正文 第三章:地球和它的鄰居1(2 / 3)

作為海王星的姐妹星,天王星的大氣也是由氫、氦和甲烷組成的。它之所以顯藍色,就是因為甲烷吸收了太陽光中紅光的結果。那兒或許有像木星那樣的彩帶,但它們被覆蓋著的甲烷層遮住了。由於高溫和高壓,大氣中的甲烷會變成液體,再分解成碳和氫。其中,碳原子受高壓的影響,就會壓縮成鑽石。如果把這些鑽石運回地球,你肯定會成為全宇宙最富有的珠寶大王。

美麗的光環隨身帶

像其他所有氣態行星一樣,天王星也有美麗的光環。它們像木星的光環一樣暗,但又像土星的光環那樣,是由相當大的直徑達到10米的粒子和細小的塵土組成。天王星有13層已知的光環,但都非常暗淡;最亮的那個被稱為Epsilon光環。天王星的光環是繼土星的光環被發現後第二個被發現的,因此十分重要。可見,光環是行星的一個普遍特征,而不是土星所特有的。

光環的總寬度約為7000千米,環間隙很大,各環的寬度是不均勻的。離天王星越近的光環越窄,最寬的光環有80到90千米,最窄的隻有20千米。因為光環是由冰塊、塵埃顆粒等多種小物體構成,所以反射太陽光而發亮。在晴朗的晚上,通過一個小型天文望遠鏡,你就可以觀測到有點像小圓盤一樣的天王星了。

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最聳人聽聞的騙局

地球地震,天王星是禍首?有報道說,天王星擁有奇怪的“四極磁場”,可以產生強大的引力——就好比一台超級“宇宙吸塵器”,能把地球的地殼板塊吸離地層,從而導致地殼變動,引發地震,而且這種威脅將持續到2012年。道理很明顯,這一說法是不科學的。

如何形成的?

天衛五(天王星衛星之一)地形非常怪異:有比珠穆朗瑪峰高三倍的山峰,有深16千米的峽穀,還有又長又深的裂縫、橫亙的大山梁、令人生畏的懸崖、錯落分布的環形山和流淌著的冰川。科學家在嘖嘖稱奇之後,又陷入沉思,那是如何形成的呢?

46-47 土星上的大眼睛

土星南極發生了什麼事?為了找出答案,科學家操控正在土星軌道上飛行的“卡西尼”號探測器,直接飛躍土星的南極上空。借助高清晰的照相機,“卡西尼”號發現,那裏竟然有一隻奇特的“大眼睛”!看到這一結果,地麵上的科學家都吃了一驚。

超級大眼睛

“大眼睛”是什麼東西呢?原來,土星南極正在刮一場超大型風暴,它和地球上的颶風很相像,也具有明顯的眼牆。這個風暴出奇的大,呈一個旋渦型。它的直徑大約8000千米,為地球直徑的2/3,以550千米的時速順時針旋轉,大約是地球第五級颶風風速的兩倍。這是科學家首次在地球之外的行星上觀測到這種現象,規模之壯觀令人歎為觀止。

除了大之外,風暴也較高。它周圍的雲團離地表30—75千米左右,是地球颶風的2—5倍高。科學家說,這個風暴可能已經肆虐了數十億年,但並不會飄離南極。由於風暴中心顏色比較深,遠遠看起來,就形成了一隻超級“大眼睛”,雖然是黑色,但清晰可見。

特別的舉止

大家都知道,在木星上,大紅斑是太陽係中已知的最大風暴。風速高達每小時270千米,直徑為24780千米,是木星直徑的1/6,比地球大多了!當然,它也遠大於這次發現的土星風暴,但是,木星的風暴並沒有“大眼睛”。

看起來像颶風,但又不是颶風,土星風暴的舉止很特別。乍一看,架勢蠻嚇人的。不過,它隻在原地打轉而已,並不移動。另外,在地球上,海洋是增強颶風強度的地方。颶風就像一個巨大的熱力發動機,溫暖海水蒸發的蒸汽碰到風暴之後便濃縮、冷卻,釋放大量的能量,為颶風提供動力。相對來說,土星是一顆氣體行星,風暴形成時,並不像地球颶風那樣,以海洋為基礎生成。

