木星の水素は燃え尽きて、最終的には小さな太陽になるのでしょうか?

この話題は何度も議論されてきました。友人たちはまだこの手の話題に興味を持っているので、もっと一般的な観点からもう一度話してみたいと思います。

まず最初に、太陽とは何かについて話しましょう。実際、太陽は私たちの惑星系にある唯一の恒星に人間が付けた名前です。拡張すると、宇宙のすべての星は太陽とも呼ばれます。

星は巨大な質量を持つ星間ガスと塵の塊です。分子は自身の重力の影響を受けて、徐々に互いに引き合い、凝縮し、どんどん強く圧縮されます。収縮の不均衡により、惑星は徐々に回転し、主な質量は中心核にどんどん集まり、回転する赤道に惑星の円盤が投げ出されます。

このように、コアが小さく収縮するほど、重力が大きくなり、収縮速度も速くなり、崩壊傾向が形成されます。温度と圧力が急激に上昇し、最終的には中心核の高温高圧によって中心核の水素原子の電子が追い出され、剥ぎ取られます。露出した原子核は圧縮され、いわゆる水素核融合を形成します。

星の核融合は、4 つの水素原子が 1 つのヘリウム原子に結合することです。核融合の過程では質量が約0.7%失われ、それがエネルギーに変換されて放射され、この巨大なガス塊が燃焼してプラズマとなり、光と熱を継続的に放出し、広大な空間にエネルギーを継続的に放射します。

星は宇宙の目に見える質量の 99 パーセント以上を占めており、したがって宇宙を構成する主要な物質です。私たちの故郷である天の川銀河には、約 2000 億から 4000 億の恒星があり、太陽はその中のごく普通の黄色矮星にすぎません。そして観測可能な宇宙全体には数千億から数十兆個の銀河があり、少なくとも数百兆個の星が存在します。

したがって、私たちが予測できる宇宙には、何百兆もの太陽があるとも言えます。

星の光と熱は通常の燃焼ではなく、核融合の巨大な放射線による燃焼です。したがって、星の形成には基本的な条件があり、その条件とは質量です。質量が相当なレベルに達した場合にのみ、中心核の温度と圧力が核融合の形成を促進することができます。

天文学者と現代天体物理学者による長期にわたる研究の結果、恒星が恒星になるためには、必要な質量が太陽の8%以上で、中心核の圧力と温度が核融合反応を起こして光と熱を放出し、太陽になることができる必要があることが判明しました。

木星は太陽系最大の惑星であり、その質量は太陽系内のすべての惑星と小惑星を合わせた質量の 2.5 倍ですが、太陽系では太陽だけで全質量の 99.86% を占めています。残りの 0.14% の質量には、8 つの主要な惑星、いくつかの準惑星、数百の惑星衛星、無数の小惑星や塵の破片が含まれます。

木星は太陽系の残りの質量 0.14% のうち 0.1% を占めますが、それは太陽の質量の 0.1% にしか相当しません。恒星になって光と熱を放出するには、質量が現在の質量の80倍に達する必要がありますが、それでもまだ79倍足りません。では、木星はどのようにして小さな太陽になることができたのでしょうか?

木星は主に水素とヘリウムで構成されており、水素は可燃性で爆発性のある物質であると考える人がいます。火が燃え続ける限り、木星は小さな太陽になってしまうのではないでしょうか？実際、前にも言ったように、太陽の燃焼は水素の燃焼ではなく、水素の核融合です。

水素は酸化酸素が不足しているため、どの恒星でも燃えることができません。酸化剤の助けがなければ、いかなる燃焼も達成できません。最も重要な燃焼助剤は酸素です。もちろん、水素やナトリウムは塩素でも燃えますし、マグネシウムは二酸化炭素でも燃えますし、など他の燃焼助剤もいくつかあります。しかし、木星にはそのような燃焼の条件は存在しません。

宇宙の目に見える元素は主に水素とヘリウムで構成されています。原子存在比によると、水素は宇宙全体の約90％を占め、ヘリウムは約9.7％を占め、発見されている他の200以上の元素を合計しても約0.3％に過ぎません。酸素は宇宙に存在する元素の中で第3位にランクされていますが、その割合はわずか0.085%です。

