登陆注册
24906300000009

第9章 木星之谜(1)

有1300个地球大的最大行星

木星是颗巨大的行星。在太阳系所有行星中,木星是最大的一个。它的直径是14.3万千米,是地球直径的11倍多,体积是地球的1300多倍。这意味着,倘若木星是个中空的圆球,它里面能放下1300个地球。木星是太阳系行星中的头号巨人。

木星的质量很雄伟。虽然木星质量只及太阳的1/1000,但它的质量是地球质量的318倍,木星质量甚至比太阳系内全部其他行星、卫星、小行星、陨星和慧星的总和质量还要大,后者只及木星质量的40%。在众行星面前,木星显得伟岸无比。

木星在群星中显得很亮。虽然它到太阳的距离是地球到太阳距离的5倍,得到的太阳光也弱得多,只有从地球上看到的太阳亮度的1/27。但木星个儿巨大,大气也浓密,反射太阳光的能力也强。在天空中除金星以外,木星就是最明亮的行星了。木星比恒星星空中最亮恒星天狼星要亮,也比火星亮。西方人把威严的罗马主神“朱必特”的宝座安放在了木星上。

木星又是位“脆弱的巨人”。拿木星质量和它庞大的体积相比较,却显不出任何优势。我们知道,质量与体积的比值是密度,木星的平均密度还不到地球平均密度的1/4。地球上1立方厘米的地球物质平均“重”5.52克,而1立方厘米的木星物质只“重”1.33克,只比水重一点点。它的这种惊人低的密度和巨大无比的体积无异告诉我们,木星是由很轻的物质构成的,木星中可能包含着相当数量的水和比水更轻的物质。原来,木星的基本成分是液态氢,除了可能有很小的熔融的岩核外,没有地球陆地那样的固体表面。

木星自转非常迅速。它虽是庞大行星,却行动灵活。木星比太阳系内任何别的行星自转都要块,木星上的“一天”只有9小时55分,微弱的太阳光,平均每天只有5小时左右照射时间,测得木星表面温度在鄄150℃左右,是极寒冷的世界。木星公转速度13千米/秒。比地球30千米/秒的公转速度慢多了,公转一周的时间几乎等于12年。

身披色彩缤纷的彩带

通过望远镜,我们就能看到木星的扁平的有趣形状。不过,恐怕最吸引你的,是木星顶部云层的那些云雾状的醒目条纹了。明暗相间的条带,大体规则又很有变化,而且都与赤道平行。条带颜色斑斓,除了白色外,还有橙红、棕黄色的。按照习惯,那些发白的浅色条纹叫“带”,那些较暗的红、棕等色条纹叫“条”或“带纹”。

这些条带都是木星云层,而且是木星顶部云层。木星被浓密大气包围得严严实实,这层大气有多厚,现在不得而知,估计大约1000多千米,它使我们想要窥视一下木星大气的下层也不能,更不用说看见木星表面了。几乎全是氢和氦,氢82%,17%氦,此外极少的甲烷、氨和水汽、碳、氧。

木星快速自转,云就被拉成长条形。科学家们不久后搞清楚了,浅色的带是木星大气的高气压带,温暖的气流在带里上升,呈现出白色或浅黄色。深暗色的条则是低气压带,气流在这里下降,呈现出红色和橙色。条带间像波浪一样激烈翻滚。换句话说,由于木星作高速自转,伴同高气压带和低气压带的旋风流和反旋风流完全把巨大的木星缠绕起来了。大气也不易跑掉,就因为木星有巨大吸引力束缚着漂泊不定的气体。

表面是液态氢形成的“海洋”

木星没有固体的表面。这与我们了解过的水、金、地、火、月球都不同。大气之下,很可能是液态的氢的“海洋”。在再往下离木星中心核大约一半的地方,那里的压强已十分巨大,可达300万个大气压,温度惊人的高,达11000℃,在这样的物理条件下,以致液态分子氢实际上已转化成液态的金属原子氢,这种液态的金属氢在地球的实验室中从未发现过,然而科学家坚信,在极端条件下会有这种液态金属氢存在。在木星最中心部分是木星核,木星核是固体的,主要由铁和硅之类的物质组成,不大的体积却相当于一二十个地球质量。这里必然承受非常大的大气压强,估计有上亿个大气压。温度高可达3万℃,那里必然有地球所无法想像的特殊环境。

以上只是科学家设想的木星结构模型。因为要想了解云的下面是怎样的细节非常困难,也非一日之功。

木星有强大的磁场。木星磁场强度为地磁强度的10倍,磁极方向和地球相反,在木星,指南针确实是“指向南方”,木星的磁层比地球的磁层要大100倍,可直接达到700万千米之处。地球磁层只在距地心7~8千米范围内。打个比方,如果我们在夜间能用眼睛看见木星和它的磁层的话,木星本身只相当于一颗亮星那么大,木星的磁层则要比月亮大16倍。另外,木星磁层随太阳风“吹拂”,十分迅速地频频收缩和膨胀着。