大眼睛裏有什麼

那麼,在土星風暴“大眼睛”裏,究竟在發生什麼呢?科學家利用“卡西尼”號進行了探測。巨大風暴的中心是南極點,也就是說,南極點是這個巨大極地風暴係統的風眼。就像地球上的颶風那樣,這個南極風眼上空沒有雲,高聳的雲層就像一堵牆,環繞在風眼四周並將影子投射到中央。

不同高度的雲層,結構也不同:底部是暗雲,再往上是無雲層,最上麵是明亮的氨雲。這也是“大眼睛”顯得比較幽暗的主要原因。奇怪的是,除了“大眼睛”外,還有一些比較小的風暴眼。那麼,這種情況說明了什麼呢?

科學家解釋,在土星南極地區,大氣對流活動極為強烈,跨度可達十幾千米。反常的對流可能與土星的季節有關。因為拍照的時候,土星南半球正處於夏季。接下來,南極該是秋季了。或許,正是季節的更替,才對大氣產生了如此重要的影響。

北極飛來片祥雲

然而,就在科學家為南極“大眼睛”困惑時,“卡西尼”號又在北極捕捉到了一片巨大的祥雲。這片祥雲非常奇怪,是一個規則的六邊形,環繞在土星北極附近,樣子和蜜蜂的蜂巢很相像。

經過測量,祥雲大得足夠放下四個地球,東西橫跨2.5萬千米,南北縱深100千米,遠出乎人們的意料!在祥雲的裏頭,還有一個巨大的雲團在不斷翻滾著,就像汽車在跑道上發動排出的煙霧一樣。而此時的土星北極恰巧是冬天,正籠罩在一片黑暗之中。

其實,祥雲並不陌生,在20世紀80年代就現身過。有科學家認為,它的形成可能與土星的旋轉速度有關。不過,至今尚沒找到確切的證據。作為太陽係八大行星之一,土星一向引人注目,它不隻是光環漂亮,有美麗的極光、地獄般的天氣等因素,其南極的“大眼睛”、北極的祥雲也是一大奇觀。土星還有更多的未解之謎,等著你去揭開!

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大眼睛,小檔案

位置:土星南極中心 構造:旋渦狀,有颶風眼

直徑:約8000千米,地球直徑的2/3

高度:30至75千米

風速:每小時550千米

特色:地球之外行星,唯一發現有颶風眼;固定不移,不同於地球颶風

你不知道的土星

俗名:鎮星,克洛諾斯 形狀:扁球形

直徑:119300千米,和地球差不多

體重:是地球的95.18倍 體積:是地球的730倍

排名:次於木星,太陽係第二大行星

公轉周期:29.5年

內部構成:與木星相似,有一個岩石構成的核心,外麵被色彩斑斕的雲帶包圍著

地表溫度:約-140℃

家族:60顆衛星,太陽係第二大家族

特點:美在光環,由億萬冰粒構成,延伸數百萬米; 密度比水小,可浮在水上;有漂亮的極光;其眾多的衛星中,土衛六備受關注

48-49 勇闖泰坦星

在科幻大片《星球大戰》中,外星球往往是荒漠的大地,塵土飛揚,沒有見到過下雨。但這畢竟是電影,真實情況是怎樣呢?那裏也下雨嗎?有沒有神秘的“小綠人”?為了研究這個問題,科學家們派出了“卡西尼”號前往土星的第六顆衛星——泰坦星進行科學考察。

2005年12月,“卡西尼”號掠過泰坦星,順利地把子探測器——“惠更斯”號投向泰坦。“惠更斯”在那裏究竟發現了什麼?現在,就讓我們與“惠更斯”一起,去闖一回泰坦星吧。

神秘的大氣

遠遠看去,土衛六就像一個熟透了的大橘子,並沒其他出彩的地方。不過,你不要失望,意外的發現在後麵等著你呢。快到的時候,飛船上的儀器顯示,大氣的下麵有一片陸地:廣闊的平原上,散布著大大小小的石頭和冰狀物體。開始降落吧!

