关于两个太阳的描述,比较早的有《,威震太阳神》,说的是一块太古石碑产生的引力坍缩让木星核心达到了足以点燃氢元素的温度,因此木星成为了太阳系中第二个太阳!《星球大战》中天行者卢克的故乡塔图因星球也有两个太阳!
双子日落非常美丽,当然对于现实中就有一颗气态行星的太阳系也是诱惑非常!那么从理论上来说我们可以用一颗氢弹的爆炸来点燃木星吗?我们来简单讨论下。
一、恒星燃烧的秘密
其实在讨论氢弹能否点燃木星之前,得先来了解下原子弹和氢弹的区别,以及恒星燃烧是又是哪一种方式!
上图铀原子弹核装药U235(铀235)链式反应原理,一个热中子撞击U235原子核后裂变成Ba56和Kr36,请注意分裂后两者的质子数56+36=92并没有改变,但中子数144+89=233,跟235相比是不是少了2个?因此这多余的中子又会跑出来撞击下一个U235原子核,继续这一过程,不断循环直到所有的U235原子核被撞击分裂!在这个问题中唯一的关键是U235块足够大,因为原子核非常小,中子在飞出铀块前能保证能撞到下一个原子核的质量就是临界质量!因此理论上看,链式反应一旦开始,将是一个不可逆的状态,除非有物质可以吸收热中子,而核反应堆中就是用这种方式来控制裂变速度!
上图是氢弹中氚氘聚变反应的过程,两个中子一个质子的氚和一个中子一个质子的氘结合成两个中子两个质子的氦核,释放出一个多余的中子,并且在结合的同时还释放出大量的能量!
各位是不是有发现无论是裂变还是聚变,总的中子数和质子数都没有改变,那么巨大的能量从何而来?那是因为组成新的原子核的核子总质量减少了,这个质量减少来自于组成核子的夸克间作用力的改变!
那么恒星里面是怎么燃烧的呢?
上图是太阳核心质子与质子反应示意图,跟氢弹中的氚氘反应不一样的是太阳核心首先得将两个氢原子氕(只有一个质子)聚变成一个质子一个中子的氘,然后再由氘与另一个氕聚变成氦三(月球上的氦三都来自于太阳),当然还有一种可能是两个氦三聚变成稳定的氦四.......
氢的三种同位素,宇宙中绝大部分都是氕,只有极少量的氘,自然界中氚则极其微量!一般氢弹中的氚是由中子轰击锂产生!
二、氢弹爆炸能点燃木星吗?
上文我们已经了解了原子弹、氢弹以及恒星内核聚变的过程,假如木星是一块超级U235材料组成的话,那么很明显无论是原子弹还是氢弹都能很方便的引爆木星!但木星是一个气态行星,它由75%的氢和25%的氦组成,当然它的还有一个岩石质内核,只是按比例算起来极小罢了!假如要让木星燃烧起来的话,必须要让氢元素聚变,并且必须从最早的氕聚成氘开始!
但有一个很好玩的事实必须要提醒一下,要从氕聚变成氘,一个质子必须吸收巨大的能量再释放出一个e+和一个中微子成为中子,这个过程非常缓慢,平均时间高达109年!
氢弹从引爆到彻底反应完成的整个过程也不过秒级,109年的时间不是要了氢弹的亲命嘛!
当然还有一条路,就是氘聚变,这个要求与氕-氕聚变相比相对较低
氘核有一个中子与一个质子,携带的电荷比较少,两个氘核结合时库仑斥力比较小,聚变需求的能量相对比较低,平均结合能只需要1.11MeV。氘核只要在持续一亿度高温下即可持续聚变:
D+D→H+T+4MeV D+D→n+3He+3.3MeV
也可以用铀235或者钚239的原子弹来作为扳机引爆!但这在面对木星中的氘元素聚变时依然困难重重!
1、氘在氢中的含量只有.02%,也就是万分之二!
2、氘的聚变反应并不能链式反应,需要在反应时候持续保持高温高压!
简单的说就是必须一直保持这个高温与高压环境,因此氢弹的设计要求就是想尽一切办法让这个超高温超高压保持足够久一点,以便有足够时间让更多氘参与聚变!
因此从这一点来看,似乎就像某种阻燃材料,你用打火机点燃,那么它还是可以燃烧的,但一旦撤走火源就立即熄灭,所有要点燃木星,这困难可不是一般的大!
宇宙的恒星又是怎么点燃的?
引力坍缩是点燃恒星核聚变的唯一道路,从理论上来看,只需要不断加大天体的质量,那么它有一天即可达到氘-氘聚变的标准,对于木星来说,大约就是本身13倍的质量,当然木星已经没有机会了,因为木星是整个太阳系其他行星总质量的2.5倍!但这只是达到了一颗褐矮星的标准!而要达到恒星的门槛-红矮星标准则至少需要80-100倍木星的质量!