■ 楊孝文
太陽系堪稱一個“極端之地”,從最深的海洋、最臭的地方到最大的峽谷,以下即是最具代表性的例證。
土衛(wèi)七是太陽系中的大家伙,三軸長度大致為410千米、260千米、220千米。由于這種規(guī)模的衛(wèi)星通常具有足夠的引力將其拉伸為橢圓形,天文學(xué)家由此認為,土衛(wèi)七或許是一顆更大衛(wèi)星遭到撞擊后散開的碎片。因為土星和另一顆衛(wèi)星土衛(wèi)六的引力對土衛(wèi)七的影響不均衡,土衛(wèi)七便避免了其被潮汐力鎖住。結(jié)果,土衛(wèi)七的旋轉(zhuǎn)模式就難以預(yù)測,每天的情況都不一樣。不僅旋轉(zhuǎn)速度存在差異,而且土衛(wèi)七的北半球總是指向太空中的不同地點。對于土衛(wèi)七來說,300天過后預(yù)測其旋轉(zhuǎn)軸心方位,這完全是不可能的,因為它可能會指向任何地方!
在地球上,太平洋的馬里亞納海溝給我們留下了深刻印象,其深度達到10.9千米。然而,木衛(wèi)二上的海洋令馬里亞納海溝相形見絀。雖然木衛(wèi)二表面覆蓋著隕石坑和縱橫交錯的冰層,但木衛(wèi)二地下隱藏著液態(tài)海洋,有些測量數(shù)據(jù)認為其深度達到100千米。研究人員認為,在木星和其他質(zhì)量偏大衛(wèi)星對木衛(wèi)二施加的潮汐壓力及輻射能的影響下,這顆衛(wèi)星的內(nèi)部溫度應(yīng)該很高。木衛(wèi)二浩瀚的液態(tài)海洋令其成為我們尋找外星生命最具前景的目的地之一。
木衛(wèi)一是是太陽系中火山活動最活躍的地方,表面遍布火山坑。不過,造訪木衛(wèi)一注定不是一段美好的經(jīng)歷——木衛(wèi)一上散發(fā)著像臭雞蛋一樣的味道。木衛(wèi)一表面及高層大氣中富含硫化氫,因此它也呈現(xiàn)出獨特的黃色和紅色。由于以橢圓軌道繞木星運轉(zhuǎn),木衛(wèi)一十分活躍。隨著木衛(wèi)一不斷在距木星或近或遠的軌道上活動,其引力會在這顆巨行星內(nèi)部產(chǎn)生潮汐可撓性,令地幔升溫,引起劇烈爆發(fā)。2007年,“新地平線”號飛掠木衛(wèi)一時觀測到一次火山噴發(fā),當(dāng)時含硫羽狀物升到距表面290千米的高空,而地球上最大規(guī)?;鹕絿姲l(fā)釋放的羽狀物高度只有19千米左右。
即便是鮑勃·迪倫,也從未想象過宇宙中會有這么大的暴雨。冰質(zhì)巨行星天王星和海王星在構(gòu)成方面不同于氣態(tài)巨行星木星和土星,它們主要由水、氨水和甲烷等“冰”構(gòu)成,這種構(gòu)成對行星內(nèi)核有利。在天王星和海王星上,小到鹽粒、大到鵝卵石的“鉆石冰雹”可能不停地沖擊液體地幔和巖質(zhì)核心。核心可能覆蓋著厚厚一層鉆石,數(shù)量比地球上任何一座鉆石礦都多。
迄今為止,天王星和海王星的“鉆石冰雹”僅僅在理論上存在。行星科學(xué)家表示,他們還需要更多的數(shù)據(jù)才能確定這種奇特的現(xiàn)象是否真的存在。不幸的是,根據(jù)現(xiàn)有計劃,目前還沒有哪個探測器會對這些遙遠的星球展開探索。
想象一下一條從美國舊金山延伸至華盛頓特區(qū)的峽谷,你便會對火星水手峽谷的規(guī)模有初步的認識。這個巨大的峽谷最早是由“水手9”號飛船在1972年發(fā)現(xiàn)的。水手峽谷在火星表面延伸4000千米,深度達10千米,相比之下,美國科羅拉多大峽谷最深處不過1.77千米。水手峽谷被認為是個大裂谷,是由火星地幔的物質(zhì)沸騰并延伸至地殼形成的。
