谁给木卫二涂脂抹粉

2014-04-17北辰

科学24小时 2014年9期

关键词：木卫二划痕木星

北辰

谁给木卫二涂脂抹粉

北辰

木卫二是个被冰川覆盖的白色星球，但是在它环绕木星运转的后方，却呈现出淡淡的红色，像是被抹上了脂粉。充当“化妆师”的不仅有木星，也有木卫一，更有木卫二自己的不懈努力，它们共同演绎了一套非常复杂的“化妆术”。

木卫二在太阳系中拥有很高的知名度。由于它富含水分，因此人们对它是否存在生命的讨论一直没有停止过。它还是太阳系中明亮度仅次于月球的卫星，覆盖其表面的那层厚厚的冰壳，最大程度地反射了太阳的光线，当然，也反射了木星的光芒。

木卫二的知名度和亮度都与水有关，也就是跟冰层有关。冰层下面，是一个巨大的海洋，覆盖了整个星球。而在水层下面，则是岩石层和金属核心。我们恐怕怎么也想象不到，那抹淡淡的红色，也与冰层有关。

红扑扑的“屁股”

木卫二并不是一颗通体光滑的星球，它的表面印满了无数划痕。这些划痕看起来张牙舞爪，纵横交错，像是颇为复杂的运河渠道。如果早期的地球人看到这幅景象，他们也会认为这个星球上有人正在规划河道。木卫二上没有山川，只有低矮的丘陵和为数很少的几个环形山，这让这些划痕更加触目。

值得注意的是，这些划痕是红色的。不仅如此，在划痕附近，也呈现出淡淡的红色。似乎有某种神奇的力量，让河渠里流淌了红色的液体，湿润了河岸，浸染了

火山灰和硫酸雨

木卫二是一颗表面布满冰川的寒冷星球，而木卫一则截然相反，火山活动主宰了它的表面，那是一个滚烫的世界。

在探测器抵达木星之前，科学家以为，木卫一很容易受到陨石的撞击，其表面应布满了大大小小的环形山。他们准备查看表面的陨石坑数量，以此估算木卫一外壳的年龄。然而，探测器传回的照片却显示，木卫一表面的环形山屈指可数，让它显得非常年轻。造成这种独特外观的原因，就是木卫一上的火山喷发。火山不断地喷发，把灰尘重新覆盖在星球表面。火山灰不仅遮掩了陨石坑，也蒙蔽了我们的双眼，让我们始终看到的是一颗年轻的星球。

旅行者探测器发现，木卫一的表面有不少火山。数千米深的火山口，不断向外界喷发熔融物质，地面流淌着绵延几百千米的黏稠液体。此外，木卫一表面还有许多大大小小的炽热湖泊，里面的液体都是硫磺。这些现象说明木卫一是颗温度很高的星球，根据红外线测试结果显示，其最高温可达1726.85℃。

火山喷发出来的物质会继续上升，进入太空。于是，我们就会发现，本不该具有大气层的木卫一，竟然会有一层薄薄的大气层。它的主要成分是钠、钾、硅、铁，当然，还有从火山喷发出来的硫磺。

这些硫磺被喷上天空，随即又像雨水那样落下。不过，仍有少量硫磺会进入大气层。木卫一的大气层引力极小，根本无法吸引住它们。这些硫磺会继续向太空飞去，弥漫在木卫一的轨道周围，最终进入木卫二的上空，成为它的化妆品，木卫二表面的那抹红色即源于此。

但是，这些硫磺是怎么进入木卫二上空的呢？这还得归功于木星。

近几年，科学家发现，木星上是有极光现象的，这表明，木星有着较强的磁场，其强度远胜于地球表面的磁场。木星的磁场形成了木星的磁层，它会把木卫一的火山灰电离，并送至其他地方。木星的磁层非常宽广，覆盖了距离木星最近的四大卫星。因此，那些携带着硫酸的火山灰可以轻而易举地形成硫酸雨，飘飘洒洒地降落到这四颗星球表面，当然也能轻易进入木卫二的上空。周边地带。这一缕缕红色，在白色的背景中愈发显眼。更加奇怪的是，这些“红色”只出现在木卫二环绕木星运行的后方。