穿上宇航服,走出著陸艙,抬頭一看,卻是橙色的天空,霧蒙蒙的。透過它,你可以看到土星正從地平線上升起,漂亮的光環閃閃發光,壯觀極了。奇怪,天空為啥是橙色的?原來,空氣中含有一種叫做甲烷的氣體。當陽光照在甲烷上麵的時候,會形成某些化學物質,這便是我們見到的迷人的橘紅色雲霧。

經過檢驗,土衛六的空氣中含95%的氮,以及少量的甲烷和一些含碳的化合物,而這些正是生命誕生的必備條件。據推測,45億年前的地球,它的原始大氣主要成分也是這些,兩者幾乎一模一樣!

燃料雨落下來

與地球上的藍天比起來,泰坦上的天空仿佛很美。可是那裏天氣非常寒冷,溫度降到-180℃,地麵又濕又滑的,天上還下著“雨”,把人的好心情都破壞掉了!

要知道,這天上下的不是雨水,而是甲烷。甲烷是一種燃料,在通常情況下,它是一種無色無味的氣體,是天然氣、沼氣等的主要成分。在一定的氣壓下,每種物質都有熔點和沸點,溫度低於熔點的時候是固體,溫度在沸點和熔點之間的時候是液體,高於沸點的時候是氣體。甲烷也不例外。

泰坦星上大氣壓大約是地球的1.6倍,-180℃的溫度,正好處在甲烷的熔點和沸點之間。於是,甲烷就變成液體了。在地球上,甲烷非常易燃。多虧了這裏沒有氧,要不然,一個小火星就可以把整個星球炸翻天!

湖光山色分外美

附近有一座山,為什麼不去上麵看看風景?冷?不怕!厚厚的宇航服可以暖和你,但就是走路困難了點。地麵上似乎結了一層油膜,腳下還發著嘎吱嘎吱的聲音,一不小心,靴子就會被吸住。

終於爬到山頂。展現在眼前的,是一片星羅棋布的湖泊。在距地球16億千米的地方,還有湖泊,確實讓人大感意外。其中,最大的一個湖泊,大約是我國最大的淡水湖——鄱陽湖的70倍。這樣的湖裏是什麼呢?當然都是液態甲烷。不過,湖裏沒有任何東西,你可別指望在湖邊支個架子烤魚吃。

湖水是透明的,偶爾還會微泛波紋。土衛六的引力很小,隻有地球的1/7。隻要有一點風,湖麵上就會出現驚濤駭浪,高度是地球波浪的7倍。隻是,巨浪的運動比較平緩,如果在這裏玩衝浪,一定會很棒。

站在湖邊,你看不出這裏的湖跟地球上有什麼不同,形狀和湖岸線等地質特征也非常相似。但是,由於遠離太陽,所以,不光湖邊的溫度超低,湖上空的天空也非常暗。湖麵不是藍色的,而是橙紅色,這讓人恍如置身夢境……

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泰坦人,你在哪裏

如果有“人”,“泰坦人”會生活在哪裏呢?科學家猜測,他們有可能藏在海洋裏。由於泰坦的環境條件和早期的地球很相似,隻是溫度很低,所以泰坦星就像一個放在“冰箱裏的小地球”。40億年後,太陽會擴張變成一個紅巨星。到那時,寒冷的土衛六將會被太陽的體溫“喚醒”,成為孕育生命的第二個“地球”。

50-51撕破土衛八的陰陽臉

土星的衛星土衛八長得實在是太奇怪了,樣子像是一顆核桃,一個半球呈現雪白色,而另一個半球卻黑得像焦油。而且中間沒有灰色地帶,整個星球隻有兩種顏色:黑色和白色。在太陽係中,這張“陰陽臉”隻土衛八一家,別無分店。

早在20世紀80年代初,“旅行者”2號就拍到了土衛八的雙麵孔。2005年1月,“卡西尼”號在土衛八的上空掠過,拍攝了一係列照片。這些照片清晰地顯示了它的麵色,不論黑色還是白色,都是其表麵的自然顏色。那麼,為什麼土衛八長了一張“陰陽臉”呢?這讓科學家感到莫名其妙。

被染了個黑臉蛋

有科學家猜測,在過去,土衛八的前半球(黑臉)應該也是白色的,之所以變成了黑色,是因為這半臉總是接觸到太空中的塵埃碎片。時間長了,就像塗上了煤灰顆粒一樣,慢慢地就變黑了。