火星不僅擁有太陽系最深的峽谷,還擁有最高的山峰。火星火山奧林帕斯山的高度達到44千米,是地球最高峰珠穆朗瑪峰的3倍。奧林帕斯山的形成方式可能與地球上的火山一樣:由于處于“熱點”上方,在一定條件下,熱巖的羽狀物從火星內(nèi)部噴涌而出。由于火星不受所謂板塊構(gòu)造理論的約束,其表面火山的高度可以慢慢超過地球上的火山。火星上沒有活動的構(gòu)造板塊,奧林帕斯山可能會長時間處于那些形成火山的熾熱羽狀物上方。
21世紀(jì)初,隨著“卡西尼”號向火星進發(fā),任務(wù)控制人員獲得了一個重大發(fā)現(xiàn)——“卡西尼”號在1.6億千米以外的地方,探測到土星強大雷暴天氣的無線電脈沖。雖然多年來科學(xué)家并沒有直接看到土星的雷暴天氣,但無線電爆發(fā)表明,它們發(fā)生在土星南半球一個名為“風(fēng)暴巷道”的區(qū)域。
金星的大小、密度和構(gòu)成與地球大體相同,當(dāng)金星厚厚的大氣最早被發(fā)現(xiàn)時,尋找外星生命的科學(xué)家曾想搞清它上面是否有茂密的叢林和奇異的生命。實際上,金星是一顆受硫黃云控制的熾熱星球。金星與太陽之間的距離比日地距離近了4180萬千米,但這并不是金星表面溫度如此之高的唯一原因。
地球表面溫度因全球變暖現(xiàn)象而持續(xù)上升。在溫室效應(yīng)的作用下,太陽輻射到達地球表面,而地球以紅外輻射的形式釋放出來自太陽的部分能量。不過,在金星表面,厚厚的云層和主要由二氧化碳構(gòu)成的稠密大氣捕集到熱量,避免其逃逸到太空中。金星的表面溫度高達460℃,令其成為太陽系中表面溫度最高的行星。
這場風(fēng)暴仍未表現(xiàn)出自動平息的跡象。木星“大紅斑”最早是由意大利天文學(xué)家喬凡尼·多美尼科·卡西尼在1665年發(fā)現(xiàn)的,雖然在18世紀(jì)和19世紀(jì)初只是偶爾對其進行過觀測,但許多天文學(xué)家認為,這場風(fēng)暴自發(fā)現(xiàn)以來,已經(jīng)持續(xù)了345年?!按蠹t斑”風(fēng)暴強度是地球風(fēng)暴的3倍,風(fēng)速最高可達每小時644千米。這場風(fēng)暴為何能持續(xù)數(shù)百年之久?據(jù)貝克和拉特克里夫解釋,其能量來自于木星內(nèi)部和更小的氣旋。他們寫道:“引人注意的是,木星內(nèi)部向云頂提供的能量比其從太陽獲取的能量多出70%。引力收縮就像一臺大型空氣壓縮機,在木星深處產(chǎn)生強大的壓力和熱量。而木星大氣中的強大雷暴又將部分熱量輸送至云頂。”更小的風(fēng)暴則被“大紅斑”吞噬,令其得以繼續(xù)咆哮。
這張壯觀的照片顯示了磁活動極為活躍的太陽,此外還有明亮的太陽耀斑、光弧以及流狀等離子體。通過閃光的等離子體,常??梢钥吹竭@些磁場結(jié)構(gòu)的大體輪廓,原因就在于,帶電粒子沿著磁力線流動。這也是閃亮的絲狀物可以標(biāo)出太陽黑子輪廓的原因。在太陽黑子所處的區(qū)域,等離子體被劇烈的磁場捕獲,接著會冷卻下來。在磁力線經(jīng)過的地方,它們可以釋放被稱為太陽耀斑的巨大能量,甚至是日冕質(zhì)量拋射物。單個日冕質(zhì)量拋射物就能將10%的日冕以極快的速度拋向太空。