这种红色是怎么形成的？它究竟代表着什么？这两个问题始终困扰着科学家。他们曾试着把答案与冰川下方的海洋联系在一起，幻想着水下生命的特征。如今，科学家却非常坚信，木卫二这些红色的“脂粉”与木卫一的火山爆发有关。

木星挥舞鞭子抽打木卫二

不过，为何这些灰尘不能侵袭整颗木卫二，只能进入到它的后方呢？这就要从木星及其四颗卫星的相互运动规律说起了。

当伽利略把望远镜对准木星时，他发现了木星的四颗卫星，它们分别是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。这四颗卫星也被称为伽利略卫星，它们之间像兄弟一般，存在着太多太多的必然联系。

由于这四颗卫星距离木星都很近，因此，它们与木星处于引力锁定状态，相互之间会发生轨道共振。它们环绕木星运转一周的时间相互关联，比如，木卫三每公转一周，木卫二就能公转两周，至于距离木星最近的木卫一，则能公转四周，这种关系就是轨道共振。

这四颗卫星在围绕木星运行的时候，虽然速度不尽相同，但它们有一个共同点：始终以同一面面对着木星，而木星始终“看”不到它们的另一面。

当木卫二在自己的轨道上奔跑时，木星就在它的左前方，而它的后方，则为木星提供了一个施展化妆技术的绝佳舞台。

虽然木卫二以固定的一面面对着木星，但是木星并没有那么热情，它不会以固定的一面面对着木卫二。木星会自转，自转一圈的时间仅为9小时50分30秒，而木卫二环绕木星运行一圈的时间是85小时。木星的自转大大快于木卫二的公转，这就造成了一个奇妙的现象：木星驱赶着周围空间的电离物，一次又一次扫过木卫二，就好像木星拿着一条鞭子，不断地从木卫二的后方超越，每超越一次，就拿鞭子抽打一次木卫二的后方。这条由电离的火山灰构成的鞭子，会以每小时30万千米的速度轰击木卫二的后方，每隔10小时，木卫二的天空就会降下一场硫酸雨。

木卫二的化妆术

是否只有木卫一和木星充当了化妆师的角色呢？答案并非如此，似乎木卫二也挺喜欢那抹淡淡的红色。

利用望远镜的光谱仪，科学家发现，木卫二上那些红色物质的主要成分是硫酸镁。这让科学家十分困惑，硫元素来自木卫一，但是，木卫一上面却没有镁元素，镁元素是从哪里来的？

原来，镁元素是由木卫二自己提供的。在这颗星球内部，有着大量的镁元素，木卫二费尽心思，将它们从内部翻滚出来，进入地表，与硫元素结合，形成硫酸镁。不过，它是如何调配这些元素的呢？这还是要从轨道共振说起。

众所周知，轨道共振会产生能量，能引发木卫二内部的地质运动。这场运动让木卫二由正圆变为椭圆，最后再回到正圆状态。虽然这种变化非常微小，但足以让木卫二的地质结构发生断裂。不仅地下结构会断裂，地表的冰层也会断裂，那些划痕就是地表撕裂的痕迹，也就是地质运动的结果。

木卫二的地下是巨大的海洋，海水中含有氯化镁。在地质运动的过程中，氯化镁会从地下向地表渗透，并且把断裂带周围浸润。当氯化镁涌出地面后，它会与来自太空的硫元素结合，形成硫酸镁。然而，只有在木卫一的后半部分才会出现硫元素，因此也只有这里才有硫酸镁。不过，硫酸镁是无色的，还需要其他一些杂质的掺和才会呈现红色，而这些杂质则来源于木卫二的地下水中。

人类总是被自己的PS技术和化妆手法所征服，殊不知宇宙中早就出现了更高明的化妆师。这位化妆师就像化学家那样，制造出各种染色材料，又像外交家一般，让木星和木卫一为自己的姿色不断努力。似乎在它眼中，只在乎那一抹淡淡的红色。