5.距離太陽最近的水星
水星
水星,離太陽最近一個行星,它比月球大1/3。水星目視星等範圍是0.4~5.5。由於水星太接近太陽,所以常常被猛烈的陽光淹沒,它的軌道距太陽4590萬~6970萬千米之間,因此望遠鏡很少能夠仔細觀察它。水星也沒有自然衛星。靠近過水星的探測器隻有美國探測器水手10號和美國發射的信使號探測器。水手十號在1974年—1975年探索水星時,隻拍攝到大約45%的表麵;信使號於2008年1月掠過水星。水星是太陽係中最快的一個行星,它繞太陽一周隻需88天,自轉一周需58天15小時30分鍾,它的一天相當於地球的59天。
水星英文名字是Mercury,它來自羅馬神話中眾神的使者墨丘利(對應希臘神話中的赫耳墨斯)。因為水星約88天繞太陽一圈,是太陽係中公轉最快的行星。符號是上麵一個圓形下麵一個交叉的短垂線和一個半圓形(Unicode),是墨丘利所拿魔杖的形狀。在前5世紀,水星實際上被認為成兩個不同的行星,這是因為它時常交替地出現在太陽的兩側。當它出現在傍晚時,它被叫做墨丘利;但是當它出現在早晨時,為了紀念太陽神阿波羅,它被稱為阿波羅·畢達哥拉斯。經過多方的驗證,則發現它們屬於一顆行星。此事在我國古代也有記載。記載於晉書:誌第二天文中,內容為:
辰星曰北方冬水,智也,聽也。智虧聽失,逆冬令,傷水氣,罰見辰星。辰星見,則主刑,主廷尉,主燕趙,又為燕、趙、代以北;宰相之象。亦為殺伐之氣,戰鬥之象。又曰,軍於野,辰星為偏將之象,無軍為刑事。和陰陽,應效不效,其時不和。出失其時,寒暑失其節,邦當大饑。當出不出,是謂擊卒,兵大起。在於房心間,地動。亦曰,辰星出入躁疾,常主夷狄。又曰,蠻夷之星也,亦主刑法之得失。色黃而小,地大動。光明與月相逮,其國大水。
在羅馬的神話中,墨丘利為商業、旅行、偷竊之神;在古希臘神話中對應於赫耳墨斯,它為眾神傳信的神,大概是因為水星空中移動的快,才有了這個名字。墨丘利及水星符號早在公元前3000年的蘇美爾時代,人們便發現了水星。古希臘人賦予它兩個名字:當它初現於清晨時稱為阿波羅,當它閃爍於夜空時稱為赫耳墨斯。不過,古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星,在公元前5世紀的希臘哲學家赫拉克賴脫甚至認為水星與金星不是環繞地球運動的,而是直接環繞太陽運行的。
水星的軌道與正圓的程度相差甚遠,它的離太陽最近的距離隻有四千六百萬千米,最無的距離為7千萬千米。在軌道的近日點它以十分緩慢的速度按歲差圍繞太陽向前運行(歲差:地軸進動引起春分點向西緩慢運行,速度每年0.2",約25800年運行一周,使回歸年比恒星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種,後者是由行星引力產生的黃道麵變動引起的。)在十九世紀,天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察,但都無法運用牛頓力學對此作出適當的解釋。而困擾了天文學家們數十年的問題就是存在於實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要(每千年相差七分之一度)。
為了解釋實際觀察和預告值之間的差異,有人認為,在靠近水星的軌道上還存在著另一顆行星(被稱“祝融星”),但最終的答案卻頗有戲劇性:愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期,水星運行的正確預告是一個十分重要的因素。(水星因太陽的引力場而繞其公轉,而太陽引力場極其巨大,據廣義相對論觀點,質量產生引力場,引力場又可看成質量,所以巨引力場可看作質量,產生小引力場,使其公轉軌道偏離。類似於電磁波的發散,變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場,傳向遠方。