木星有极光。地球上极地地区出现极光,是因为磁场捕获了来自太阳的带电粒子,太阳风到达木星这么远的地方,带电粒子也衰减得很多了,但由于木星强大的磁场,仍然可能捕捉到太阳带电粒子,这在理论上完全成立,过去却一直没有观测到。1979年,当“旅行者1号”转到木星的背面时,观看到一场动人的极光“演示”,夜幕中,一条长约3万千米的巨形光带,正在长空摇曳生姿,翩翩舞动。这还是在地球以外的太阳系天体上头一回遭遇极光,既在意料之外,又在情理之中。再次说明物理规律的普遍性和准确性。

木星也有光环。这是1979年3月4日,由“旅行者1号”无意中发现的。4个月以后,“旅行者2号”再次飞抵木星,证实了这一发现。木星环像个薄薄的圆盘,很暗,也不大。其厚度只30来千米,宽度约6500千米,由大大小小的黑色块状物构成,外围也像离木星中心12.8万千米。由于黑色石块不反射太阳光,光环又小又薄,难怪我们在地球上长期都发现不了它。

于是,木星在土星、天王星以后,一跃而进入有光环行星的行列。

木星,这个太阳系最大、最重,自转最快的行星之王,以一副彩云缭绕、头戴光环的特别容貌,“鹤立”于众行星之上。

木星的标记——巨大红斑

木星除了色彩缤纷的条和带之外,我们还不难看到木星大气有一块醒目的标记,从地球上看去,就成一个红点,仿佛木星上死亡行星长着一只“眼睛”。

大红斑形状有点像鸡蛋,颜色鲜艳夺目,红而略带棕色,有时又鲜红鲜红。人们把它取名为大红斑。

很早以前,木星大红斑鲜明的颜色已引起人们关注。意大利天文学家卡西尼,在1665年首先觉察到,木星上有斑痕,并以此红斑为标志,测出了木星自转的周期,是在9时50分到9时56分之间的范围。这与现在公认的赤道部分的自转周期9时50分30秒相当吻合,这在当时天文观测仪器相当简陋的情况下是很不简单的成就。

自那时以来3个多世纪过去了,人们一直看到这块红斑,虽然颜色时而有浓也有淡,大小有增有减,但从未消失过,成为木星上醒目的半永久性标志。也是科学家观测、研究、讨论的课题。

大红斑十分巨大,南北宽度经常保持达1.4万千米,东西方向上的长度在不同时期有所变化,最长时达4万千米。也就是说,从红斑东端到西端,可以并排下三个地球。一般情况下,长度在2000~3000千米,大红斑在木星上的相对大小,就好像澳大利亚在地球上那样。

大红斑之“红”也有特色。它的颜色常常是红而略带褐色,变化也是有的。20世纪20年代到30年代,大红斑呈鲜红色,从未这么好看过。1951年前后,也曾出现淡淡的玫瑰红颜色。大部分时间,颜色比较暗淡。关于大红斑的颜色,有不同见解。有人提出那是因为它含有红磷之类的物质;有人认为,可能是有些物质到达木星的云端以后受太阳紫外线照射,而发生了光化学反应,使这些化学物质转变成了一种带红棕色的物质。总之,这仍然为未解之谜。

人们在地球上隔着6亿千米对着大红斑看了300多年,却不知怎么解释这种红斑。到20世纪70年代,先有1972、1973年“先驱者10号”、“先驱者11号”相继升空,在1973年12月和1974年12月近距离观测了木星;紧步后尘的又有1977年8月20日和9月5日发射的“旅行者2号”、“旅行者1号”,分别于1979年7月和1979年3月从木星上空掠过。对红斑进行详细察看。它们发现,它是一团激烈上升的气流,即大气旋。它不停地沿逆时针方向旋转,像一团巨大的高气压风暴,每12天旋转一周。这巨大风暴气流可谓“翻江倒海”,“翻天覆地”。从人类认识它以来狂暴地刮了3个多世纪,真让人乍舌,可以说是一场“世纪风暴”,那么,它是靠什么法力能长盛不衰、长期肆虐呢?

