如今太陽系體積最大行星的木星,卻不是它的全盛之姿。(圖片來源:Adobe Stock)
在我們熟悉的太陽系中,木星以其巨大的體積與壯麗的雲帶聞名,穩坐行星體積之最。然而,根據一項最新發表於《自然—天文學》(Nature Astronomy)期刊的研究,這顆氣體巨星在年輕時期竟然比現在還要大上整整兩倍,磁場也強了50倍之多。這不僅改寫了我們對木星的印象,更為了解太陽系的起源開啟了一扇嶄新的窗口。
回溯45億年前 巨行星的青春歲月
美國加州理工學院與密西根大學的研究團隊透過對木星的兩顆內部小衛星阿摩笛亞(Amalthea)與忒拜(Thebe)軌道傾斜程度的精密分析,重建了木星在誕生初期的樣貌。「令人驚訝的是,即使距今已過45億年,仍存在足夠的線索,讓我們得以重建木星在形成初期的物理狀態,」密西根大學教授亞當斯(Fred C. Adams)表示。
研究顯示,木星在形成之初,體積約為目前的兩倍,換算下來,相當於容納2000多個地球。這樣的尺寸不僅體現它曾經的壯盛,也代表當時的木星擁有更劇烈的內部活動與磁場變化,其磁場強度比現在高出約50倍。
一面磁力的古鏡 映出太陽系的來處
對於這項發現,加州理工行星科學教授康斯坦丁·巴蒂金(Konstantin Batygin)指出:「我們的最終目標是了解我們來自哪裡。理解行星形成的早期階段,對解答這一難題至關重要。」
木星屬於太陽系中最早形成的行星之一,其重力對整個太陽系的結構變化有著決定性影響。它不僅影響了周圍氣體與塵埃雲的分布,更在其他行星的形成與軌道設定上扮演關鍵角色。這次研究提供了一個寶貴的基準點,科學家們得以從木星的「青春記錄」推演整個太陽系早期的變化歷程。
為何縮小?來自宇宙深處的冷卻機制
木星何以從那個龐然大物逐漸縮小成今日的模樣?研究認為,這與所謂的「開爾文–亥姆霍茲機制」(Kelvin–Helmholtz mechanism)有關。這是一種行星在冷卻過程中因內部熱能散失而逐漸收縮的現象。
根據目前觀測數據,木星至今仍以每年約2公分的速度在縮小。隨著冷卻進行,其內部壓力下降,使這顆氣體巨人逐步緊縮自身體積,彷彿一個還未完全熄滅的恆星之夢。
不是過去的遺跡 而是未來的線索
儘管我們今日所見的木星,已不再是那顆充滿暴烈能量的「氣體巨神」,但它留下的蛛絲馬跡,仍讓現代科學家得以從中拼湊太陽系形成的藍圖。巴蒂金強調:「我們設立了一個寶貴的基準,從這裡出發,我們可以更有信心地重建整個太陽系的演化過程。」
木星早期的身影,如今只存於衛星的軌跡與磁場的回聲中,但這些微小的證據卻訴說著宇宙的壯闊與神祕。從一顆行星的變化,我們或許能更理解我們自己所處的這片星際家園。