木星：天空中較亮的物體之一，早在史前它就已被人類所知曉。木星在1973年被“先鋒10”號(hào)首次拜訪。目前，“伽利略”號(hào)飛行器正在環(huán)繞木星運(yùn)行，并將不斷發(fā)回它的有關(guān)數(shù)據(jù)。作為一個(gè)氣態(tài)行星，它沒有實(shí)體表面，它的氣態(tài)物質(zhì)密度只是由深度的變大而不斷加大。我們所看到的通常是大氣中云層的頂端，壓強(qiáng)比1個(gè)大氣壓略高。木星由90％的氫和10％的氦及微量的甲烷、水、氨水和二氧化硅組成。這與形成整個(gè)太陽系的原始的太陽系星云的組成十分相似。

長久以來，天文學(xué)家一直在爭論這樣一個(gè)問題：要成為一個(gè)人類和生物可居住的星球，究竟需要哪些條件?眾所周知，對(duì)生命而言，水是首先必備的條件。這意味著行星必須具有合適的溫度，也就是說，距離恒星的位置既不能過遠(yuǎn)也不能太近。在我們身處的太陽系中，可居住的地帶分布在從地球軌道向內(nèi)延伸至金星，向外延伸至火星的廣闊區(qū)域。如果要使生命延續(xù)，行星的環(huán)境條件還必須在長時(shí)間里保持穩(wěn)定。即是說，行星的運(yùn)行軌道必須基本上為圓形，這樣才能終年保持行星與恒星之間的距離基本相同。此外，行星還不能遭遇來自其他天體的劇烈碰撞，因?yàn)檫@種碰撞會(huì)影響行星的氣候，并毀滅行星上的生物體。天文學(xué)家相信，在使地球成為生命家園的過程中，木星扮演了一個(gè)重要的角色。

太空交警

凝望夜空，木星只是一個(gè)針眼般大小的亮點(diǎn)，很難讓人相信，它對(duì)地球的影響會(huì)如此之大。畢竟，這顆龐大的行星距離地球6．28億千米，是地球與太陽之間距離的4倍。天文學(xué)家認(rèn)為。人類應(yīng)當(dāng)將自身的存在歸功于這個(gè)由氫和氦組成的龐大“氣球”。在把水送到地球和把小行星及彗星對(duì)地球的撞擊減輕到最低程度方面，木星功不可沒。它的強(qiáng)大引力將諸如彗星這樣的太空碎片清除得干干凈凈，為生命在地球L的演化創(chuàng)造了一個(gè)安全的環(huán)境。

縱觀太陽系的歷史，木星曾經(jīng)擾亂了無數(shù)天體的運(yùn)行軌道：由于木星的質(zhì)量是地球的318倍，所以木星會(huì)對(duì)環(huán)繞它運(yùn)行的天體產(chǎn)生巨大的引力。1994年7月，“舒馬克一列維9”號(hào)彗星被木星的引力所牽引，從而偏離軌道進(jìn)入木星的大氣層，最終同木星發(fā)生了一連串猛烈的大碰撞，撞擊升起的烏云有如地球般大小，釋放的能量相當(dāng)于每秒引爆一顆廣島原子彈。巨大的爆炸力將彗星撕成了碎片，這些碎片在太空中綿延數(shù)百萬千米。這顆彗星最后在木星大氣層中留下了半個(gè)地球大小的痕跡，一年之后才漸漸消失。當(dāng)時(shí)，很多天文學(xué)家和天文愛好者觀察到了這壯觀的一幕。

長久以來，木星強(qiáng)大的引力將許多天體朝太陽所在的方向拋去，使它們就此毀滅。這個(gè)過程同科學(xué)家利用行星引力，將宇宙飛船彈往目的地的快捷軌道相似。不僅如此，木星還會(huì)把一些天體彈出太陽系。木星就像一個(gè)太空交通警察一樣，指揮著那些四處亂飛的太空碎片。天文學(xué)家認(rèn)為，木星至少為地球做了兩件好事：當(dāng)?shù)厍蛐枰獣r(shí)，它將天體送人地球軌道；而一旦天體威脅到地球的安全時(shí)，則將它們清除干凈。

