活躍的木衛(wèi)一

在圍繞著木星旋轉(zhuǎn)的4顆衛(wèi)星中，有一顆離它最近的、呈現(xiàn)美麗橙紅色的天體，它的表面還間雜著很少的淺黃色、白色和黑色，這就是木衛(wèi)一。木衛(wèi)一的體積比月球稍大一點(diǎn)兒，半徑為1815千米。它上面散布著活火山群，是我們太陽(yáng)系中具有最熱、最活躍火山群的一個(gè)星體，1979年，“旅行者1”號(hào)探測(cè)器在途經(jīng)木星時(shí)，“窺視”了木衛(wèi)一，拍下了它的玉照。從它獲得的照片來(lái)看，木衛(wèi)一上至少有8座活火山正在噴發(fā)：咝咝作響的火山口噴出高達(dá)400千米的熱氣流，里面夾雜著氣體和塵埃，它們洶涌、噴吐、平息，再次洶涌，沒(méi)有止境，其噴射速度高達(dá)1600千米/小時(shí)，此景象宏偉，氣勢(shì)磅礴，堪稱太陽(yáng)系中的一大奇觀。但是，17年后，從1996年6月“伽利略”號(hào)木星探測(cè)器進(jìn)入木星的軌道，再看木衛(wèi)一時(shí)，卻看到隨著歲月的演進(jìn)原來(lái)噴發(fā)的火山已經(jīng)逐漸變得安靜了，只有1座火山噴溢的灰塵層尚未退色，同時(shí)發(fā)現(xiàn)1座新的火山正在噴發(fā)。該火山源源不斷地噴發(fā)藍(lán)色火焰，噴射物騰空高達(dá)96千米。

2007年2月，“新視野”號(hào)探測(cè)器在飛往冥王星的途中，又造訪了木衛(wèi)一，它通過(guò)其隨機(jī)攜帶的遠(yuǎn)程觀測(cè)成像儀拍攝了一批高質(zhì)量木星圖像，其中包括木衛(wèi)一的玉照。從照片上可以清楚地看到木衛(wèi)一上最活躍的“特瓦什卡爾”火山和它羽狀物中引人注目的纖細(xì)結(jié)構(gòu)。同時(shí)也觀察到木衛(wèi)一上正在噴發(fā)的“普羅米修斯”火山和“莫修巴”火山。

瞄準(zhǔn)航天器的子彈

天文學(xué)家們對(duì)這個(gè)藍(lán)色的氣流塔很感興趣，他們?cè)谘芯窟@個(gè)塔時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)正在飄落“雪花”的上方出現(xiàn)了意想不到的事情：在熱氣流的頂部，一些灰燼和塵埃應(yīng)該旋轉(zhuǎn)和落下……可并不是這樣，它們抗拒著木衛(wèi)一的拉力，不停地上升，而且不是緩慢地上升，是加速地上升，它們遠(yuǎn)離木衛(wèi)一，進(jìn)入太空。這時(shí)，正在經(jīng)過(guò)的太空飛船必須小心，木衛(wèi)一正在向你們瞄準(zhǔn)。

在航天器飛行的歷史中，的確記載了木衛(wèi)一灰塵擊中探測(cè)器的事件。1992年，繞太陽(yáng)運(yùn)行的“尤利西斯”號(hào)探測(cè)器曾在經(jīng)過(guò)木星附近時(shí)，遭遇過(guò)木衛(wèi)一這些逃逸火山灰的襲擊。2004年初“尤利西斯”太空船再次訪問(wèn)木星，并且再次遇到灰塵的襲擊。但是，對(duì)于發(fā)射“尤利西斯”號(hào)的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，這并不是一件壞事，而是得到了意外的驚喜。因?yàn)?，他們?cè)鞠Ｍ坝壤魉埂碧?hào)遇到彗星或小行星，能夠得到它們遺留在太空中的漂流灰塵，沒(méi)想到卻獲得木衛(wèi)一的火山灰流。這群火山灰流相當(dāng)細(xì)密，就像花園中水管噴山的水流一樣，移動(dòng)速度高達(dá)300千米/秒，僅次于太陽(yáng)風(fēng)的400千米/秒～700千米/秒。不過(guò)，因?yàn)榛鹕交翌w粒都很小，只相當(dāng)于普通香煙灰顆粒大小，雖然運(yùn)動(dòng)速度很快，并沒(méi)有損傷到探測(cè)器。在1995年，當(dāng)“伽利略”號(hào)木星探測(cè)器真正地進(jìn)入木星軌道，也曾遭遇到火山灰流的襲擊。

