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水星撞不碎的坚强宝宝

2019-11-20

学与玩 2019年9期
关键词:天王星土星乔木

乔乔木和可乐王在阿乌的帮助下,只一眨眼的工夫,就从地球到了水星。 “快看快看,我们到水星了,不过这也太热了吧。”乔乔木一边擦汗一边说。

“这里可不是一般的热,我们要不是穿着神奇宇航服,早被烤熟了。水星白天的温度高达400℃以上,但是晚上又会降到- 170℃呢。”说完,可乐王从包里抽出一架“时间望远镜”,对乔乔木说,“这个望远镜能看到很久很久之前的事,也能看到很远很远的未来。给你用用吧。

随着时间望远镜的转动,水星过去的故事逐渐展现在了乔乔木的眼前。

当水星还是一个行星胚胎的时候,它住在距离太阳1.7亿公里的地方。那里有数十个像水星一样的行星胚胎正在形成中。为了争夺最佳位置,它们互相“推搡”。其中一个比水星还大的家伙,猛烈地“踢”了年幼的水星,将水星从原本的位置推向了太阳的怀抱。所以,如今的水星可比它“出生”时离太阳近多了,只有5791万公里了。

看到这里,乔乔木深吸一口气说道: “我还以为星星一直都在一个位置呢,原来它们也会调皮地跑来跑去!而且还跑这么远!”

“水星不仅会跑,还有一大谜团呢!”可乐王说,“科学家们发现,大部分正常的行星都像苹果一样,内核被厚厚的外壳包裹着;而水星却像个桂圆,铁质内核占整个星球的85%,而硅酸盐外壳只有薄薄的一层。你知道为什么吗?”

乔乔木一听,赶紧拿起时间望远镜对着水星又是一顿瞄。原来,问题就出在那个把年幼的水星推向太阳的“大块头”身上,由于力道过猛,它不但把水星撞飞,还把水星的外壳物质全都撞了个“稀巴烂”。这些物质飘散在宇宙中,最终形成了金星,当然这是后话。咱们说回“凄惨”的水星,当年它的外壳被撞碎后,周围已经没有可利用的物质再让它重新长大。所以时至今日,水星都只是一颗几乎只有内核、比月亮大不了多少的行星。

“原来水星经历过这么悲惨的事情啊,它真的很坚强呢。”忽然间,乔乔木对这颗饱经沧桑却依然矗立的灰色优雅行星,升起了许多的敬意。

金星曾经怡人的地球姐妹

挥别水星,阿乌又带着乔乔木和可乐王飞到了金星。来到金星之前,乔乔木因为“金星”这个美丽的名字,可是遐想了一番,但是一到地方,他可傻了眼。

“这里的温度达到457℃,大气中充斥着二氧化碳,其浓度高达96%,气压是地球的89倍。”可乐王刚说完这些数字,就瞥见乔乔木赶紧把神奇宇航服的拉链又紧了紧。以前,很多科学家都认为,金星应该像座伊甸园,有山有河流,甚至还可能存在植物。因为金星作为地球的姐妹,实在是和地球太像了:个头差不多,位置差不多,就连地质成分都很像。但是当人类探测器在20世纪80年代第一次踏足金星,却发现金星简直是人间地狱。就连当年那颗来金星的探测器,也因为这里的高压环境,登陆仅127分钟便解体了。

“金星那么像地球,为什么没有演化出地球这样的环境呢?”乔乔木疑惑不解。“乔乔木,你真提了一个好问题。这个原因可能还要从两颗行星的成长岁”月中寻找答案吧。”可乐王说。“难道在它们的成长过程中,哪里出了问题吗?”乔乔木举起了时间望远镜,像倒带一样,寻找线索。

乔乔木发现,太阳的变化,似乎是谜团的关键。在40亿年到35亿年前,太阳还处于青年时期,不像如今这般炙热,所以也被称为“黯淡的太阳”。那时,金星的表面温度适宜,就像如今地球上的春天一样。奔流的河水浸没了金星表面,大小河流随处可见。而金星上空的厚厚大气层,也像毯子一样,维持地面的恒温和海洋的存续。

