有沒有鋼鐵為主體的星球?

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宇宙中有各種各樣的星球,比如我們的地球是有岩石表面的巖質星球,而木星土星等則是沒有巖質表面的氣態星球,也有些星球含水很多,比如木衛二、海衛一,上面的水比我們地球上還多。



物質都是由元素構成的,已知的元素有100多種,無論是巖質星球還是氣態星球,都是由很多的元素構成的,那麼宇宙中有沒有隻含一種元素的星球呢?這個可能性幾乎是沒有的!因為星球都是由物質組成的,而物質基本都包含了各種各樣的元素,純粹的某一種元素和化合物基本上無法形成星球,因此星球大都是許許多多的元素物質的集合,比如在我們地球上,已知的100多種元素中,絕大部分都可以在地球上找到。


不過宇宙中卻有以某種元素或化合物為主的星球,比如剛形成的恆星,其恆星組成大都是以氫元素為主,而很多彗星和小行星則主要由水冰構成。那麼有沒有以鋼鐵物質為主的星球呢?

這樣的星球比較少見,但也並不是沒有,美國航空航天局(NASA)6月份宣佈要開啟探測計劃的靈神星就是一個以鐵元素為主的星球。靈神星是太陽系小行星帶中的一顆巨型小行星,直徑約241公里,但是它的質量要比同體積的星球更大一些,因為它被認為是一個全金屬小行星,主要由鐵鎳元素組成,天文學家們認為它很可能是一個更大星體的核心,因為和其他星體的碰撞導致外殼脫落飛離,只剩下了內核。



較大星體的內核通常都是由相對更重的金屬組成的,因為在星球剛形成時期的熔岩階段,重金屬通常都會沉澱到星球內部,形成一個金屬核心,其中便是以鐵元素為主。我們的地球也是如此,在地核部位,鐵鎳元素也佔了很大的分量,這些流動的金屬熔岩還造就了地球的磁場。


靈神星就像是一個直徑241公里的大鐵疙瘩,但是可不要小看這個大鐵疙瘩,它上面所含有的鐵礦比我們地球的整個地殼中含有的鐵礦多多了,而且它上面不僅含有豐富的鐵元素,還有不少金、鉑、銀、銅等貴重金屬,可以說靈神星就是一個太空中“飛行的金屬礦藏”。

今年6月,美國航空航天局決定將靈神星作為探測對象,目前已進入前期的籌備階段,預估探測器將於2022年8月左右發射,2026年1月左右到達靈神星。探測器將分析靈神星的金屬和硅酸鹽成分,並測量和繪製靈神星的元素組成和電磁場的精確讀數,對靈神星的探索不僅將幫助科學家們解開太陽系早期形成的天體和演化情況,還將幫助美國科學家們評估小行星上的一些礦產資源的情況和可利用前景等。



科普大世界


茫茫宇宙,從來不缺奇葩星球。僅小小的太陽系內奇葩就不少:有下鑽石雨的星球、甲烷大海的星球、躺著打滾的星球、反著自轉的星球、有生命的星球……鐵星球?當然有哇,不是幻想出的賽博坦,它就是太陽系“第一行星”,水星。


水星的平均密度約5.4克每立方厘米,小於地球的5.5克每立方厘米。但別被這數據騙了,水星質量只有地球的5.6%左右,密度受重力影響很小,如果去掉重力影響的話,水星的密度是5.3克每立方厘米,地球只剩4.4克每立方厘米了。

表面上看,水星是一顆小個子岩石行星,灰暗斑駁,平淡無奇。其實,它擁有一個超級大的鐵質內核,佔據了水星42%的內部容積(地球鐵核僅佔星球的17%),比月球還要大一點。相比巨大的鐵核,水星的地幔只有區區六百公里厚,太不成比例了。這顆行星的成分有70%是鐵等金屬,所以說它“以鋼鐵為主體”應該沒什麼毛病。

水星為什麼這麼“不正常”?它特殊的形狀能給我們答案。這顆行星的一面有一個直徑1500公里的巨大沖擊坑(卡路里盆地),另一面則對應地隆起一片高原。是的,毀滅性大碰撞的遺蹟。