同类推荐
  • 产学研协同创新:形成、识别与效果(谷臻小简·AI导读版)

    产学研协同创新:形成、识别与效果(谷臻小简·AI导读版)

    本书在对国内外产学研协同创新典型模式进行总结的基础上,按照“形成—识别—效果”的思路展开。首先,采用社会网络分析方法,对两类协同创新中心进行特征分析和动态分析。随后,引入生命周期理论,通过模糊集合方法构建产学研协同创新识别模型。而后,运用识别模型研究中获得的成果,采用逻辑回归模型和倾向得分匹配方法,进一步探讨了产学研协同创新对科技型上市公司在研发投入、专利产出和营业收入方面的影响情况。最后,对产学研协同创新体制机制的问题与对策进行归纳总结。
  • 战火硝烟中的科学

    战火硝烟中的科学

    《战火硝烟中的科学》以翔实的资料、大量的信息及生动形象的文字,阐述了军事装备的发展历程,介绍了我们所理解的信息装备、网络武器、非致死武器、太空大战、无人战车、隐形兵器等,并展望预测未来战争,是一套集科学性、知识性、趣味性和可读性于一体、为广大青年读者喜闻乐见的现代军事科普读物。
  • 农民十万个怎么做·生产生活篇

    农民十万个怎么做·生产生活篇

    《农民十万个怎么做·生产生活篇》主要内容涵盖四个方面:一是介绍生产管理过程中的方法,增强农民生产管理的本领;二是介绍在人际交往中如何处理好各种关系,提升农民的文明素养;三是介绍与消费有关的知识与方法,帮助农民更好地做出消费决策,形成文明健康的生活方式;四是介绍饮食保键的方法和有关注意事项,提高农民的身体素质。
  • 表观遗传学:如何增强你的基因,造就完美宝宝

    表观遗传学:如何增强你的基因,造就完美宝宝

    本书将为那些打算通过卵细胞或胚胎捐赠方式获得孩子的女性答疑解惑。如何最大程度增强自己的优秀基因,让它们得以延续,造就完美宝宝。
  • 解读自身的人体科学(A卷 新编科技大博览)

    解读自身的人体科学(A卷 新编科技大博览)

    现代社会的飞速发展很大程度上得益于科技的进步,“科技是第一生产力”已日益成为人们的共识。但是,由于现代科学的分工越来越细,众多的学科令人目不暇接。对于处于学习阶段的广大青少年而言,难免有“乱花渐欲迷人眼”的困扰。有鉴于此,我们组织了数十名在高等院校、教育科研机构工作、有着丰富的青少年教育的专家学者,编选了这套《新编科技大博览》。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 洪荒之混元古蛇

    洪荒之混元古蛇

    一个来自命运之外灵魂穿越到洪荒融合了一条普普通通的小蛇从此这蛇不在平凡。圣赞您!无尽的因果之圆环,贪婪吞噬之蛇,天魔之王,妖魔之主,远古洪荒的遗存,高纬之体,时间幽灵,沉眠封印中的古老者,大一统的最高体现,无尽的疯狂思维,无名之古蛇!!!当诸天的呼唤吵醒了古舍的时候古舍顺嘴吞噬同化了嘴边的一个世界,然后表示他只是不惧因果多,长的比较快同时恰好嘴巴比较馋的小蛇而已,那些称号这些都是夸大其词!!————————————QQ群:704941442,答案是:古舍。
  • 楠城花已开

    楠城花已开

    如果有机会,宋楠一定要给从前的自己写一封回信,内容如下:现在的你越来越自信,也越来越漂亮了,事业有成,生活幸福。你想象的一切都成了现实。只是,你的身边没有他。
  • 刀剑狂侠

    刀剑狂侠

    一把单刀压绿林,暗器无双天下惊。侠肝义胆我为狂,笑看江湖第一人。剑中有剑客,十步杀一人,千里不留行,快意恩仇....刀中出刀君,霸绝天下,唯我独尊,问天下谁敢抗横.....
  • 空钱绝后

    空钱绝后

    钱不是万能的,但没钱是万万不能的。如今的国情提醒我们,你可以不帅,可以不高,可以没文化,可以没身体,甚至可以没性能力,但是千万别没钱,因为如果你没钱,你几乎只能找不漂亮、不高、没文化、没身体、没性能力的女人。不要跟我说真爱,真爱除了在小说里以99%的频率出现外,剩下的也就在你周围了,你这么敢说你就是那1%?文章名字是“空钱绝后”,顾名思义,要想不绝后,拿钱来善后。(善后这个词敢这么用的全中国就我一个)
  • 艺文

    艺文

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 东方剑皇传

    东方剑皇传

    偷走紫妈的伞,在幽香面前嗑瓜子,抢走幽幽子的食物,烧了姆Q的书……这就是剑皇在幻想乡的日常(误)
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 火影之英雄日常

    火影之英雄日常

    类型:仅保留原作世界观、大纲和人设,情节内容原创的同人小说。自由恋爱,bl为主bg为辅,恋爱加剧情向。主cp::鹿丸×宁次,佐×鸣,佐井×井野,卡卡西×四代转世(近藤流树)次cp:志乃×夜无迦,自来也×纲手,不知火玄间×小樱,牙×雏田等等时间跨度:佐助叛逃后--待tv情况定更新情况:自2017年2月起每月15日更新1章!偶尔月头1日加更
  • 大乘起信论义记别记

    大乘起信论义记别记

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。