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“太阳系大块头”的秘密

2022-03-23林宽雨

科学大众(中学) 2022年2期
关键词:耀斑土星光环

林宽雨

在太阳系八大行星中,除地球之外,曝光率最高的当数火星和金星。没办法,谁让人家紧挨着地球、占据地利优势呢?其他行星虽然关注度不高,但有时也能凭借一两则劲爆的消息登上各大新闻版面的头条。前段时间,太阳系中的“大块头”——木星,就因为耀斑的秘密再度走进人们的视野。

发射带电粒子引出耀斑

人们在研究木星的过程中发现了不少神秘现象,其中之一就是木星会定期爆发强大的X射线耀斑。不过,科学家只知其然,而不知道其所以然。自从被发现后,这些耀斑的身世就一直是困扰科学家的一个谜团。如今40多年过去了,科学家终于找到了答案。

科学家经过探索,发现木星每隔27分钟就会发射一次X射线,非常有规律,而这个发射时间恰好与木星的磁场振动时间完全相同。至此,真相大白,原来耀斑的出现是木星磁场振动引起的。具体说来,就是木星上的磁场能够捕获带电粒子并通过振动将它们发射出去,让带电粒子撞击木星大气层,引出X射线耀斑。

名副其实的“大块头”

当然,除了定期爆发耀斑,木星还有很多其他特点,比如块头大。

说起木星的块头,我们都知道它是太阳系八大行星里最大的。至于它的块头到底有多大,借助地球对比一下,你就清楚了。从体积来看,一个木星大致相当于1300个地球;从质量上看,木星的质量是地球的300多倍,其余七大行星加在一起都不及木星质量的一半。所以,无论是看体积还是质量,木星都是太阳系里名副其实的“大块头”。

虽然块头很大,但木星转起圈来不仅不笨拙,速度还很快。木星自转一圈只需要不到10个小时,是八大行星里转得最快的。也就是说,在木星上,如果你还要像现在一样保持8个小时以上的充足睡眠,差不多只能一睡睡一天了。另外,木星的磁场也是八大行星中最强的,在木星上,你能看到更为绚烂的极光。

古老的“迁徙户”

除了块头最大、自转速度最快、磁场最强,木星还是八大行星中年龄最大的。

科学家通过分析认为,木星出现的时间大致是太阳系刚形成后的100万到1000万年间,是太阳系中最先形成的行星。科学家借助先进的计算机模拟技术还发现,木星在太阳系内经历过一场迁徙。在刚诞生那会儿,木星与太阳之间的距离大约是现在的4倍。在随后大约70万年的时间里,木星开启了一场面向太阳的迁徙之旅,最终来到了现在的位置。

不出名的光环

提起自带光环的行星,相信很多人都会想到土星,毕竟土星的光环很早就被发现了,而且我们现在看到的土星照片几乎都是带着光环的形象。不过,在太阳系拥有光环可不是土星的专利,我们今天的主角木星同样拥有一个光环。

1979年,在太空中飞行的“旅行者1号”探测器为木星拍下了一系列照片,这些照片让人们发现了很多木星的小秘密,其中之一就是木星有光环。在木星的周围,有一圈由直径几十米到几百米不等的黑色碎石块组成的环。环的厚度不到30千米,宽度9000千米左右,外边缘距离木星表面大约57000千米。

一大群“小弟”围绕

也许是木星的这个光环不易被发现,又或许是它的邻居土星的光环太过出名,总之木星的光环知名度不高。不过,即便主角光环不突出,木星依旧有主角气质,因为它有一大群绕自己转圈的“小弟”。

截至目前,人们发现的木星卫星数量已经达到了79颗,虽然这个数量要稍逊于土星,但和没有卫星的水星与金星、只有一两颗卫星的地球与火星相比,木星的主角气质显然要突出得多。在众多“小弟”中,最出名的当数意大利天文学家伽利略在1610年发现的木卫一到木卫四这4颗卫星,尤其是木卫三,从发现之日起就一直备受关注。

木卫三跟木星一样是个“大块头”,它的体形已经超过了八大行星中的水星,是太阳系中最大的卫星,同时还是太阳系内唯一拥有自己磁场的卫星。另外,木卫三还可能是一个潜在的生命摇篮。哈勃望远镜在观测时发现木卫三上存在大量水资源或者冰质海洋,这一发现不禁让人们对木卫三有了更多的期待。据说,欧洲航天局将在2022年开展“木星的冰卫星探测者”计划,探测器将于2029年抵达木星,然后用至少3年时间对木星和其周围3颗最大的卫星展开探测。到那时,我们对太阳系中最大的行星和最大的卫星这一对“大块头”会有更多的了解。

木星的“胎记”

对木星有些了解的人都会知道,木星有个著名“胎记”——一块大红斑。

人们很早就通过天文望远镜发現,在木星南半球有一块橙红色的大圆斑。不过,由于木星距离地球太过遥远,在早期人们对这个大红斑并没有太多了解。后来,通过探测器的帮助,人们才发现这个大红斑原来是一种动态的旋涡风暴。风暴主要由氨气和甲烷组成,在火星表面做逆时针旋转。据说这个风暴的根深深地扎在木星内部,其深度是地球海洋深度的50~100倍。另外,这个风暴还非常有活力,到目前为止,它至少已经刮了200~350年,依旧没有停下来的意思。虽然科学家对这个风暴已经有了挺多了解,但它的身世及活力充沛的原因还一直是个谜。

目前,我们看到的行星报道大多是关于地球的邻居火星或者金星的。希望未来随着太空探索技术的发展,我们能看到更多关于其他行星的报道,对宇宙有更多了解。

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