太陽系形成之初,很可能有好幾十個較大的行星圍繞太陽運行,軌道混亂,時有交叉。在這種大環境下,早期水星的演化過程很可能充滿了混亂和瘋狂。最靠譜的理論認為,45億年前的混沌中,地球軌道內側有顆火星大小的原始行星A。它的軌道與另一略小的行星B交叉,最終發生了劇烈的碰撞。



這次碰撞能量巨大,兩顆行星的硅酸鹽(岩石)外殼均被剝離。行星B的鐵核一頭撞進行星A的鐵核中,形成了卡路里盆地,並將新星體另一面頂出一片高原(差點兒沒撞穿嘍哈哈哈)。結合的星核最後在重力作用下基本坍塌成了球形。同時,這次碰撞將水星推向太陽,最後穩定在今天的軌道上。

以上就是水星變成“金屬星球”的原因——它是兩顆行星內核的組合體。它的岩石層哪裡去了?應該已經成為其它行星的一部分了吧,也許我們腳下就有呢。


純野生科學家


正常來說,不太可能會存在完全是鐵製的星球。因為這不符合天體演化的規律,但是宇宙之大,無奇不有,僅僅是在太陽系內,就真的存在一顆幾乎是由鐵和鎳構成的小行星,它的名字叫做靈神星

靈神星

靈神星是一顆巨大的小行星,它是在1852年3月17號被意大利天文學家安尼巴萊·德·加斯帕里斯觀測到的。它的個頭其實很大,質量大概佔據了整個小行星帶天體總質量的0.6%左右。

後來,科學家通過雷達對靈神星進行觀測,結果就發現,這顆小行星基本上就是由純粹的鐵元素和鎳元素所構成的,也就是說是一個純金屬的小行星。

當然,實際上就像上文所說的那樣,純粹金屬製的天體並不應該存在,因為這不符合天體的演化規律。靈神星看起來更像是一個更大天體的金屬核心。

靈神星的成因?

我們知道,地球上有許許多多的元素,但是地球的結構其實是層次分明的。

地球的核心就是一個鐵元素和鎳元素構成的金屬球

。補充一句,由於地球內核溫度達到了接近6000度,照理說,地球的內核應該是呈現液態的。但由於壓強和溫度都很大,這就導致地球內核心的物質呈現出了特殊的晶體結構,顯現出固態。

不僅地球的核心是金屬製的球,幾乎由氫和氦構成的木星,內核也是固態金屬氫的結構。

和地球類似的類地行星,大多都有固態的金屬內核。但同時它們外部都包裹著其他的物質。所以才說,靈神星是很反常的存在。關於靈神星的這個反常現象,許多科學家也在猜測其成因,目前比較主流的看法是,靈神星很可能曾經是一顆更大天體的金屬核心,後來在一次碰撞中,被撞了出來。

天體之間的對撞在宇宙中是比較常見,比如45億年前,地球剛形成初期,地球軌道附近就有一顆火星那麼大的行星,我們如今管它叫做忒亞。忒亞後來就一頭撞上了地球,還撞出了大量地球內核的物質出來。

噴濺出來的繞著地球做圓周運動,後來在引力的作用下,逐漸形成了一顆地球的衛星,也就是月球。

所以,科學家就提出,靈神星很有可能也是一次類似碰撞之後的產物,被碰撞的天體的內核的大量金屬鐵和鎳被撞了出來,噴灑在周圍,然後在引力作用下逐漸形成。當然,這個是現在關於靈神星形成的主流假說,還並沒有得到證實。

為什麼許多天體會有金屬內核?

