如果一个星球引力是地球的一万倍,那么大气会被压成固体吗?

地球引力的一万倍是个多大的概念?比如我们50千克的人体,在地球表面受到的重力是490牛顿,假如是10000倍的话就是490万牛顿,相当于我们背上了9999个人,估计你背一个人都累,何况是9999个呢?如果真到那个星球上,会怎样?比如气体会变成什么?

地球引力一万倍的天体是什么星球?

我们知道天上的星星有行星,恒星和白矮星甚至中子星和黑洞,而行星还分成岩石质行星和气态巨行星比如木星!这中间的区分标准是他们的质量!那么如果地球同等大小,引力是地球一万倍的天体,是什么样的天体呢?

万有引力计算公式

一般我们以一千克物体所受到的重力作为引力参考的标准,计算得9.8N左右,那么将一万倍的引力代入质量,那么很明显,地球的质量为现在的十倍:

5.965×10^24千克(地球质量)

5.965×10^29千克(新天体的质量)

1.9891×10^30千克(太阳质量)

大约是太阳质量的1/3,理论上太阳的黑洞半径大约是2.9千米,中子星大约是20千米左右,而白矮星则质量越小体积越大,按这个比例看大约是一颗白矮星,而且是比太阳质量还要小的恒星形成的白矮星,根据质量比大约是天仓五之类的,大约是太阳80%质量,后期形成白矮星之后跟这个新天体的质量差不多!

在这个新天体上,气体会是一种什么状态?

如果它只是孤零零的一个天体,那么它可能不会有任何发展,但假如它附近有一颗恒星或者一片巨大的星云,那么事情就好玩了!

白矮星会复活

一般白矮星就是恒星最终归宿,当然前提条件是这颗恒星单星,比如太阳未来就会形成一颗单星白矮星,未来也不太可能会有继续发展,除非它闯入一片星云!当然这个概率极低,而比较大可能是白矮星是另一颗恒星的伴星,比如天狼星A和B(白矮星),如果它们距离够近(天狼星A和B太远),当主星到了红巨星时代膨胀时,它的部分外围气体将会落入白矮星的洛希瓣,此时白矮星将会吞噬主星的物质。

落入白矮星的物质可能会堆积,如果质量足够,最终在可能在白矮星表面达到氢聚变的条件,甚至氦元素堆积后还可能出现氦闪,当然从一颗低质量的白矮星达到氦闪似乎有些困难,但理论上仍然是存在的!

而更高质量的白矮星吞噬过量的物质,超过钱德拉塞卡极限(1.44倍太阳质量),那么其最终的命运将会是一次标准烛光的Ia型超新星爆发,因为白矮星吞噬物质的质量上限为太阳质量的1.44倍,所以这个超新星爆发非常标准,到了就爆,成了测定星系距离的标准烛光!

气体的状态

当然大家关心的是气体的状态,其实在白矮星这颗天体周围的气体都已经是等离子态了,而靠近白矮星表面的则是简并态,即电子会在原子核周围很近的地方以简并态出现抵抗坍缩的状态,假如这些物质堆积仍然没有出现核聚变反应,那么从此处出发到外围,会形成金属氢状态,液态氢状态和气态氢状态!

各位放心,如果到了像太阳一样级别的气态天体,氢必定是占绝大多数的,因为宇宙中氢的比例最高,其次是氦,再是其它元素。

但事实上如果形成如此庞大的天体,那么内核附近会产生核聚变,以辐射压对抗压力,成为等离子态,游离了电子的原子核互相个碰撞形成核聚变将会产生巨大的能量,这是对抗引力压缩的最好方式,所以在一颗早期恒星内部,除了原始内核外,简并态物质比例并不高。

质量大就有定有大气?

最后我们以土卫六为参考,因为地球10000倍引力的天体可能啥都不会形成,甚至它可能都没有大气,因为天体的引力大小并不是有无大气的必要条件,比如火星大气很稀薄,但直径只有火星一半的土卫六大气压是地球1.5倍,所以引力和大气压并无直接关系,但人体受到的重力是直接相关的!

土卫六大气层的晕轮效应

但理论上天体越大,形成气态巨行星和恒星的可能性就越大,简单的说,假如宇宙中有一堆没有任何气体元素的固态物质弥漫,那么最终它可能直接形成白矮星,甚至中子星或者黑洞,但更多的可能是形成一颗气态行星,然后褐矮星,继续红矮星,最终黄矮星......甚至更大的蓝矮星,蓝巨星,超巨星!