木星的吸引力从何而来

tongzhuan365

　　眼下热映的国产科幻大片《流浪地球》中，地球在逃亡中受到木星引力拉扯，面临被撕毁的厄运……航天时代以来，人类虽已获得了木星及围绕它的卫星和环系的部分数据，但依然存在诸多未解之谜。如2018年美国科学家宣称发现了12颗木星卫星，使木星的卫星总数达到79颗，令太阳系其他行星黯然失色。木星对卫星的巨大吸引力到底从何而来？
　　
　　个头大：太阳系行星中的老大哥
　　
　　回答这个问题前，得先搞清楚木星从何而来。
　　
　　行星发源于物质盘。物质盘中的小尘埃颗粒聚集在一起形成了团块，被称为“星子”，星子互相碰撞構成更大的团块。团块越大引力越强，加上周围有充足气体，就能更快地“长大”。此时，其他小星子再想变大，也只能“干瞪眼”，因为周围已经没有多余的气体可以吸附过来了。若以“个头”和质量论英雄，木星是太阳系行星中当之无愧的“老大哥”。
　　
　　魅力足：俘获卫星的高手
　　
　　在质量上拔得头筹，是木星为后宫79位“佳丽”打江山的基础。
　　
　　行星的卫星有可能是行星受撞击后飞离自身的碎片，也可能是来自外太空的星体在运行到行星附近时被行星的引力俘获后变成卫星。木星的卫星也不例外。行星质量越大，其形成时环绕于其周围的行星周盘质量也越大、面密度越高，自然有机会形成较大的卫星。质量较大的行星具有更大吸引力，越容易将其他天体吸引至附近，同时大质量行星周围的碎片或气体盘密度也较高，可以提供更有效的“减速刹车”作用，因而更容易俘获卫星。
　　
　　如果想把外围的卫星束缚在行星周围的话，要消耗掉一些角动量或轨道能量，这个过程需要一定的摩擦作用。这个相互作用，就是我们说的减速机制。质量越大的行星周盘，减速作用越强。
　　
　　综合来看，由于木星质量大，它的行星周盘密度大、质量高，有利于规则卫星的形成；同样因为质量大，木星更易通过减速机制俘获不规则卫星。
　　
　　运气好：远离太阳的“采食区”
　　
　　木星庞大的身躯注定了它有较强的吸引力，但木星俘获能力再强，也敌不过太阳。
　　
　　但木星和太阳较远，所以周围的物质没有轻易被太阳“拐”走。值得一提的是，如果没有木星，被称为“奇迹之星”的地球不可能存续至今，因为陨石撞向地球的可能性将增加1000倍以上。
　　
　　与木星相对应的，是离太阳很近的水星和金星等类地行星。“类地行星形成的最后一个阶段是由若干个‘行星胚胎’在内太阳系相互碰撞并合而形成的。这是一个相对‘暴虐’的过程，在此过程中行星处于非常不稳定的环境，难以保全其卫星。所以类地行星很少有卫星。”周礼勇说。
　　
　　但孔大力有不同的看法。“太阳系形成后，太阳系内的物质基本不会再被太阳吸走。哪怕是引力很强的黑洞，周围一堆绕着它转的物质，也不会掉进黑洞里面去。除非这些旋转的物质被某种机制减速，才有可能掉下去。而且，有些行星系统中，像木星这样的行星距离恒星也很近。所以，木星的卫星多，与它跟太阳的距离没有很大关系。”
　　
　　“宇宙中很多现象没有为什么，自然界的发展离不开运气。木星天生质量大，决定了它的卫星多，不足为奇。”孔大力表示，天文学家之所以关注在木星周围发现了新卫星，是因为在原来的观测条件下，很小很暗的卫星非常难被发现。“如果发现新的小卫星，说明观测水平有所提升。”
　　
　　在孔大力看来，木星的卫星多一颗或少一颗都没有违背常理。质量大，引力大，身边的物质自然就多。如果水星这样小的行星周围有几十颗卫星，那才奇怪呢。