然而,太阳温度的不断升高终结了这一切。雨水还没有到达地面便蒸发殆尽,整个星球的生态遭到毁灭,形成了如今皴裂的地表。

“可乐王,地球能变成今天的样子,太不容易了,简直像中彩票的概率啊。你看,太阳就变热那么一点,居然就能给星球带来灭顶之灾。”乔乔木不无感慨。 “你知道吗?地球能变成今天这样,多亏了接下来要去的这颗行星呢。”可乐王神秘地一笑。

木星地球的雕刻师

阿乌带着乔乔木和可乐王在木星边上转圈子,就是不落地。乔乔木着急了,他想赶紧去木星上看一看。 “乔乔木,看来咱们只能在木星周围绕圈子看看了,因为木星像个气泡,是气态巨星。”可乐王的语气中透出遗憾。

說木星是巨星,一点都不为过,它由氢和氦两种元素组成,体积有1300个地球那么大,而质量更是地球的320倍,是太阳系中质量最大的一个。质量越大,引力越大。木星能对其他天体产生巨大影响,甚至能改变其他行星的历史。

45亿年前,木星不断向太阳系迁移。在穿越了太阳系边缘的小行星带后,木星进入了太阳系,并渐渐逼近地球和火星即将形成的区域。很可能,木星当年已经成功接近了火星。火星如今的体积比地球小得多就是一个很好的证明,因为木星的到来,卷走了当时火星形成区域内的大量物质,只留下少量物质供火星“生存”,以致火星如今的体积非常小。

“人类的历史,其实早在人类出现的几十亿年前,就已经埋下了伏笔。如果当时木星继续迁移到地球附近,像卷走火星周围的物质一样,‘劫掠形成地球的物质,那可能永远都不会有如今的地球了。”乔乔木不住感叹。

好在,太阳系中的另一颗行星——土星的诞生改变了一切,它制约了横冲直撞的木星,最终迫使木星稳定下来,并返回太阳系外层。木星,如今已经稳定地在固定轨道运行了将近40亿年。

其实,恐龙的灭绝,也被推测是木星在穿越小行星带时,将一颗直径10公里的小行星送入了地球轨道,从而引发了当时地球物种的灭绝。 “所以从这个角度看,木星也算是为人类的出现铺平了道路。”乔乔木又有点小得意。

尽管木星曾经从小行星带向我们“抛石头”,但是它也在保护我们。

那些从太阳系远端冲向地球的天体,大部分都会被木星的巨大引力场俘获。这么看来,木星为地球消灭了很多“敌人”呢。“简直太神奇了。”乔乔木一边佩服木星,一边也有点担忧,“不过你可别再犯脾气了,不要又跑到小行星带弄几块石头回来呀。

土星下钻石雨的奇异之地

“我看到巨大土星光环啦!”借助阿乌的飞毛腿,乔乔木眨眼间又穿越到了土星。土星简直美丽极了。乔乔木的眼睛显然已经不够用了。

土星和木星一样,都是气态巨星。它只比巨大的木星稍小一点,但是也比地球要大得多,直径是地球的9.5倍,质量则是地球的10~20倍。

“咱们的神奇宇航服是不是坏了啊,宇航服的压力指数表一直在跳。”乔乔木警惕起来。“宇航服没有坏,是土星的压力太大了。”原来,土星的地表气压是地球的1000万倍。在如此强大的压力下,土星也展现出非凡的奇异景观。

“快走!我带你去看钻石雨!”可乐王一把拉起乔乔木,和阿乌钻进了土星厚厚的大气层。穿越土星的大气层,着实让乔乔木他们受了点苦,因为土星上有着太阳系中最猛烈的风暴,以及比地球上强一万倍的闪电。

“这下的不是雨,是钻石啊!”乔乔木简直不敢相信自己的眼睛,一颗颗钻石,像雨滴一样,从天而降。原来,火星上强大的闪电将大气中的甲烷气体,变成了大片的烟灰云。再借由土星大到离谱的压力,烟灰云中的炭灰很可能会被转化成钻石。但遗憾的是,在强大的压力下,钻石还未达到地面,便纷纷液化瓦解了。

这时,一颗还没有月球大、但是美得就像纯白雪球的卫星进入了乔乔木的视野。“这是‘土卫二,土星的一颗卫星。它表面覆盖着纯净的冰,将90%的光线都反射出去了。”这颗卫星太耀眼了,可乐王只能眯着眼睛看。

