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将木星与金星对调,仔细想一想,很恐怖

图片:elpwc / 知乎

如果将木星与金星对调位置,在地球上会看到怎样的景象?

elpwc,计算机 · 语言 · 手绘 · 地图 · LLer · 摸鱼/不回复私信

(多图预警)

好了,现在我们用超级空间转移技术(?)把木星转移到了金星轨道附近——

然後派遣地球轨道上的宇航员向新搬来的木星拍了一张照片....

木星有将近 12 个金星直径的大小,可以看到,从地球附近看金星位置上的木星,已经是一个足够大的小黑点了!(奇怪的修饰词

在地面上,甚至昼间都可以看到木星。因为木星体积巨大,视星等(天体亮度的单位,越低天体就越亮)也会远低于金星的视星等 -4.6,木星会成为黄昏黎明、甚至全天可以用肉眼看到的一颗亮星

这样一来,从地球上近距离观测木星就成了一件非常方便的事情,刚开始入门天文望远镜的天文爱好者肯定首先会把望远镜对準木星,然后拍一张大红斑的特写之类的。各国航天局肯定也会策劃大量的木星及其卫星们的探测任务(如果卫星们也转移过来了的话)。

至于体积庞大的木星是否会对周边的星球造成影响,只能说短期内影响甚微(当然短期是以万年为单位的)

我试着模拟了木星转移到金星轨道上 1000 年後的轨道情况,木星逐渐形成了比原本金星轨道稍大的近圆形稳定轨道,並逐渐影响水星轨道,使其从原本的椭圆轨道变成了近似圆形的轨道。

(下面的 gif 大约有 8.25MB)

每次靠近地球时,地球都会受到木星引力的影响而發生轻微的轨道偏移。在短期内影响不大,但长期作用下可能会导致地球与木星的相近点间的距离越来越短,最终将地球抛到太阳系外围(甚至相撞)。


  • 那么如果木星的卫星们也转移过来了呢?

木星有着太阳系最庞大的卫星系统,共有 79 颗已知的卫星(截止 2019 年年初),如果所有卫星也跟着木星一块儿过来了,可能是下面这个样子:

那么地球被木星外围小卫星袭击的概率也会很大...

  • 那么,既然搬到了太阳系宜居带内侧,被冰覆盖着的木卫二的表面会不会变成汪洋大海,甚至成为"第二个地球"呢?

我们先来看看木卫二的大气压,大约是 0.1 µPa,幾乎可以忽略不计,根据水的相位图,我们知道在气压接近于零时,冰会直接升华为水蒸气。

因此,汪洋大海的景象不会出现在木卫二上,木星周围各个由水冰和硅酸盐组成的卫星表面的冰会逐渐升华成为水蒸气並逃逸到太空里,最後被太阳风吹到太阳系外围...

不过不排除在此期间木卫二上会大量出现“蒸汽喷泉”的现象!

上百千米的喷泉直衝天空,肯定会非常壮观...!

不过,木星原本充当了一个帮助地球抵御小行星侵犯的"守卫"(当然这不是他的本意),想要潜入内太阳系的小行星不是被木星巨大的引力"掰弯"了轨道就是被木星纳为它的卫星(或者撞进它怀里),如果木星离开了原本的位置,就会导致部分外太阳系的小行星肆虐地球...

想起来也挺恐怖的..


  • 再说说跑到木星轨道上的金星

金星到了木星轨道上对它本身的影响不会很大,在轨道上对地球也近乎没有影响(毕竟太远了..)。

不过很难说不会对金星厚重的大气层内的温室作用产生影响,金星的温室效应本身是由于受到的大量太阳辐射被大气内充实的温室气体(比如二氧化碳,水蒸气等)吸收导致表面温度極高,反过来高温又导致岩石裏放出更多的温室气体,使得金星常年气温高达 400℃。

我认为让金星远离太阳後,由于受到太阳辐射变少,金星極端的温室效应也会逐渐变缓,甚至出现短暂的“宜居期,不过作为一个没有磁场存在的星球,金星的情况最终大概会变得比现在的火星更差。

不过金星有地热资源可以利用.. 在木星位置上的话将会成为人类探索外太阳系的重要中转站...


根据评论区裏 @特殊的临时工 的提醒:木星在过于靠近太阳时,可能会受到过多太阳辐射而膨胀,最终向着“热木星”演化。大概长这样↓

热木星是一类行星的划分,指过于靠近它的主恒星的气态巨行星。他们由于受到大量的恒星辐射而体积庞大,温度極高。

木星到金星的位置後不一定会成为热木星,但也会因为受到更多的热量而逐渐升温膨胀並丢失大气。


对于木星的卫星,还应该考虑到木星在靠近太阳后希尔球也会变小,导致外围卫星离开轨道。

希尔球是指一个天体的引力能束缚更小的天体,且更小的天体不会被更大的天体所控制的空间。

简单来说就是:木星能束缚住自己的卫星的空间范围,在这个范围内太阳的引力不会夺走木星的卫星。

希尔球半径的计算公式是

,其中

分别是天体(木星)和它所围绕的天体(太阳)的质量,

是天体轨道的半长轴,

是它的轨道离心率。

木星原本的希尔球半径约有 5300 万公里,在转移到金星轨道後,将近圆形的轨道离心率看似接近于 0,就可以计算它的希尔球半径:

, 它的希尔球半径减小到了约 738.87 万公里——对于绝大多数卫星来说,已经是可以逃离木星引力范围的程度了!

我们来看看最靠近木星的十颗卫星的半长轴长度:

其中最靠近木星的 4 颗卫星木卫十六~木卫十四,统称为内圈卫星,稍微靠外的木卫一~木卫四统称为伽利略卫星,这 8 颗卫星沿着幾乎呈正圆的顺行轨道公转,轨道相对木星的赤道面倾斜度近乎零,所以又称为规则卫星。其余的所有卫星都叫做不规则卫星,其中又劃分为数个卫星群,这里就不细说了

可以从表中看到,在 79 颗卫星中,只有 8 颗规则卫星在希尔球范围内,也就是说,除了最靠裏的 8 颗规则卫星外,截至目前發现的其余 71 颗不规则卫星会全部逃离轨道!(不考虑卫星相互碰撞导致卫星进入希尔球范围)

到时候,对内太阳系其他行星肯定是一场灾难...

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