鍋中湯勺

木星對(duì)地球的保護(hù)開始于將近50億年前的早期太陽系。隨著太陽系星云中的氣體、塵埃和冰粒圍繞著初期的太陽不停地旋轉(zhuǎn)，這些微粒逐漸堆積結(jié)合，慢慢增大，形成由巖石和冰組成的球體，并最終變成行星。這個(gè)時(shí)期，天體之間的碰撞時(shí)有發(fā)生，太陽系因此充滿了各種各樣的碎片。在地球剛剛形成后的最初5億年中，無數(shù)大大小小的冰塊和巖石頻繁地撞向地球。天文學(xué)家把這一時(shí)期稱為“轟炸年代”。

許多天體之所以撞向地球，完全是拜木星所賜。木星的巨大引力擾亂了地球遠(yuǎn)方的彗星和附近小行星的軌道。美國亞利桑納大學(xué)的天文學(xué)家喬納森·盧恩說，在木星和火星之間那片擠滿了小行星的區(qū)域，“木星忙碌得就像是鍋里不停攪動(dòng)的湯勺”。

這口“大鍋”里如此繁忙，對(duì)人類來說卻很可能是一件幸運(yùn)的事——許多天體因此將水帶到了早期干涸的地球。因?yàn)楫?dāng)時(shí)的地球仍然非常熾熱，自身的水被蒸發(fā)得無影無蹤。從遙遠(yuǎn)的外太空飛來的天體把大量的水(水在這些天體上以冰的形態(tài)存在)帶到了地球，正是這些天體對(duì)地球的猛烈撞擊，使地球表面形成了海洋。因?yàn)樽矒舢a(chǎn)生的極高熱量使地球大氣溫度急劇升高，整個(gè)大氣層有如一間巨大的桑拿浴室。水蒸氣逐漸冷卻后凝結(jié)成雨，回到地球表面。

盧恩和他的同事們用電腦對(duì)這一過程進(jìn)行了模擬，結(jié)果表明，如果沒有木星，就不可能有足夠的水來填滿地球的海洋。電腦模擬還表明，那些曾經(jīng)存在于小行星帶里的巨大的超級(jí)小行星(或稱“行星胚胎”)，就是地球之水的主要源頭。有證據(jù)顯示，地球海洋里所含氫的同位素比例和來自小行星帶的隕星是一樣的，而來自太陽系外圍的天體(比如海爾一波普彗星和百武彗星)所含氫的同位素比例卻和地球大不相同。

不過，這種經(jīng)常性的撞擊對(duì)于一個(gè)可居住的行星來說，卻是承受不起的。不少科學(xué)家相信，正是6500萬年前的一次彗星撞地球使恐龍滅絕了。地球早期大部分物種的滅絕可能也是由于天地大沖撞所致。從太陽系的早期開始，忙碌的木星一方面隨心所欲地把靠近自己的一些天體拖向地球，一方面又把另一些天體拋出太陽系，從而有效地清除了太陽系中絕大部分的太空碎片?！稗Z炸年代”漸漸平息之后，從大約40億年前開始，地球和其他行星一直處于相對(duì)安寧的環(huán)境。據(jù)估計(jì)，像直徑達(dá)到10千米的天體撞擊地球并使恐龍滅絕的事件，如今每1億年才可能發(fā)生1次。據(jù)天文學(xué)家喬治·韋斯里的計(jì)算，如果沒有木星，地球遭到其他天體撞擊的頻率將是現(xiàn)在的1萬倍。也就是說，每1萬年我們就要遭受一次足以讓恐龍滅絕那樣嚴(yán)重的撞擊。頑強(qiáng)的微生物或許還能幸免于難，但是像哺乳動(dòng)物一樣龐大而復(fù)雜的生物體卻難以存活。