首先,我們要知道的是,宇宙中99%以上的成分其實都是氫元素和氦元素,它們是元素週期表的前兩個順位的元素。

後來,更高順位的元素其實來自於恆星的核聚變反應,不同質量的恆星所能夠製造出來的元素不同,一般來說是質量越大越有可能製造出更高順位的元素,一直到鐵元素為止。鐵之後的元素需要通過超新星爆炸以及中子星合併來製造。

擁有大量除了氫元素和氦元素之外元素的天體,它們這些豐富的元素其實都來自於上一代,或者上兩代的恆星演化的產物。

地球其實也是如此。大概率在太陽系形成之前,在太陽系附近就曾經有過一代或者兩代恆星。後來,他們都掛了,而且應該有發生過超新星爆炸甚至是中子星合併。太陽形成之前,太陽系附近有一片大概2光年的分子云。後來,這片分子云發生了引力坍縮,形成了太陽,其他的邊角碎料形成太陽系的其他天體。

而太陽形成之後,其實是向外吹太陽風,太陽風會把物質吹出去,這就會讓太陽系的物質呈現一定的分佈,木星所在的軌道就是物質密度最大的地方,這也是為什麼木星是太陽系中最大行星的原因。而且我們要知道的是,元素也是有重量的,有的可以吹的遠,有的重一點就吹的不那麼遠。所以,我們就會發現,靠近太陽比較近的主要都是類地行星,都有很豐富的元素,而遠處的元素相比於靠近太陽的行星的元素就沒有那麼豐富了。

而在行星形成之初,由於物質在引力的作用下,引力勢能轉化為熱能。所以,行星在形成時溫度都很高,處於熔融狀態。

所以,此時重的元素就會下沉,這裡主要就是鐵和鎳,構成金屬製的核心。所以,這才使得需要行星都擁有一個金屬內核。


鍾銘聊科學


有沒有鋼鐵為主體的星球?

NASA出的新聞也經常會跑出標題黨,比如鑽石星球或者黃金星球,甚至海洋星球等,其實這些名稱當中還真有部分科學道理在裡面,但作為不是主流娛樂方向的科學,總是需要一些標題黨的模式來吸引大家的注意!我們今天就來討論下宇宙中是否存在全都是鋼鐵的星球!

一、小行星帶就有一顆幾乎都是鋼鐵的星球

想必大家都已經知道這個梗了,因為NASA在今年6月份宣佈探測小行星帶的靈神星,這是一顆以鐵元素為主的小行星,它的外觀非常奇特,成因也是一個謎!

靈神星是一顆直徑約252千米的拖球體小行星,它的成分與眾不同,主要由鐵和鎳構成,幾乎就是地球內核的成分!因此有天文學家推測它可能就是一顆行星受到撞擊後的內核!但有哪種撞擊會有如此猛烈,甚至讓內核脫離行星!

如果不是這假設確實非常難解釋這顆小行星的成因,因此NASA的靈神星計劃就打算在2022年8月的發射,計劃在2023年飛掠火星後於2026年1月31日抵達靈神星!各位可能會感到奇怪,小行星帶不就在火星外圍麼,為什麼從火星到達靈神星還要3年?

上圖可以給大家一個簡單的距離比例,靈神星距離火星比火星距離地球遠多了,其實小行星帶是一片寬達4億千米以上的廣袤太空,小行星之間的平均距離超過50萬千米,也就是比地月平局距離還要遠,順便科普下,探測器通過小行星帶根本不需要擔心撞到小行星!

二、全都為鋼鐵的超大天體

它就是恆星超新星爆發前夕的內核!

一顆恆星從誕生到生命結束,一刻不停的在製造元素,從氫、氦元素到鐵元素為止,不同質量的恆星能製造出不同的元素,因為各個元素核聚變成下一種元素條件並不相同,而越是重元素則溫度要求越高!

因此當大質量恆星,比如超過10倍太陽質量以上的恆星在其晚年時,將會形成一個由外到內的洋蔥結構!

為什麼會產生這樣的結構?其實很簡單,因為各個元素所需要的聚變溫度各不相同,而在恆星各層所能達到的極限溫度是不一樣的,因此每一層都會留下不同的最終聚變元素,一直到核心的鐵元素為止!

因為鐵元素是結合能最高的元素,在鐵元素之前的元素,儘管要求極端高溫,但仍然可以釋放能量,但鐵元素之後的元素則不行,必須要吸收能量才能合成!而此時恆星內核物理過程非常複雜,但最主要的是到鐵元素之後輻射壓消失,膨脹的外殼再無支撐,將會在引力作用下以接近光的速度坍縮,撞擊鐵核,產生宇宙中最為耀眼的煙花!