这颗美丽至极的卫星,可以说是21世纪太空探索最伟大的发现之一。科学家们发现,土卫二的内部存在着巨大的液态海洋,地表还有海水冰晶喷发的痕迹。经过分析,喷发的海水冰晶,富含有机化合物和硅微粒,这些物质一般只来自于深海热泉口。而深海热泉,被认为是地球生命的摇篮。那是不是说,土卫二也会存在生命呢?据科学家分析,土卫二还是一颗年轻的卫星,但是几十亿年后,它有可能形成自己独特的生命家园哦。

天王星有“牧羊”卫星的冰巨星

领略了诸多奇异美景的乔乔木一行人,终于来到了太阳系的远端。“可乐王,这真是一颗美丽的行星啊,多么漂亮的淡蓝色,像宝石。”看着天王星,乔乔木的眼睛显然又不够用了。可乐王叹了口气,说道: “漂亮归漂亮,可是人类对这里知之甚少。目前科学家对这颗奇异星球的探索,全部来自于旅行者2号掠过天王星的6个小时。”“6个小时能知道什么呀?”乔乔木有点惋惜。

天王星距离我们太过遥远了,为了能到达这里,旅行者2号在太空中孤独地飞行了9年。但它的速度太快了,以至无法减速进入天王星轨道,只能径直飞过去。不过,就是这擦肩而过的6小时,科学家也收集了大量数据让我们得以对这颗神秘巨星开始有了了解。

天王星地表温度低到- 224℃,地表之下是冰状混合物,所以天王星是一颗名副其实的冰巨星,处于永久性深度冻结状态。旅行者2号还发现,天王星其实也有一圈黯淡的星环,只是星环是由某种不易反射阳光的物质构成的,所以难以察觉。此外,星环似乎被某种“神秘力量”控制了。环内的物质既不发生碰撞,也不会随着时间的推移而延展,就像被什么东西牢牢固定在了那里。

乔乔木一听有“神秘力量”,立刻又来了精神,赶紧拿起时间望远镜寻找答案。原来,光环的上面和下面有两颗卫星,就像牧羊犬一样,一直“驱赶”着光环内的物质。在复杂的天体作用下,这两颗卫星会将想要向上逃逸的物质拉回来,也会将向下即将掉落的物质拽回去。通过这种机制,两颗牧羊卫星成功保住了行星环中的“羊群”。

天王星还有个令人称奇的现象,就是它整个处于一种“躺倒”的姿态。科学家推测,很可能是过去的某个时刻,它被另一颗地球大小的行星撞了一下,直接被撞翻了。最终,天王星及其卫星系统,以及星环,就这样一直躺倒着、沿着螺旋线环绕太阳运转。

海王星超音速风暴缔造者

和天王星比起来,海王星更加神秘,因为它更加遥远,几乎到了目前人类探索的极限。当阿乌带着乔乔木和可乐王到达海王星时,这颗比天王星更加鲜艳的深蓝星球,似乎一点也不友好。

在这颗大气活动猛烈的星球上,可乐王、乔乔木和阿乌必须紧紧拽住彼此,才不至于被狂风吹跑。“快抓紧,要不是穿着神奇宇航服,这里的风暴能把咱们撕碎呢。”可乐王不住提醒乔乔木。

可乐王说的没错,这里的风速超过每小时2000公里,达到了超音速。高空的大風让白色的甲烷云团翻涌,也正是甲烷,让这颗星球染上了亮蓝色。这里的风暴系统不但速度快,涉及的范围也很广,旅行者2号看到海王星上有一片大黑斑,那就是一个风暴系统,个头足有地球大小。

乔乔木忽然发现了一个问题:一颗距离太阳如此之远的行星,从太阳获得的能量很少,但是为什么会有太阳系中最强烈的风暴呢?而且海王星温度很高,甚至超过了离太阳更近的天王星。“那么海王星这些能量的来源是哪里呢?”乔乔木嘟囔着。

还是让时间望远镜告诉我们吧!海王星散发的热量,比它从太阳接收的热量的两倍还多,所以这些能量很可能来自星球内部。据了解,海王星的核心温度约为7000℃。行星核心的热量,一路从内而外散发到宇宙空间。在热量带动下,它的整个大气被剧烈扰动,形成了太阳系中的最强风暴。