而在1962年前,人們主為水星的自轉一周與公轉一周的是相同的時間,從而麵對太陽的那一麵是恒定不變。這與月球總是以相同的半麵朝向地球很相似。但在1965年,通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周,水星是太陽係中目前唯一一個已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。在之前我們曾說,水星的軌道極度偏離正圓,使得水星觀察者看到了非常奇特的景象,處於某些經度的觀察者會看到當太陽升起後,隨著它朝向天頂緩慢移動,將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來,經過短暫的倒退過程,再次停頓,然後繼續它通往地平線的旅程,同時明顯地縮小。在此期間,星星們將以三倍快的速度劃過蒼空。在水星表麵另一些地點的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運動。水星上的溫差是整個太陽係中最大的,溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下,金星的溫度略高些,但更為穩定。
水星在很多方麵都與月球相似。它的表麵有許多隕石坑而且十分古老,它也沒有板塊運動。另一方麵,水星的密度比月球大得多,(水星5.43克/立方厘米;月球3.34克/立方厘米)。水星是太陽係中僅次於地球,密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源於萬有引力的壓縮;若非如此,水星的密度將大於地球,這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些,很有可能構成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的矽酸鹽地幔和地殼。巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米,是水星內部的支配者。而矽酸鹽外殼僅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融狀。事實上水星的大氣很稀薄(幾乎不存在),由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高,使得這些原子迅速地散逸至太空中。與大氣相對穩定的地球金星相比,水星的大氣更換就顯得有較為頻繁了。
水星的表麵經常會預見現巨大的急斜麵,有些高達三千米高。還有一些橫處於環形山的外環處,而另一些急斜麵的麵貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計,水星表麵收縮了大約0.1%(或在星球半徑上遞減了大約1千米)。水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直徑約為1300千米,人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成於太陽係早期的大碰撞中,那次碰撞大概同時造成了星球另一麵正對盆地處奇特的地形。除了布滿隕石坑的地形,水星也有相對平坦的平原,有些也許是古代火山運動的結果,但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。令人驚訝的是,水星北極點的雷達掃描(一處未被水手10號勘測的區域)顯示出在一些隕石坑的被完好保護的隱蔽處存在冰的跡象。水星有一個小型磁場,磁場強度約為地球的1%。在水星上至今未發現衛星,至今天為止,人造衛星離水星最近的隻有美國的“水手10號”,但也不能探測到水星的全貌。其實,通過雙向望遠鏡肉眼就能直接看到水星,但它靠太陽太近,在曙暮光下中是難以看到的。
奇妙的“水日食”
水星中最美的景觀為水星淩日,俗稱為“水日食”。那水星淩日是如何形成的?當水星穿越地球與太陽之間的時候,就叫做水星淩日。由於水星僅88天就繞太陽一周,這種淩日的情形大約每四個月就有一次。但由於地球並不是靜止不動的,水星要超過地球花的時間實際上比88天要多。水星恰好在地球與太陽之間的位置,叫做低位交彙點,那麼我們為什麼100年才能看到12次水星淩日呢?