不過,這些塵埃碎片來自哪裏呢?很可能來自土衛九。它是土星的另一個衛星,長得與彗星有點相像,表麵有冰,並覆蓋著灰土。在細微流星的撞擊下,土衛九上的黑色物質會被砸出來,噴向太空,正好落在它的鄰居土衛八的前半球上。這樣一來,土衛八的那半張臉就被染黑了。

火山搞的鬼

由於土衛八暗的部分看起來像地球上的瀝青顆粒,有科學家推測,這個暗的部分可能是火山活動造成的。另外一些科學家持反對意見:如果是火山噴發的物質填滿了盆地,使土衛八這一部分變暗,那麼,火山噴發的這一麵應該麵向土星,因為麵向土星的潮汐力更大,更容易導致火山活動,而不像現在,黑白臉的分界線正朝向土星。

對這副“陰陽臉”,還有一種說法:大約在一億年以前,一顆彗星撞上土衛八,導致易揮發的水散失了,失去水的地方,在我們看來就是黑色的。但到底這怪麵孔是怎麼形成的,一時間還沒有定論。

太陽光在作怪

關於黑白“陰陽臉”的成因,有眾多的說法,到底哪一種正確呢?最終,謎底被“卡西尼”揭開了,原來是太陽光在作怪。作為土星的衛星之一,土衛八在圍繞土星運行的過程中,麵向土星的這一半球,吸收了大量太陽光,溫度升高,達110℃。於是,這一側的水冰融化變成了水蒸氣,致使這半邊臉變得更黑了。

由於重量輕,水蒸氣都跑到了另一比較寒冷的半球。原先的冰層,再加上冷凝了的更多的水分子,其表麵變得更加明亮。因此,在觀測土衛八時,科學家發現它具有“陰陽臉”,一半黑暗,另一半明亮,在該星體上沒有灰色區域。

雷達有了新發現

借助地麵雷達,科學家希望能找到一些線索。但是,在掃描後,卻有了意外的發現:亮的地方暗了許多,暗的地方也亮了許多;在雷達眼裏,土衛八一個樣,黑臉白臉並沒什麼區別。這是咋回事呢?

科學家解釋說,黑臉是星球表麵覆蓋的一層黑色物質,黑色物質下是水冰的混合物,就像幹淨的冰上撒了一層灰塵。但這層薄薄的灰塵並不反射雷達電波,所以,電波就直射到下麵的冰上了。這樣,在雷達看來,黑白臉就是一個顏色。而塵土會吸收可見光,在我們眼裏,土衛八就是黑白的“陰陽臉”。

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陰陽臉土衛八

發現時間:1671年

發現人物:意大利天文學家卡西尼

直徑:1436千米,約月球的1/3

運行:距離土星356萬千米,繞土星一周需79天

英文名:伊阿珀托斯(希臘神話巨人)

形狀:像個核桃

特點:亮度變化大,長著陰陽臉,一半雪白,另一半烏黑

原因:太陽光照射的緣故

52-53 追蹤木星大紅斑

從地球上看木星,它有一個醒目的標記:在南半球上,有一個紅點就像木星長著的一隻眼睛,這就是木星的大紅斑。紅斑的形狀有點像雞蛋,由玫瑰色、棕色和白色的雲層組成,鑲嵌在明亮的木星大氣當中,十分壯觀!

自從1660年被發現以來,大紅斑就一直令人捉摸不定。它是怎樣改變形狀、大小和顏色的呢?它是由什麼構成的呢?為什麼會有這些改變?諸如此類的相關細節,直到今天仍是一個謎。

一直在變

大紅斑的顏色鮮豔奪目,有時顏色濃豔,有時顏色暗淡,有時隻隱約看見其輪廓。通常是紅而略帶褐色的,隨時間的推移而變化。在20世紀20—30年代,呈鮮紅色,在1951年前後,也曾是淡淡的玫瑰紅顏色。但在大部分時間裏,都比較暗淡。

令人驚奇的是,大紅斑還在不時地改變著外形和大小。1879年,科學家測量出大紅斑長約4萬千米,寬約1.3萬千米;1979年重新測量時,發現它的長度減少了1.5千米,寬度變化不大。據記載,大紅斑的最大長度可達5萬千米,差不多可以容納三個並排著的地球!

原來是個大風暴