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研究表明:木星并不是在保护地球,它其实是太阳系最危险的星球!

木星真的是替地球挡下灾难的“老大哥”吗?太阳系今天的模样,究竟是自然生成,还是被这颗巨行星一手改造出来的?要回答这些问题,得先看看我们的太阳系在宇宙中到底有多“另类”,再回头审视木星在其中扮演的角色。

人类曾长期以为地球是宇宙的中心,后来才明白,连太阳也只是银河系猎户座悬臂上的一个小点。这种心理落差已经足够大。

大约十年前,寻找太阳系外行星的开普勒计划启动,科学家又发现了一件更令人沮丧的事:放在众多恒星系中比较,我们的太阳系看上去像一件“残次品”。假如有一个高度发达的外星文明,像收集珍珠一样收集行星,太阳系很可能会被直接丢进垃圾桶。

有一个恒星系拥有七颗行星,大小非常均匀,从大到小排起来,几乎能直接串成一条珍珠手链。反观太阳系的八颗行星,按大小排开,大的特别大,小的特别小,参差悬殊,毫无美感可言。

更关键的是,那种均匀排列并非个例。科学家用望远镜持续观测后发现,整齐紧凑才是常态,太阳系反而显得畸形。为什么会这样?

经过长期研究,如今许多科学家倾向于接受一种理论:太阳系诞生之初,曾被木星搅得天翻地覆、破坏殆尽,幸好在关键时刻,土星出手阻止了更大的悲剧。人类对木星“危险面目”的认识,本身也经历了一个过程。

在探测器出发之前,人们对木星的了解只限于望远镜里的一个大光斑。1972年,“先驱者10号”发射升空,飞行一年多后,于1973年12月飞掠木星,人类第一次近距离看到了它。

传回的照片让所有人意识到,木星并不是一个安静的大球。更让科学家意外的是辐射。

原本以为木星周围的辐射不会太强,实际测量数据却比预期强了约1000倍。此后的旅行者号和伽利略号进一步揭开它的面纱,伽利略号在约8年里绕木星转了34圈,飞掠各大卫星。

人们逐渐认识到,木星的磁场比地球强约2万倍,它远不是想象中温和的“老大哥”。回到太阳系的“畸形”问题。

把已发现的系外行星画在一张图上,横轴是公转天数,大致可以等同于行星与恒星的距离;纵轴是行星大小,以地球为单位。图上的行星主要集中在左上区域,可以画一条线把它们圈起来。

而太阳系八大行星中,只有木星勉强落在圈内,其余全在外面。图中最密集的那一块,代表质量在1到10个地球之间的行星,科学家称之为“超级地球”。

它们是宇宙中最常见的行星类型,几乎占总数的一半,而太阳系里一颗都没有。随便找个其他恒星系,比如开普勒11,它有六颗行星,其中五颗是超级地球。

这是太阳系与众不同的第一处。第二处不同在于距离。超级地球在横轴上的数值都很小,说明它们离各自的恒星很近,基本都比地球离太阳还近。

开普勒11的五颗超级地球,离恒星的距离甚至比水星离太阳还近。那个“珍珠手链”式的恒星系更加紧凑,七颗行星全都挤在相当于水星到太阳距离6%的范围之内。

从统计学角度看,如果外星人来探索银河系的行星,太阳系八颗行星中有七颗都会被当作“错误答案”剔除。太阳系怎么会变成这样?

答案恰恰指向那个唯一“正常”的家伙——木星。它的质量是地球的318倍,其余七颗行星加起来还不到它的一半;体积同样惊人,单是大红斑就能塞进好几个地球。

大行星容易被发现,所以天文学家在搜寻系外行星时,很早就在许多星系里找到了和木星差不多的大家伙。但它们有个共同点:都离自己的恒星很近,甚至比水星离太阳还近,温度自然比木星高得多。

于是这类行星得了一个外号,叫“热木星”。面对热木星,天文学家的第一反应是“不可能”。

按照行星形成理论,原始行星诞生于恒星周围的气体盘,恒星吹出的风会把轻元素吹走,只留下重元素。所以太阳系内侧的水星、金星、地球和火星都是岩石行星,而木星这样的气态巨行星约70%是氢。