那是因為水星的軌道是傾斜的,而且它與地球的軌道也不在一個平麵上(地球圍繞太陽運轉的軌道也被稱為黃道圈)。水星的軌道與黃道圈傾斜大約7度。在我們看來,這個傾斜度可能不算什麼。但是,要知道太陽係是多麼浩瀚的空間和距離,這就使得水星經常從地球和太陽之間的上方或下方掠過。(太陽和地球之間的距離被稱為“天文單位”--A.U.,有149,597,870.3公裏)水星如果躲在太陽的後麵,和地球又同在一條線上,被稱為高位交彙點。同樣,水星也不會正好處在太陽的後麵,要麼從上,要麼從下,掠過太陽。利用SOHO衛星就可以觀測到這種現象,如下圖。
在1999年9月8日,水星穿過高位交彙點——通過SOHO衛星傳來的經過濾鏡的圖片--我們可以看到水星正好處在藍色盤子的上方。兩個月過後,在11月15日,水星淩日再次發生。
兩圖明顯有不同的地方,從上麵的圖中,我們可以看到水星如何在兩周的時間內從右側運動到左側。那麼到底水星淩日何時發生呢?每當水星在低位交彙點靠近黃道圈時,被稱為“穿越軌道節點”。根據水星朝南運動還是朝北運動,分成上升節點和下降節點兩種。下圖解釋了這種概念。
當水星和地球處於AA位置時,就會發生水星淩日現象。這是,水星穿過下降節點,處於低位交彙點。當兩個星球處於BB位置時,從地球上看,水星會從太陽的下麵穿越。盡管水星也處於低位交彙點,但是它離黃道圈很遠。在上圖,我們還可以看到高位交彙點的情況。由於水星處在太陽的後麵,就不會發生水星淩日現象,但是水星卻可以被太陽隱藏。通過水星淩日,我們可算出太陽與地球的距離。
在很長一段時間裏,地球與太陽的距離是不為我們所知的。在17世紀以前,一直也沒有能夠計算這種距離的儀器。隻是有人做過粗略的距離估算,但這和實際的數據差的很遠。哥白尼和第穀猜測地球與太陽之間的距離是地球半徑的1500倍,而開普勒猜測的距離是地球半徑的3500倍。人們隻知道行星之間的相對距離(如木星與太陽的距離是地球與太陽距離的5倍),但是準確的距離並沒有人知道。直到1667年,埃默德·哈雷爵士在聖海倫娜島上觀察到了水星淩日現象,並記下了“入淩”和“出淩”的時間。他意識到如果從地球上不同的緯度觀測水星淩日,那麼觀測者會看到水星從不同的角度穿過太陽。這種感覺效果被稱為視差(這在金星淩日上非常明顯,因為它距離我們比水星更近,這就擴大了穿越的角度),就這樣,通過水星淩日計算出了地球與太陽之間的準確距離。如下圖:
我們很容易就能看到視差效果,你可以在距離臉部15厘米左右舉起你的大拇指,先用左眼看,再用右眼看。你就會很容易地發現拇指在背景的映襯下來回移動位置,這是因為你的兩眼之間是有一定距離的。在水星淩日上也是同樣的道理。在上圖,如果你知道AB兩點的距離,並且知道a的角度(角度可以經過測量後得到),那麼通過三角測量,地球到水星的距離可以計算到。如果記錄下淩日的時間,又因為地球上的AB兩人分別看到水星在CD兩點,那麼太陽和地球之間的距離就可以測量出來了。如前所述,金星淩日更適合這種天文現象的觀測,因為角度a會更大。
不過,哈雷1677年是觀察水星淩日現象極少數人之一,所以無法作出數據的比較,因此也無法計算太陽和地球的距離。由於下次的金星淩日發生在1761年,哈雷爵士是沒有這個機會了。但是,哈雷確信這些觀察的重要性,它呼籲未來的天文學家要注意觀察淩日的現象:“我們一遍又一遍的呼籲,我們身後的、具有好奇心的天文學家們,要注意我們的建議,精神百倍地投入淩日現象觀察工作當中去。對於他們,我們隻能祈禱,並祝他們好運,尤其是祝他們能夠不被剝奪使用天文望遠鏡的權利,祝他們能夠用更加具體測量,讓浩淼的宇宙臣服在他們的不朽的光榮之下。”
直到1769年,有一個名叫詹姆斯·庫克船長,他開始了著名的遠洋之旅。他用他乘坐的“奮進”號船隻在塔希提島上建立了一個觀測站。
它的此次行支非常的成功,不但得到了淩日的具體數據,而且在隨後的旅途中發現了新西蘭,並在大堡礁呆了幾個星期,還探索了澳大利亞許多不為人所知的海岸。在英國和法國在不久後發生戰爭的時候,法國政府命令海軍不能攻擊“奮進”號,而必須保證它平安行駛,因為庫克船長正在為整個人類服務。正是因為如此,人類才通過水星淩日的準確數據測出了地球與太陽的距離。
6.太陽係中溫度最高金星