前述のように、星は宇宙で目に見える質量を持つ主な天体であり、質量の 99% を占めているため、その主成分は水素とヘリウムです。水素が 1 気圧下で燃焼するためには、水素の混合比が 4% ～ 75.2% の範囲でなければなりません。つまり、含有量がこの値より多くても少なくても燃えず、酸化剤なしでは発火しません。この状態は宇宙のどのガス天体にも存在しません。

木星は、原子量で約 88 ～ 92 パーセントの水素と約 8 ～ 12 パーセントのヘリウムで構成され、質量ではそれぞれ約 75 パーセントと 24 パーセントを占める巨大ガス惑星です。したがって、木星のようなガス惑星では、マッチを擦っても木星の水素に点火できないだけでなく、原子爆弾で爆撃しても点火できません。

木星の雷雨は地球の雷雨より千倍も強い。彼らは毎日木星に砲撃しているが、木星に火をつけることはできていない。 1994年、シューメーカー・レヴィ第9彗星が木星に衝突した。彗星の破片は21個に分裂し、機関銃のように木星の大気圏を襲った。衝突エネルギーはTNT火薬換算で49兆トンに相当し、これは地球上で同時に爆発した核爆弾の総数の約5,000倍に相当するが、木星を燃え上がらせることはできなかった。

したがって、木星は自身の能力に頼る小さな太陽になることは決してありません。

木星が小さな太陽になる可能性はただ一つ、その質量が 70 倍以上に増加することです。たとえ太陽系のすべての惑星が木星に合体したとしても、その質量はわずか0.4パーセントしか増加しないだろう。この79倍の質量はどこから来るのでしょうか?唯一の可能性は、太陽が50億年後に死ぬときに赤色巨星となり、その周辺物質の質量の約50％を徐々に宇宙に放出するというものです。それは木星が集積するのに最適な時期となるでしょう。

太陽から放出されたガス、塵、その他の物質が木星の軌道に落ちると、木星はこれらの物質を自らの中に取り込むことができます。最も小さな恒星である赤色矮星になるには、太陽から放出される物質の約16％を吸収するだけで十分です。しかし、この可能性は非常に小さいです。まず、太陽によって散乱された物質はあらゆる方向に流れていくため、木星がそれほど多くの物質を吸収することは困難です。第二に、太陽の質量が減少し、その重力が減少するにつれて、すべての惑星が現在の軌道から離れ、木星への集積がより困難になる可能性があります。

では、太陽が破壊されたら、木星が太陽の質量を引き継いで地球を照らす役割を引き継ぐことができると期待している人はまだいるのでしょうか?これはさらにひどいことだ。

今後数十億年の間に太陽は徐々に明るくなり、熱くなるため、地球は上昇し続ける気温によって破壊されてしまうでしょう。その時までに、地球は居住不可能となり、すべての生命は絶滅しているでしょう。もし人類がこれより前、あるいはもっと早く地球から脱出できなければ、地球上のすべての生物とともに滅びることになるだろう。

さらに、太陽が赤色巨星の段階にある間、地球は膨張する太陽に飲み込まれて蒸発し、消えてしまう可能性が高い。幸運にも蒸発しなかったとしても、焦げたり凍ったりして死んだ星になってしまうでしょう。木星が赤色巨星になることで地球に暖かさが戻るのでしょうか？これも不可能です。

現在、地球と太陽の距離は約1億5000万キロメートルで、この質量の恒星が居住可能な領域内にあります。木星が太陽のわずか8パーセントの質量を持つ赤色矮星になった場合、液体の水を保持でき、生命の生存に適したハビタブルゾーンの惑星は、木星からわずか数百万キロメートル離れたところにあるだろう。現在、地球と木星の距離は約6億3000万〜9億3000万キロメートルですが、太陽系の崩壊により、地球と木星の距離は今後も拡大し続けるでしょう。

そのため、木星が赤色矮星になったとしても、地球を照らして地球上の生物に暖かさを与えることはできないでしょう。地球はかつて小さな太陽だったと考える人もいますが、それはさらに単純な考えです。この記事を読んだ後、あなた自身の判断が下されると思います。だから、空想を捨てて、現在に集中し、今の太陽の光を楽しんでください。どう思いますか？議論を歓迎します。

これはSpace-Time Communicationからのオリジナル記事です。著者の著作権を尊重してください。ご理解とご協力をよろしくお願いいたします。