止这4颗,而有20颗甚至更多.
这个结论来自对木星和它的卫星形成过程的电脑模拟.
众所周知,木星有着一条宽宽的“腰带”,叫木星环.这里是卫星诞生的摇篮.科学家在模拟中发现,在太阳系形成的早期,木星环的质量会不断增加,甚至能达到木星质量的百分之几十.可是要解释木星当前这些卫星的起源,只需历史上木星环的质量一度达到木星质量的2%就够了.那么木星环在壮大的过程中,多余的物质上哪儿去了？最大的可能是,木星环中的大部分物质形成了卫星,后来这些卫星又被木星“吞吃”掉了.
让我们先说明一下木星环质量为何会变大.当太阳最初从由气体和尘埃混合而成的星云中诞生的时候,星云具有相当高的自转速度,所以并非所有的气体和尘埃都掉进了太阳的核反应“熔炉”里,其中很大一部分被甩了出来,围绕太阳形成一个星云盘.后来,行星就是从这个星云盘上陆续诞生的.
木星诞生之初,这个星云盘上的物质还很丰富,在木星引力的拉拽下,源源不断地流向木星.这些物质充实了木星环,木星环的质量由此越变越大.随后,木星环中就诞生了许多大质量的卫星.它们靠着一定的离心速度抵抗着木星的引力.但既然这些卫星处于木星环中,而那时的木星环又比较密实,所以它们在运动过程中难免要与周围的物质发生摩擦,从而降低速度.速度一降低,它们就没有足够的离心力抵抗木星引力,最后一个个以螺旋的方式掉进了木星.
太阳是否也干过此类事情？
可谓“成也萧何,败也萧何”.星云盘物质的涌入,一方面催生了木星的卫星,另一方面又给这些卫星的运动制造了很大的障碍,导致它们纷纷坠毁.假如我们把几乎同一时期产生的卫星算作一代,那么据科学家估计,这一过程经历了差不多5代.前后坠毁的卫星不下20颗.直到围绕太阳的星云盘足够稀薄,不再有物质流入木星环,土星环中卫星运动也不再受到阻扰,这一过程才告终.而今天,4颗伽利略卫星就是最后一代卫星中的幸存者.
事实上,天文学家观察到,3颗伽利略卫星的运动至今仍受到微小的干扰,每年以极小的速度挨近木星,长此以往,终有一天也要成为木星的盘中餐.
这个理论给人很多启发.天文学家猜测,类似的一幕说不定在土星上也上演过.此外,还可以把“舞台”扩大到整个太阳系：也许在太阳系形成的早期,在星云盘里曾经诞生过好多行星,但这些行星后来都被太阳“吞吃”了.只有等星云盘足够稀薄之后,新诞生的行星才免遭被“吞吃”的厄运,而如今所谓的八大行星,或许正是最后一代行星中的幸存者.
（摘自《大科技》）
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