地球福星

可以想象，如果沒有木星，整個(gè)太陽系大概都會(huì)是另一番模樣。首先，太陽系中將會(huì)增加至少一顆行星，因?yàn)樵谀拘呛突鹦侵g的小行星將會(huì)相互結(jié)合，而不是像現(xiàn)在那樣被木星的引力驅(qū)散；火星的體積大概會(huì)比現(xiàn)在要大得多；太陽系中可能出現(xiàn)三個(gè)可以居住的行星，而不是只有地球這么一個(gè)；因?yàn)橛辛藦?qiáng)大的引力，火星也可能擁有大氣層，而不是像現(xiàn)在這樣沒有什么大氣層；更大的火星內(nèi)核會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)大的磁場，從而保護(hù)火星表面不像現(xiàn)在這樣受宇宙射線的傷害；更大的質(zhì)量還能產(chǎn)生足夠的內(nèi)熱來驅(qū)動(dòng)板塊構(gòu)造的進(jìn)行，從而有助于穩(wěn)定行星的氣候和生成各種不同的地形；那顆假想的行星甚至可以長大到足以支持生命的成長。所以具有諷刺意味的是．當(dāng)木星對(duì)地球上的生命起著促進(jìn)作用的同時(shí)，卻阻礙了生命在其他行星上的成長。

天文學(xué)家說，如果木星距離太陽的位置比現(xiàn)在更近或更遠(yuǎn)，所帶來的后果都將非常可怕。如果木星距離太陽更近，將會(huì)使地球偏離軌道，可能朝著太陽的方向飛去，或者跑出太陽系；如果木星位于小行星帶的中央，則可能會(huì)迅速驅(qū)散小行星，使它們的水分過早到達(dá)地球，而當(dāng)時(shí)仍然非常熾熱的地球會(huì)很快將水分蒸發(fā)掉；如果木星距離太陽更遠(yuǎn)，它對(duì)小行星帶就不會(huì)產(chǎn)生多大影響，甚至可能允許在小行星帶里形成新的行星，但同時(shí)它還可能從更遙遠(yuǎn)的地方引來彗星，從而給內(nèi)行星提供水分。

木星形成的速度同樣具有深遠(yuǎn)的意義。如果木星變得像現(xiàn)在這么大所用的時(shí)間比實(shí)際少得多，那么它對(duì)其他行星所產(chǎn)生的影響會(huì)開始得更早，而且更富戲劇性。傳統(tǒng)理論認(rèn)為，木星是在長達(dá)1000萬年的時(shí)間內(nèi)形成的，首先形成一個(gè)巖質(zhì)的內(nèi)核，然后逐漸長大到地球質(zhì)量的10倍～15倍，接著吸引氣體使體積增大到現(xiàn)在的大小。但是在1997年，行星科學(xué)家阿倫·波士提出了不同看法。他認(rèn)為，木星是由太陽系星云氣體中的不規(guī)則物質(zhì)直接聚合而成的，其形成過程僅需幾百萬年。如果像木星和土星一樣的氣態(tài)大行星果真是在如此短時(shí)間里形成的，那么它們就應(yīng)該對(duì)像地球那樣的鄰居產(chǎn)生更大的影響。

最后，木星軌道的形狀也至關(guān)重要：幸運(yùn)的是，它大致是一個(gè)圓形。如果一顆龐大行星的軌道呈非正圓形狀，就必然會(huì)擾亂其他行星的運(yùn)行軌道，甚至打亂整個(gè)星系。這些行星或許最終能在非正圓軌道中達(dá)到平衡，但也有可能被拋出太陽系。對(duì)地球來說，哪怕運(yùn)行軌道只比現(xiàn)在的軌道偏離一點(diǎn)點(diǎn)，地球上的生命都將遭遇到難以想象的酷暑和嚴(yán)冬。