金星(Venus)是太陽係中八大行星之一,它是離地球最近的行星。中國古代稱之為長庚、啟明、太白或太白金星。公轉周期是224.71地球日。夜空中亮度僅次於月球,排第二,金星要在日出稍前或者日落稍後才能達到亮度最大。它有時會黎明前出現在東方天空,被稱為“啟明”;有時黃昏後出現在西方天空,被稱為“長庚”。
金星是除了全天最亮的太陽和月亮之外最亮的行星。它的亮度最大時為-4.4等,比著名的天狼星(除太陽外全天最亮的恒星)還要亮14倍,就像一顆耀眼的鑽石。古希臘人稱它為阿佛洛狄忒(Aphrodite)——愛與美的女神,而羅馬人稱它為維納斯(Venus)——美神。
在太陽係中僅有兩個行星是沒有天然衛星的,這兩個行星分別是金星和水星。因此金星上的夜空中沒有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由於離太陽比較近,所以在金星上看太陽,太陽的大小比地球上看到的大1.5倍。有人稱金星是地球的孿生姐妹,確實,從結構上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公裏,隻比地球半徑小300公裏,體積是地球的0.88倍,質量為地球的4/5;平均密度略小於地球。但兩者的環境卻有天壤之別:金星的表麵溫度很高,不存在液態水,加上極高的大氣壓力和嚴重缺氧等殘酷的自然條件是河能有生命的存豐。因此,金星和地球隻是一對“貌合神離”的姐妹。
金星周圍有濃密的大氣和雲層,這些雲層也為金星罩上了一層神秘的麵紗,要想穿透這層麵紗看到金星的本來麵止,就隻有借助於射電望遠鏡。金星大氣中,二氧化碳最多,占97%以上。同時還有一層厚達20到30公裏的由濃硫酸組成的濃雲。金星表麵溫度高達攝氏465至攝氏485度,大氣壓約為地球的90倍(相當於地球900米深海中的壓力)。
金星的自轉很特別,它是自東向西自轉的,與其他行星的自轉方向是相反的,而且它是太陽係內唯一一顆逆向自轉的大行星。因此,在金星上看,太陽是西升東落。它的一個日出到下一個日出的晝夜交替隻是地球上的116.75天。金星繞太陽公轉的軌道是一個很接近正圓的橢圓形,且與黃道麵接近重合,其公轉速度約為每秒35公裏,公轉周期約為224.70天。但其自轉周期卻為243日,也就是說,金星的自轉恒星日一天比一年還長。不過按照地球標準,以一次日出到下一次日出算一天的話,則金星上的一天要遠遠小於243天。這樣的緣故是因為金星是逆向自轉的。
相傳,金星逆向自轉現象是很久以前與其他小行星相撞而造成的,但並未得到證實。金星除了這種不尋常的逆行自轉以外,還有一點不尋常,那就是它的自轉周期和軌道是同步的,這麼一來,當兩顆行星距離最近時,金星總是以同一個麵來麵對地球(每5.001個金星日發生一次)。這可能是潮汐鎖定(tidal locking)作用的結果,當兩顆行星靠得足夠近時,潮汐力就會影響金星自轉。不過也可能是一種巧合。
7.最像地球的火星
火星
火星與太陽的距離為第4近,是太陽係中第7大行星。火星離太陽為227940000千米(1.52天文單位)。按離太陽由近而遠的次序計為第四顆,比地球小,公轉周期約687天,自轉周期約24小時37分。火星被稱為戰神,這或許是由於它鮮紅的顏色而得來的,所以火星有時被稱為“紅色行星”。(在希臘人之前,古羅馬人曾把火星作為農耕之神來供奉。而好侵略擴張的希臘人卻把火星作為戰爭的象征)而月份三月的名字也是得自於火星。戰神瑪爾斯及火星符號火星古稱熒惑,這是由於火星呈紅色,熒光像火,在五行中象征著火,它的亮度常有變化;而且在天空中運動,有時從西向東,有時又從東向西,情況複雜,令人迷惑,所以我國古代叫它“熒惑”,有“熒熒火光,離離亂惑。”之意。
火星在史前時代就為人所知,人們認為他是太陽係中除地球之外人類最的住所。它也受到科幻小說家們的喜愛,但可惜的是那條著名的被羅威爾“看見”的“運河”以及其他一些什麼的,都隻是如《火星公主》中的Barsoomian公主們一樣是虛構的。第一次對火星的探測是在1965年由水手4號飛行器而進行的。人們接連又作了幾次嚐試,包括1976年的兩艘海盜號飛行器。此後,在1997年7月4日,火星探路者成功登上了火星,期間經曆了20年之久的間隙。
