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木星并非“纯气态”,小行星撞击为何无法穿透?

2026-01-26

         提起气态行星,多数人会默认其由气体完全构成,毫无固态结构可言。但天文学上的定义并非如此,气态行星本质是“以气体为主要成分、无明确固态表面”的天体,其内部往往隐藏着复杂的圈层结构,木星便是典型代表。它不仅不是松散的“气体球”,反而有着层层递进的致密结构,这也决定了小行星撞击时根本无法穿透。

         科学家通过探测器数据与理论推演,早已勾勒出木星的内部轮廓。最核心的是一个质量介于地球12至45倍之间的致密内核,尽管具体成分尚未完全明确,但可确定其处于高压形成的固态状态,是木星结构的“基石”。这一内核并非孤立存在,外层被厚重的金属氢层紧密包裹。

         氢是木星的主要构成物质,在其内部极端高压环境下,氢原子的电子被强行剥离,形成能自由移动、具备金属导电性的特殊形态——金属氢。这一层被认为处于液态,是木星磁场形成的关键来源。再向外延伸,是厚厚的液态氢氦层,此处压力虽不及金属氢层极端,但仍足以让氢和氦脱离气态,呈现液态形态。而我们观测到的木星外层,仅是厚度至少5000公里的气态大气层,仅占其结构的最表层。

         从这样的结构来看,小行星撞击木星时,最多只能触及液态氢氦层,根本无法突破层层致密结构抵达核心。更现实的是,绝大多数小行星连木星的大气层都难以穿透,这一过程的剧烈程度远超地球上火流星的爆发。

         在地球上,小天体高速闯入大气层时,会与大气分子剧烈碰撞,表面温度骤升并发出明亮光芒,形成“火流星”。这些天体在穿行中不仅受高温炙烤,内部还会因大气压缩产生高压,临近地面时空气密度骤增,温度与压力急剧飙升,最终大多在空中爆炸解体,难以触及地表。2020年5月27日土耳其上空的火流星凌空爆炸事件,便是这一过程的直观体现。

         木星上的撞击过程则更为猛烈。其大气层厚度与密度远超地球,再加上木星引力是地球的2.5倍,会将撞向它的小行星加速至极高速度。小行星进入木星大气层后,会在极短时间内遭遇急剧攀升的温度与压力,瞬间爆炸解体,如同撞上一堵坚不可摧的“气墙”。

         这并非理论推测,而是有实际观测佐证。2021年9月13日,一颗小行星撞击木星并在其大气层中爆炸,地球上的天文爱好者成功拍摄到完整过程,清晰展现了小行星在木星大气中瞬间湮灭的景象。事实上,这类撞击事件在木星上多次发生,均以小行星解体告终。

         木星的复杂圈层结构,使其成为太阳系内的“撞击盾牌”。它凭借强大的引力与特殊的内部构造,拦截了大量可能冲向内侧行星的小天体,而小行星无法穿透木星的秘密,也正藏在这层层递进的致密结构与剧烈的大气作用之中。

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