答案的獲得

最初，對(duì)于“尤利西斯”探測(cè)器上灰塵來(lái)自何方，人們并不清楚。天文學(xué)家在尋找它的來(lái)源吋，并沒(méi)有人懷疑是木衛(wèi)一上火山搗的鬼。因?yàn)?，?dāng)木衛(wèi)一火山氣流刮過(guò)的時(shí)候，“尤利西斯”探測(cè)器是在距離木衛(wèi)-1億千米的地方，按照推理來(lái)計(jì)算，這些火山灰根本不可能擊中探測(cè)器。此外，從灰塵運(yùn)動(dòng)的速度來(lái)看，木衛(wèi)一火山口噴發(fā)出微粒的速度是1千米/秒，最多只有2千米/秒，而不是300千米/秒，以這種速度灰塵也無(wú)法與探測(cè)器相遇。

這一切都令人感到困惑，研究人員考慮到幾種可能性。一種可能性是這些灰塵來(lái)自于木星的暗光環(huán)，在那里有大量的灰塵，但是光環(huán)是如何制造出高速噴射物呢?另一種猜測(cè)是它來(lái)自于彗星“鞋匠—利維”9號(hào)，1992年這顆彗星離木星相當(dāng)近，并被撕成兩半，眾所周知彗星可以產(chǎn)生灰塵流，但是它的速度達(dá)不到可以襲擊“尤利西斯”探測(cè)器。

美國(guó)宇航局“伽利略”木星探測(cè)器最終揭開(kāi)了這個(gè)謎團(tuán)。像“尤利西斯”號(hào)太空飛船一樣，在1995年當(dāng)“伽利略”號(hào)接近木星的時(shí)候，它受到灰塵的襲擊。與“尤利西斯”不同，“伽利略”不是一件途經(jīng)木星的探測(cè)器，而是真正進(jìn)入木星軌道的探測(cè)器。通過(guò)幾年中收集到的數(shù)據(jù)，科學(xué)家們能夠?qū)⒒鹕交顒?dòng)和灰塵聯(lián)系起來(lái)，他們發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一的軌道運(yùn)動(dòng)改變了灰塵氣流。

對(duì)于木衛(wèi)一灰塵為什么能夠產(chǎn)生很高的速度，科學(xué)家是這樣解釋的：木星不僅是一顆巨大的行星，而且是一個(gè)巨大的磁場(chǎng)，它旋轉(zhuǎn)一圈需要9小時(shí)55分鐘，旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，木星周圍的電場(chǎng)是強(qiáng)烈的。木衛(wèi)一的灰塵就像你的計(jì)算機(jī)顯示器上的灰塵一樣是充滿電荷的，這樣木星的電力自然加速灰塵微粒的運(yùn)動(dòng)，使其速度達(dá)到300千米/秒是不成問(wèn)題的。此外，2000年“卡西尼”號(hào)在飛往木星的航程中，也被這些火山灰擊中。“卡西尼”號(hào)上的灰塵探測(cè)器比“尤利西斯”號(hào)上的更靈敏，它除獲得火山灰塵的質(zhì)量、速度、電荷、軌跡外，還可以測(cè)量其元素成分。“卡西尼”號(hào)發(fā)現(xiàn)這些灰塵中含有硫、硅、鈉、鉀等成分，均為火山物質(zhì)中的成分。科學(xué)家笑稱：現(xiàn)在不用到木衛(wèi)一也可以研究它熾熱的內(nèi)部究竟是些什么東西廠。甚至，這些火山灰可能會(huì)逐漸漂流到地球附近，不過(guò)因火山灰粒子太小，不至于引起像英仙座流星雨或獅子座流星雨那樣壯觀的流星暴景觀。

故事是否結(jié)束了?還沒(méi)有。2004年初“尤利西斯”探測(cè)器再次訪問(wèn)木星時(shí)發(fā)現(xiàn)木衛(wèi)一上的火山依然活躍著，但是有些事情出現(xiàn)問(wèn)題：灰塵正在朝另一個(gè)方向噴射。同時(shí)，“尤利西斯”太空船在接近了木星北極時(shí)，那里應(yīng)該沒(méi)有灰塵，然而這艘太空船再次受到攻擊。好像木星在任何方向上都有木衛(wèi)一的灰塵，這是很難理解的，未來(lái)前往木星的探測(cè)任務(wù)將解開(kāi)這個(gè)瞇團(tuán)。

[責(zé)任編輯] 蒲 暉