火星的軌道為橢圓形,所以,它在接受太陽照射的地方,近日點和遠日點之間的溫差將近160攝氏度,這對火星的氣候產生巨大的影響。火星上的平均溫度大約為218K(開爾文,溫度單位,即從絕對零度-273.16℃開始的攝氏度)(-55℃,-67℉),但卻具有從冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏日白天的將近300K(27℃,80℉)的跨度。盡管火星比地球小得多,但它的表麵積卻相當於地球表麵的陸地麵積。除地球外,火星是具有最多各種有趣地形的固態表麵行星。它的地形尤為壯觀:
奧林匹斯山脈:它在地表上的高度有24千米(78000英尺),是太陽係中最大的山脈。它的基座直徑超過500千米,並由一座高達6千米(20000英尺)的懸崖環繞著。
塔西斯地區:火星表麵的一個巨大凸起,有大約4000千米寬,10千米高;火星上的水手穀是深2至7千米,長為4000千米的峽穀群。
海拉斯平原:處於火星的南半球,6000多米深,直徑為2000千米的衝擊環形山。
火星的表麵還有很多年代已久環形山,當然也有一些形成不久的山穀、山脊、小山及平原。在火星的南半球,有著與月球上相似的曲形的環狀高地。相反的,它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分複雜。南北邊界上出現幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區高度劇變的原因還不太清楚,有人推測這是由於火星外層物增加的一瞬間產生的巨大作用力所形成的。最近,一些科學家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點將由“火星全球勘測員”來解決。
火星的內部情況是先進分子表麵情況的資料和大量數據來推斷的。一般認為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質組成;外包一層熔岩,它比地球的地幔更稠些;最外層是一層薄薄的外殼。相對於其他固態行星而言,火星的密度較低,這表明,火星核中的鐵(鎂和硫化鐵)可能含帶較多的硫。另外它與水星和月球似,缺乏活躍的板塊運動。沒有跡象表明火星發生過能造成像地球般如此多褶皺山係的地殼平移活動。由於沒有橫向的移動,在地殼下的巨熱地帶相對於地麵處於靜止狀態。再加之地麵的輕微應力,造成了塔西斯凸起和巨大的火山。但是,人們卻未發現火山最近有過活動的跡象。雖然,火星可能曾發生過很多火山運動,但它看起來就是從來沒有任何板塊運動。
另外,火星上也有過洪水,地麵上也有一些小河道,由此十分清楚地為我們證明了火星也有很多地方受到過侵蝕。在過去,火星表麵存在過幹淨的水,甚至可能有過大湖和海洋。但是,由於火星引力小,水蒸成氣體,這些東西隻存在很短的時間,而且據估計距今也有大約四十億年了。在火星的早期,它與地球十分相似。像地球一樣,火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由於缺少地球的板塊運動,火星無法使二氧化碳再次循環到它的大氣中,從而無法產生意義重大的溫室效應。所以,就算把它拉到與地球距太陽同等距離的位置,它表麵的溫度還是比地球冷得多。
火星上的大氣非常稀薄,它的組成主要是由餘留下的二氧化碳(95.3%)加上氮氣(2.7%)、氬氣(1.6%)和微量的氧氣(0.15%)和水汽(0.03%)而形成的。火星表麵的平均大氣壓強僅為大約7毫巴(比地球上的1%還小),但它隨著高度的變化而變化,在盆地的最深處可高達9毫巴,而在奧林匹斯山脈的頂端卻隻有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應,但那些僅能提高其表麵5℃的溫度,比我們所知道的金星和地球要少得多。
