木星和土星碰撞会怎样？模拟揭示了这次破坏性事件的结果

太阳系中最大的海洋存在于一个意想不到的地方。它不像地球上的任何海洋，甚至不像木卫二这样充满生气的卫星星球上的海洋。这片海洋存在于木星的大气层之下，它是蒸汽状的，呈晶体色，不是由水构成的，而是由液态氢构成的。随着木星大气层下温度和压力的升高，氢气变成了液体。和太阳一样，木星主要由氢和氦组成。

这种成分使木星、土星、天王星和海王星这四颗类木行星与四颗岩石行星不同。巨大的、翻滚的气体层包围着小而密的地核。任何旅行者都会发现木星上没有表面可以让他们的飞船着陆。它们也不能穿越气态巨行星的大气层，因为高压的环境会导致飞船出现致命的故障。进入的飞船会被熔化和粉碎，然后不可避免地蒸发。

出于这个原因，再加上它们与地球的距离非常远，我们还无法了解土星和木星等行星的内部环境。情况可能是这样的：当接近木星核心时，电子被迫离开氢原子，导致液体海洋变得导电。这颗行星的核心可能是固态的，也可能更像是一团稠密的气体。毫无疑问，那里温度非常高（50,000摄氏度）。航天器的测量结果显示了一个弥散的核，这可能是45亿年前一颗质量比地球大10倍的行星与木星碰撞的结果。这次撞击破坏了内核，使本该集中在那里的重元素扩散开来。由于木星的质量比其他所有行星加起来都要大，所以它的引力更强。这导致了进入它引力范围的天体与之碰撞，而不是简单的掠食事件。

• 一名NASA宇航员将液态氢倒入一个容器中。

土星的大小和质量上仅次于木星，它的核心比木星的小，总体上它的质量只有木星的30%。但是，尽管两颗行星都有光环，土星的光环更令人印象深刻。它们由卫星和小行星组成，与闪烁的冰碎片一起绕轨道运行。另一方面，木星的光环主要由尘埃构成。

关于它们是否会在未来的某个时刻发生碰撞的研究仍然没有定论。在太阳系这样一个稳定的系统中，这样的碰撞是不可能发生的。这些行星既不会发生碰撞，也不会在几十亿年内逃离太阳系，但它们的轨道也不能被完美地预测。星系潮汐力、小行星和附近的恒星等事件可能会它们的轨道造成较大的影响。

出于好奇，我运行了一个基于物理的宇宙模拟器，看看如果木星和土星相撞会发生什么。

木星已经比一些恒星大了，直径有140,000千米，而一些最小的恒星直径才121,000千米。仿真图像如下图所示。这两颗行星首先接近对方，若隐若现的木星在其引力作用下使土星的光环弯曲成拱形，两颗行星在接触时都变热，然后将两颗旋转的大气合二为一。

由此产生的新天体质量约为木星的1.25倍，半径略大，平均温度也高得多。木星本身的平均温度约为零下150摄氏度。这次碰撞后，平均温度为42摄氏度。然而，增加的质量远远不足以使这颗新的巨行星成为恒星。决定新恒星是否形成的因素是质量，而不是大小。一个物体的质量越大，其内部压力就越高，最终会导致核聚变。当压力超过氢原子核之间的斥力并将其转变为氦时，聚变就发生了。这个过程产生了恒星所需的能量。即使是宇宙中质量最小的恒星，其质量也至少是木星的70倍。这似乎是核聚变的临界值，需要87颗木星更高的质量才能产生一颗恒星。新物体的质量只有木星的1.25倍，它需要吸积更多的物质才能发生聚变。

这颗新行星的成分也发生了变化，含有更多的铁、硅酸盐和氢，以及来自土星环冰颗粒的水。大部分光环系统被分散或消耗掉了，但也有一些进入了新行星的轨道，使它与现在的土星有些许相似之处。

然而，目前还不清楚这颗新的、质量更大的行星是否会变成褐矮星。褐矮星是进化不完全的恒星，实际上是红色的，而不是棕色的。巨行星、褐矮星和恒星之间的区别仍然不清楚。如果木星能够积累更多的物质，它可能会变成一颗暗淡的矮星。这颗更大、质量更大的行星，可能会破坏太阳系中其他行星的轨道。

这也不是太阳系第一次出现行星失踪的情况。一些研究表明，在太阳系形成的早期，在木星和海王星之间存在着第五颗类木行星。木星和土星在地球上生命的形成中扮演了重要的角色。它们的引力使地球免受许多灾难的威胁，这些灾难可能是消灭最早的生物的原因。木星和土星碰撞创造一个新行星，不仅会改变太阳系的“地貌”，也会摧毁人类文明。