生命施主

地球上之所以能夠有生命存在，全賴木星處在合適的位置，并且在合適的時(shí)間發(fā)揮了，恰到好處的作用。這一事實(shí)表明，要想在宇宙的其他地方找到生命并不容易，因?yàn)橄衲拘沁@樣的“生命施主”可能在其他星系里非常罕見。這種觀點(diǎn)發(fā)表在《稀罕的地球》一書中，作者是華盛頓大學(xué)的古生物學(xué)家彼得·沃德和天文學(xué)家唐納德-布朗利。他們認(rèn)為，在宇宙中可能到處都能發(fā)現(xiàn)微生物的蹤跡，但是更復(fù)雜的生物，特別是有智慧的生物卻可能非常罕見。布朗利說：“大概所有的行星系統(tǒng)都存在生命，也許在我們身處的太陽系中，就有多達(dá)六七顆星球存在或者曾經(jīng)存在生命。當(dāng)然我指的是微生物而非動(dòng)植物。”即便是在地球這樣一個(gè)看上去對(duì)生命極為友好的地方，也花了近40億年的時(shí)間，才出現(xiàn)了能夠用肉眼看到的動(dòng)物。要使一顆行星成為復(fù)雜生物的棲息地，沃德和布朗利列出了許多條件：同恒星保持合適的距離，要有適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，必須有板塊地質(zhì)構(gòu)造，有衛(wèi)星，自轉(zhuǎn)軸具有適當(dāng)?shù)膬A斜度，大氣物質(zhì)的化學(xué)組成必須適當(dāng)，該行星所處的恒星系統(tǒng)必須位于整個(gè)星系中最適宜生命存在的位置。此外，存在像木星那樣的“生命施主”是最為重要的條件之一。

當(dāng)然，并不是所有的天文學(xué)家都同意這樣的觀點(diǎn)。美國夏威夷大學(xué)的多比亞斯·歐文就認(rèn)為下這樣的結(jié)論為時(shí)過早，特別是在對(duì)星系的探索飛躍發(fā)展的今天?！皬奶栂低茢嗟酵馓諔?yīng)該慎之又慎，”他說，“僅憑個(gè)別例子就妄下論斷是十分危險(xiǎn)的，我們應(yīng)該學(xué)會(huì)保持謙遜的態(tài)度。這就是為什么尋找并研究太陽系外的星系會(huì)如此重要的原因。”

尋找新的世界——太陽系以外的行星系統(tǒng)，正是天文學(xué)家們現(xiàn)在正在進(jìn)行的上作。在1994年，我們對(duì)太陽系以外是否存在行星還一無所知?？墒请S著觀測技術(shù)的發(fā)展，例如哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的問世，如今科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了超過70顆太陽系外的行星，而且肯定還會(huì)有更多這樣的行星將被發(fā)現(xiàn)。在這場尋找行星的革命當(dāng)中，每個(gè)人都想知道，究竟能不能找到像地球一樣有生命存在的行星。由于太陽系以外的空間是如此廣大，為了讓這種尋找更加卓有成效，許多人建議集中觀測那些其中存在像木星那樣的大行星的恒星系統(tǒng)。

然而直到最近，尋找地外生命的前景仍不令人樂觀?？茖W(xué)家們僅僅發(fā)現(xiàn)了一些“壞木星”——體積龐大，轉(zhuǎn)速高得可怕。不過，迄今為止所找到的太陽系外的行星或許并不能代表外太空的真實(shí)面目，因?yàn)槿涨八\(yùn)用的方法只能找到那些軌道為非正圓的大行星和軌道長度較短的行星。

有人預(yù)言，要想知道木星在宇宙中究竟是普普通通還是獨(dú)一無二，只是一個(gè)時(shí)間問題。事實(shí)上，就在2002年8月，在大熊星座北斗七星的下方已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了另一顆“好木星”的存在。

木星有一個(gè)巨型磁場，比地球的大得多。但是木星的磁場并非球狀，它只是朝太陽的方向延伸。這樣一來木星的衛(wèi)星便始終處在木星的磁層中，由此產(chǎn)生的一些情況在木衛(wèi)一上有了部分解釋。不幸的是，對(duì)于未來太空行走者及全身心投入“旅行者”號(hào)和“伽利略”號(hào)設(shè)計(jì)的專家來說，木星的磁場在附近的環(huán)境捕獲的高能量粒子將是一個(gè)大障礙。這類輻射大大強(qiáng)烈于地球的電離層帶的情況，它將立刻對(duì)未受保護(hù)的人類產(chǎn)生致命的影響?！百だ浴碧?hào)飛行器對(duì)木星大氣的探測發(fā)現(xiàn)，在木星光環(huán)和最外層大氣層之間另存在了一個(gè)強(qiáng)輻射帶，大致相當(dāng)于地球電離層輻射帶的10倍。驚人的是，新發(fā)現(xiàn)的輻射帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。