火星的兩極永久地被固態二氧化碳(幹冰)所覆蓋。這個冰罩的結構是層疊式的,它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升華,留下剩餘的冰水層。由於南部的二氧化碳從沒有完全消失過,所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層。這種現象的原因還不知道,但或許是由於火星赤道麵與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表麵下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右(由海盜號測量出)。但是最近通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣現在似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹了。人們曾嚐試著用海盜號去做實驗來決定火星上是否有生命的存在,最終結果是否定的。
在1996年8月6日,戴維·朱開等人宣稱,在火星的隕石中首次發現有有機物的構成。那作者甚至說這種構成加上一些其他從隕石中得到的礦物,可以成為火星古微生物的證明。即使如此驚人的結論,也沒使外星人存在這一結論成立。
火星“全球勘測員”在進入為星軌道的時候意外發現了火星的熱帶地區有很大一片引力微弱的地方。它們可能是早期外殼消失時遺留下來的。這或許對研究火星的內部結構、過去的氣壓情況,甚至是古生命存在的可能都十分有用。在夜空中,用肉眼很容易看見火星。由於它離地球十分近,所以顯得很明亮。火星的表麵呈鏽紅色,是科學家們從火星的土壤裏得知的。火星曾經經曆過水災,可能就是因為這場洪水,而導致火星上的高級生命滅亡。所以在火星上遺留下一些低智能的生物,並沒有高智能的生物。也就說,外星人是不存在的。
火星的地理
火星與地球的地形相似,有高山、平原和峽穀,正是因為這樣,它才會有除了地球外是最好住所的美稱。由於重力較小等因素,地形尺寸與地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有著強烈的對比:北方是被熔岩填平的低原,南方則是充滿隕石坑的古老高地,而兩者之間以明顯的斜坡分隔;火山地形穿插其中,眾多峽穀亦分布各地,南北極則有以幹冰和水冰組成的極冠,風成沙丘亦廣布整個星球。但隨著衛星拍攝的越來越多,也發現了不少耐人尋味的地形景觀。
火山
火星的火山和地球的不太一樣。火星由於重力較小,因此山能長的很高,但是據悉明顯的板塊運動,使火山分布是以熱點為主,不像地球有火環的構造。火星的火山主要分布於塔爾西斯高原、埃律西姆地區和零星分布於南方高原上,例如希臘平原東北的泰瑞納山(Tyrrhena Patera)。
在地形圖中,火星西半球有一個巨大的凹凸,是一個非常醒目的特征,它就是塔爾西斯高原。它高約14公裏,寬過6500公裏,伴隨著盛行火山作用的遺跡,包含五座大盾狀火山,包括太陽係最高的奧林帕斯山,有21.287公裏高,550公裏寬。其他四座包括艾斯克雷爾斯山、帕弗尼斯山、阿爾西亞山和亞拔山,以體積和1600公裏的直徑來看是太陽係最大的山。在大火山之間亦散布著零星的小火山。在火星的另一端還有一個較小的火山群,以14.127公裏高的埃律西姆山為主體,北南各有較矮的赫克提斯山和歐伯山。
峽穀
說起火星的峽穀,有很多人可能會認為是由水造成的,其實不隻如此。因為除了水,還有由火山活動形成的。由水造成的又可能是洪水短時間衝刷成的、穩定的流水侵蝕成的、或由冰川侵蝕而成;而火山活動所噴發的熔岩流亦可造成熔岩渠道(Lava Channel)。另一個例子則是地殼張裂造成,如水手峽穀。
水與冰
由於火星的溫度較低,水無法以液態而存在。以夜態而存在水隻會出現在低海拔區,而且極為短暫。火星上的大部地區都是由冰而覆蓋的,如兩極冰冠就包含大量的冰。2007年三月,NASA就聲稱,南極冠的冰假如全部融化,可覆蓋整個星球達11米深。另外,地下的水冰永凍土可由極區延伸至緯度約60°的地方。有推論說,火星上有更大量的水凍在厚厚的地下冰層(cryosphere),不過隻有在火山活動時才有可能釋放出來。史上最大的一次是在水手穀形成時,大量水釋出,造成的洪水刻劃出眾多的河穀地形,流入克裏斯平原。另一次較小但較近期的一次,是在五百萬年前科伯洛斯槽溝(Cerberus Fossae)形成時,釋出的水在埃律西姆平原(Elysium Planitia)形成冰海,至今仍能看見痕跡。
