根據(jù)恒星形成的理論,行星的質(zhì)量上限大約為13倍木星質(zhì)量,也就是4100倍地球質(zhì)量,高于該質(zhì)量的天體,會首先演化為褐矮星。
在我們太陽系內(nèi),木星是最大的行星,質(zhì)量是地球的318倍;天體的質(zhì)量和性質(zhì)有著很大的關(guān)聯(lián),比如類地行星的質(zhì)量與地球質(zhì)量相當(dāng),如果行星的質(zhì)量太大,行星就會成為一顆氣體星球,太陽系中的海王星、天王星、土星和木星都屬于氣體行星。
行星的質(zhì)量也是存在上限的,根據(jù)恒星形成的相關(guān)理論,行星的質(zhì)量上限大約是13倍木星質(zhì)量,高于該質(zhì)量的行星,其內(nèi)部的核聚變反應(yīng)將會點(diǎn)燃,然后內(nèi)部緩慢地釋放能量,這樣的天體叫做褐矮星,褐矮星不能算是真正的恒星。
如果褐矮星的質(zhì)量繼續(xù)增加,增加到大約在75倍木星質(zhì)量后,內(nèi)部的溫度接近1000萬度,核聚變反應(yīng)將會徹底點(diǎn)燃,于是一顆恒星誕生了。
比如距離地球大約400光年的行星J1407b,其質(zhì)量就在13倍木星質(zhì)量左右,表面溫度25℃,直徑45萬公里,是木星直徑的3倍多,擁有30多個光環(huán),是人類目前發(fā)現(xiàn)體積和質(zhì)量最大的行星。
需要注意的是,天體質(zhì)量與天體體積并不是呈線性關(guān)系,因?yàn)椴煌|(zhì)量的天體之間,密度會相差很大,比如月球密度2.76g/cm^3,地球密度是5.5g/cm^3,然后比地球質(zhì)量大的木星,密度反而降低為1.3g/cm^3。
褐矮星也稱作失敗的恒星,屬于行星到恒星之間的過渡天體,表面溫度一般不高,但是褐矮星的核心溫度很高,而且隨著質(zhì)量的增加,核心的熱核反應(yīng)也在加快,褐矮星內(nèi)部主要是氘在發(fā)生聚變,當(dāng)氘反應(yīng)完后,褐矮星就會逐漸冷卻成為一顆死亡天體。
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