这里的风暴实在太强了,神奇宇航服已经频频报警,再待下去,可能连宇航服都撑不住了。乔乔木还真有点舍不得这颗美丽的行星。可乐王说:“快走吧,我给你讲个海王星的好玩故事。”

原来,海王星并不是科学家用探测器发现的,而是在1846年,被当时的天文学家用数学计算出来的。当时的人们发现,天王星的真实运行轨迹和数学计算的轨迹偏差很大,这是一个非常奇怪的现象。所以人们就推测天王星附近应该还有一颗行星在影响着它的轨迹。果不其然,最后人们在距离计算位置1度的地方发现了海王星。

火星终极目标地球化改造

“好了,咱们最后一站去火星吧!”其实按照行程,可乐王一行早该拜访过火星了,可是因为乔乔木对火星“情有独钟”,特意把火星之旅放在了最后。说起与火星“结缘”,那还得从不久前中国儿童中心一堂名为“从地球出发——火星叔叔带你游太空”的主题读书会说起。

读书会上,被称为“火星叔叔”的行星科学专家、科普作家、国家天文台研究员郑永春老师告诉大家,火星是太阳系中唯一有可能实现大规模移民的星球。这可把乔乔木乐坏了,他很想好好看看人类未来的家。结果到了火星一看……“怎么会这样!”一望无际的干旱星球,裸露的岩体,褶皱的地面,大片大片的陨石撞击坑,整个星球看起来没有一丝生机。

“我不信,我要看看火星以前是什么样的。”在时间望远镜的帮助下,乔乔木发现曾经的火星确实很美。大约40亿年前,火星五分之一的面积被海洋覆盖,大气压力和目前的地球相当,地表温度维持在25℃左右,只是空气中的氧气含量比地球要稀薄。如果可以旅行到过去的火星,人类只需要戴个氧气面罩,就可以坐在火星的大地上,欣赏太阳系中最大、最壮观的瀑布——艾彻斯瀑布。然而,这样美好的画面,在火星上只维持了数亿年的时间。

大约在35亿年前,火星逐渐发生了变化,它的“发动机”停止了。炙热核心一“罢工”,火星磁场随之消失,带电的太阳风粒子将火星大气逐渐吹散到太空,地表温度降低,海洋蒸发……在一系列连锁反应下,火星“死去”了。当年奔流壮丽的艾彻斯瀑布,如今变成了干涸的艾彻斯深谷。

放下时间望远镜,乔乔木有点小伤感:“即便行星有亿万年的生命,也抵不过从出生到死亡的命运。”不过,死去的火星,怎么会成为人类未来的家园呢?乔乔木努力回忆着火星叔叔说的话。

“可乐王,我想起来了。火星土壤中的成分和地球非常相近,都富含氮、磷、钾、钙、镁等微量元素,含量比地球还要丰富,非常适合植物生长。也就是说,只要解决水源问题,在火星上种土豆等作物,是没有问题的。”

“真的吗?那火星上能解决水源问题吗?”这回轮到可乐王成为“好奇宝宝”了。“当然了。火星上大部分的水是以地下的固态冰形式存在的,而且火星稀薄的大气中也含有少量的水。因此,在火星上找到水源并不是特别困难。”乔乔木很有信心,“同时,火星上存在着丰富的资源。如果在火星上开采矿产,随着运输成本的降低,这些资源将造福人类。”

说着说着,乔乔木兴奋极了。他想起火星叔叔对他说过的火星改造时间表:未来20年,人类将首次登陆火星;未来100年,建设一个中等规模的火星城市;未来1000年,把火星改造成适宜人类居住的星球。看来,“地球化”改造火星,才是人类的终极目标。当然了,乔乔木也明白,改造一颗星球,谈何容易,还要很多代人的努力。

带着这样的沉思,乔乔木与可乐王\阿乌一起返回了地球。他要开始写《学与玩》小科学院的“浩瀚宇宙”主题科研报告了。报告可不好写,有了第一手太阳系实地勘测成果,乔乔木还查阅了不少资料,又请教了编辑姐姐,他作为小科學家的第一篇作品总算出炉了。编辑姐姐告诉他,如果他的作品获得评审老师的好评,将有机会刊登在《学与玩》网站(xueyuwan.zget. org)或《学与玩》杂志的专属版面上呢!

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