直接證明火星上有冰存在的是在2008年6月20日被鳳凰號發現。鳳凰號在火星上挖掘發現了八粒白色的物體,當時研究人員揣測這些物體不是鹽(在火星有發現鹽礦)就是冰,而四天後這些白粒就憑空消失,因此這些白粒一定升華了,鹽不會有這種現象。從而證實了火星上冰的存在。在火星全球勘測者所照的高分辨率照片曾顯示出有關液態水的曆史。盡管有很多巨大的洪水道和具有樹枝狀支流的河道被發現,還是沒發現更小尺度的洪水來源。推測這些可能已被風化侵蝕,表示這些河道是很古老的。火星全球勘測者高解析照片也發現數百個在隕石坑和峽穀邊緣上的溝壑。它們趨向坐落於南方高原、麵向赤道的隕石坑壁上。有些被侵蝕或被隕石坑覆蓋的溝壑,人們推測它們比較年輕。
另外還有一個例子進行了說明。在短短6年間,這個溝壑又出現新的白色沉積物。NASA火星探測計劃(Mars Exploration Program)的首席科學家麥克·梅爾(Michael Meyer)表示,隻有含大量液態水才能形成這樣的樣貌。而水是出自降水、地下水或其他來源仍是一個疑問。不過也有人認為,可能是二氧化碳霜或是地表塵埃移除造成的。還有一個關於火星上曾存在液態水的證據,就是發現特定礦物,如赤鐵礦和針鐵礦,而這兩種礦產都需要在有水的情況下才能形成的。在2008年7月31日,美國航空航天局科學家宣布,鳳凰號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產生,也有可能是太陽烤幹了,因為火星離太陽近。不過確有這麼多方麵得出了火星上的確是有液態水存在的。
8.太陽係中最大的木星
木星
木星簡介
如果以離太陽由近至遠的順序排列,木星排第五。木星是太陽係的八大行星中體積和質量最大,它有著極其巨大的質量,是其他七大行星總和的2.5倍還多,是地球的318倍,而體積則是地球的1,321倍。同時,木星還是太陽係中自轉最快的行星,所以木星並不是正球形的,而是兩極稍扁,赤道略鼓。木星是天空中的亮度僅次於太陽、月亮和金星(不過有時會比火星稍暗,有時要比金星亮),木星為第四亮的星星。木星主要由氫和氦組成,中心溫度估計高達30,500℃。在木星表麵有一個大紅斑,從東到西有40,000千米,從北到南有13,000千米,麵積大約453,250,000平方千米。這個紅斑仍有不少的猜測,很多人認為它是一個永不停息的旋風,它的範圍可以吞沒3個地球,但最終未得到證實。
木星的發現
早在史前,木星就為人所知了。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛一,木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察。第一個發現就,這些衛星是不以地球為中心轉,也是讚同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據。許多年來人們一直認為木衛三是1609年由伽利略通過他自製的望遠鏡發現的,於是連同其他三衛都被稱為伽利略衛星。其實木衛三是中國戰國時代的天文學家甘德發現的,比伽利略早了將近2000年。他著有《歲星經》和《天文星占》兩書,可惜均已失傳。在唐朝天文學家瞿曇悉達編著的《開元占經》第二十三卷中有這樣的記載“甘氏曰:單閼之歲,攝提格在卯,歲星在子,與須女、虛、危晨出夕入,其狀甚大有光,若有小赤星附於其側,是謂同盟”。
木星釋放的力量
對於要星的多年考察,人們發現木星正在向其宇宙空間釋放巨大能量。它所放出的能量是它所獲得太陽能量的兩倍,這說明木星釋放能量的一半來自於它的內部。木星本身就存在著熱源,在加上它不斷的吸積著太陽所釋放的高能粒子,因此他所具有的能量就越來越大。
眾所周知,太陽不斷放射出的光和熱是因為太陽內部時刻進行著核聚變反應,在核聚變的過程中就會釋放出大量的能能量。而木星是一個巨大的液態氫星球,本身已具備了無法比擬的天然核燃料,加之木星的中心溫度已達到了28萬K,具備了進行熱核反應所需的高溫條件。至於熱核反應所需的高壓條件,就木星的收縮速度和對太陽放出的能量及攜能粒子的吸積特性來看,木星在經過幾十億年的演化之後,中心壓可達到最初核反應時所需的壓力水平。一旦木星上爆發了大規模的熱核反應,以千奇百怪的漩渦形式運動的木星大氣層將充當釋放核熱能的“發射器”。所以,有科學家猜測,幾十億年後,木星就會從一顆行星一顆名副其實的恒星。