此時超新星外殼將會在巨大的能量爆發中拋灑到宇宙各處,但中心的鐵核並不會被炸散,而是會在爆發之後坍縮成中子星或者黑洞,能達到超新星爆發的恆星內核至少將誕生中子星,而這個鐵核存在的時間並不久!

因為這個天體將會在自身巨大質量的壓力下,將電子直接突破電子簡併壓突入原子核,和質子中和形成中子,成為一顆中子星,假如質量超過奧本海默極限,那麼將會突破中間簡併壓坍縮為夸克星或者黑洞!


星辰大海路上的種花家


宇宙中有各種各樣的星球,一個星球都是由各種組織組成的,物質都是由元素構成的,無論是巖質星球還是氣態星球,都是由很多的元素構成的,那麼宇宙中有沒有隻含一種元素的星球呢?

這個可能性幾乎是沒有的!純粹的某一種元素和化合物基本上無法形成星球,因此星球大都是許許多多的元素物質的集合。


不過宇宙中卻有以某種元素或化合物為主的星球,這樣的星球比較少見,但也並不是沒有。

距離地球五億公里之外,在火星軌道和木星的軌道之間,漂浮著三個上海大小的金屬球體,這就是頗具傳奇色彩的小行星——靈神星,是由意大利天文學家安尼巴萊·德·加斯帕里斯在1852年3月17日所發現的。


靈神星為一顆巨大的小行星,也很有可能是最大的M-型小行星,質量估計佔所有小行星帶天體的0.6%,雷達觀測顯示靈神星是完全純粹由鐵與鎳所構成的。靈神星似乎是一個更大天體裸露的金屬核心。與其他M型小行星不同,靈神星在表面並沒有水或含水礦物存在的跡象,與它是金屬天體的推測相符合。目前發現有少量的輝石現在仍然存在靈神星上。


靈神星本就是一顆星子,在成長為擁有巖質外殼以及金屬內核的道路上演化著,但是這一進程被阻礙了!因為頻頻發生撞擊,岩石外殼脫落,直到僅剩下內核。經歷了這麼多次的毀壞性的碰撞,而並沒有為它“添磚加瓦”,這使得靈神星這個裸露的金屬核心成為我們難得的研究樣本。



還有值得一提的在2010年10月,美國天文學家觀測到的一顆恆星。距離地球約50光年,它直徑高達4000km,它的核心是密度極高的結晶碳(即鑽石),重10的34次方克拉。 鑽石歷來是財富的象徵,因其稀有而身價百倍,天文學家們通過大量觀察,證實這顆恆星是一個巨大的鑽石,並推斷它是一顆由碳和氧組成的水晶狀態的星球。


這顆鑽石星球是一顆白矮星,編碼是BPM37093,天文學家將它命名為“露西”。研究發現它是由一顆比太陽略大的恆星冷卻後的灰燼組成的,因為一般恆星死後會變成白矮星,只會有非常大的恆星才會爆炸產生超新星,所以水晶態的白矮星仍然是十分稀有的。

美國宇航局的航天器,將會配備一系列先進的儀器。

一臺光譜儀將會分析伽馬射線和中子,這些粒子是在靈神星被宇宙射線轟擊的時候產生的,元素週期表的每一個元素都會釋放特定波長的伽馬射線,所以光譜儀將會告訴我們這些行星的表面具有哪些元素。一臺磁力計將會測量它的磁場,讓我們更多地瞭解地球磁場是如何在金屬地核中產生的。當然,成像儀將會讓我們以前所未有的分辨率觀察小行星的表面。


星球上的科學


一切皆有可能


對事不對人2號


這個真可以有,浩瀚宇宙星球無數,以某個元素為主體的星球存在於星空中並不奇怪。


臆想未知


信則有,不信則無,命題太絕對,畢竟這個世界沒有絕對的事情。都是宇宙的不是最最原始的最小的組成單位,就沒有純粹的答案。


黑天使羽毛


有啊根據天文學家們的觀測木衛4就是含鐵較高的星球80%的含量。


水起船行


有軟流體狀態,並且自轉的鐵心,從而產生磁場,進而屏蔽高能粒子轟擊。乃是行星存在生命的必要條件之一。


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