如此轻的元素,怎么可能在靠近恒星的地方聚集成行星?难道一直以来的行星形成理论都错了?科学家得出的结论是:这些热木星原本在遥远的外围形成,后来才迁移进来。

至于行星为什么会往内飞,一种形象且接近流体力学模型的解释是:恒星周围的气体盘并不均匀,太阳风持续向外吹,越靠内气体越少,越靠外气体越多,外侧的行星便会自然地向气体稀少的内侧移动。理解了行星会迁移,就能看懂太阳系那场更剧烈的“集体大漂移”。

法国地中海沿岸的度假小城尼斯,不仅有阳光沙滩,还有一座著名的天文台。2005年,尼斯天文台的团队在《自然》杂志上接连发表三篇重量级论文,用计算机模拟提出:40多亿年前,太阳系的四颗巨行星曾经大规模改变轨道。

这就是著名的尼斯模型。按照它的描述,巨行星的变道把原本可能整齐有序的太阳系彻底打乱,我们今天的世界,正是诞生在这片废墟之上。

它的优点在于几乎能解释太阳系的所有离奇之处,但它终究是一个由计算机模拟推算出的假说,仍需要更多证据去检验。在这场大混乱中,木星扮演了最具破坏性的角色。

它像那些热木星一样向内侧闯入,扫荡沿途的原始物质,直到土星凭借引力把它拉回外侧,才没有让悲剧走向极致。随后巨行星的轨道继续调整,天王星和海王星把大量小天体驱散,一部分被推到外围,形成了柯伊伯带,被“开除”行星资格的冥王星就在其中。

剩下的小天体则长驱直入,给内太阳系带来浩劫。科学家分析阿波罗计划带回的月壤发现,月球在约39亿年前遭受过一次非常密集的小天体轰炸。

今天晴朗的夜里,肉眼就能看到月面密密麻麻的环形山,那正是轰炸留下的痕迹,而当时地球、火星和金星也必然无一幸免。

经过这一来一回,原本可能比地球更大的火星只剩下约十分之一的地球质量;天王星、海王星被推远;按照尼斯模型,甚至可能还有第三颗冰巨星被直接甩出太阳系,沦为流浪行星。

最终,内太阳系已没有足够物质形成超级地球,外太阳系的四颗气态行星也排列得十分松散。不过,木星带来的并非只有灾难。

按照行星形成模型,太阳风会把近距离的轻物质吹走,其中也包括水,因此地球本应是一个缺水的世界。正是那场大轰炸,让太阳系外围富含冰的小天体把水重新送回内侧,带给地球。

没有木星这番折腾,地球可能不会有生命,更不会有人类,这种“恰到好处”在宇宙中极其罕见。

目前统计显示,只有约10%的类太阳恒星系拥有木星这样的气态巨行星,而其中约90%轨道很奇怪,要么太靠内,要么太椭圆,只有剩下的10%与木星相似。也就是说,约99%的类太阳恒星系注定无法变成太阳系的样子,剩下的1%还面临大量其他变数。

木星当年的“暴行”,至今仍留有证据。它的轨道上一前一后分布着两群碎石,统称特洛伊群小行星。

其他行星轨道上也有这类天体,但少则一两颗,多则二十来颗,唯独木星有上万颗。它们正是当年被天王星和海王星驱赶而来的“大军”,被木星强大的引力牢牢锁在拉格朗日点上。

1994年,人类亲眼见证了苏梅克-列维9号彗星撞击木星,正在飞往木星途中的伽利略号也记录下了这一幕。撞击在木星上留下的伤痕比整个地球还大。

如果这样的撞击发生在地球上,后果不堪设想;而在太阳系狂暴的童年,类似场面却是常态。

从近处看,木星宏伟而恐怖:咖啡色的云带如油画般流淌,大红斑是一场能容纳两颗地球、持续数百年的超级风暴,云带中的狂风足以吞噬任何靠近的人造物体,再加上远超预期的强辐射和比地球强约2万倍的磁场,它既是神圣的巨象,也是地狱之门。

回头看,木星并不是一位单纯替地球挡灾的守护者。它在太阳系童年横冲直撞,夺走了火星的物质,推远了冰巨星,引发了月面至今可见的大轰炸,也让太阳系成了统计意义上的“残次品”。

可正是这场毁灭,为地球送来了水,也造就了这块罕见的宜居之地。木星是太阳系最危险的星球,也是我们存在的前提。