太阳系八大独特极端之地

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【大纪元9月13日讯】(大纪元记者韩婕编译)据《科学美国人》杂志报导,哈佛大学出版社出版的一本新书为人们讲述了太阳系内一系列最独特、最极端的所在,虽然宇宙浩瀚无边,太阳系令人惊异的地方却也比比皆是。

由贝克和瑞特克利夫(David Baker and Todd Ratcliff)合作出版的“太阳系内50个最极端之地”书中报导了在太阳系中一些超出人类想像的宇宙现象,从金星(Venus)足以熔化铅的惊人表面温度到已经持续了数百年的木星风暴大红斑,再到土卫二“恩克拉多斯”(Enceladus)的冰火山,从海王星(Neptune)的冰火山,到土星(Saturn)上如埃菲尔塔大小闪电,就在我们太阳系的角落上发生着。

海卫一


海王星(左后)与海卫一,由“旅行者2”号探测器1于989年穿过海王星系统时拍摄。(NASA)

在太阳系内的所有行星绕轨运行方向都与太阳旋转方向相同,即逆时针旋转。同样地,太阳系内几乎所有大型卫星绕行星运行方向也与这颗行星保持一致,唯一一个例外便是海卫一“崔顿”(Triton)。海卫一是巨行星海王星体积最大的卫星,绕一条逆行轨道运行,即与所绕海王星的旋转方向相反,科学家推测它是被海王星俘获的一个古柏带(Kuiper belt)天体。它是太阳系中被测量的最冷的天体,温度为−235°C。

一些研究人员认为海卫一可能并不是与海王星一起形成,而是被海王星的地心引力捕获的一个双矮行星系统的残余。

海王星(Neptune)为太阳系中距太阳第八远的一个行星,距离太阳系第八远,它的体积是太阳系中第四大,但质量排名是第三,其质量大约是地球的17倍。

古柏带是太阳系在海王星轨道外侧(距离太阳约30天文单位)的黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域,这里满布着直径从数公里到上千公里的冰封物体。

火星沙尘暴


图为精神号火星探测车星拍回的火星沙尘暴。(NASA)

贝克瑞特克利夫将火星尘暴称之为“太阳系内最极端的真空吸尘器”,由于火星(Mars)的低气压和地表引力,地上的沙尘暴旋风以及尘卷风可以达到相当于珠穆朗玛峰(Everest/圣母峰/埃非勒斯峰)的高度,风速超过每小时300公里。


2001年9月火星上发生的全球性尘暴(右)。

水星


图片的中间一个弯曲的悬崖清晰可见。(NASA)

水星(Mercury)是距离太阳最近的行星,比月球大1/3,也是太阳系中运动最快的行星,绕日一周仅需58.64天。地表被逆冲悬崖覆盖。逆冲悬崖是一种阶梯式地貌,由火星收缩所致。

在这幅照片的中部,一个弯曲的悬崖清晰可见。逆冲悬崖分布在水星表面各处,说明整颗星球都在收缩。从诞生到现在,火星直径因核心冷却可能已经萎缩了6公里。这一过程可能仍在持续中。

由于水星的公转轨道偏心率,以及其自转与公转速度的关系,导致在水星上的特定时刻和特定位置观察太阳,可以看到两次日出和日落–其中一次日落是倒退回去的。

导致这一奇特现象的原因是,根据开普勒定律,近日点的轨道速度最快,远日点则最慢。而水星在接近近日点大约四天前的某一位置,其公转角速度会逐渐赶上它的自转角速度,以致于太阳的视运动逐渐停止,然后倒退;在近日点时,水星的轨道速度达到最大;而在过了近日点四天之后,太阳会恢复正常的视运动,因为此时轨道角速度又会再次落后于自转角速度。

土卫七


土卫七像超级海绵般的外表(NASA)

土卫七“海珀瑞恩”(Hyperion)是土星(Saturn)众多卫星中的一个。它形状怪异,表面长满“痘痕”并且密度极低,大约只有水的一半左右,多孔的结构令人难以置信,它的形象就像是一个400公里长的超级海绵。

太阳系内的绝大多数大型天体都有较为固定的旋转周期,例如地球的24小时,而土卫七的旋转是混乱无序的。如果生活在这颗外形似足球般,并且不停翻滚的卫星上,要敲定每周的日程表绝对是一项不小挑战,因为它每一天的长度都在变化,非常不稳定。


航海家1号发现土星北极区的六角形云彩特征,并在2006年被卡西尼号太空船证实。(NASA)

土星环是太阳系中最引人注目的景象,图为卡西尼太空船在2007年拍摄的土星环。(NASA)

木卫一


木卫一活跃的火山活动使得其表面因硫化物而成为红、黄、白、黑、和绿色的彩绘色彩。(NASA )

木卫一“艾奥”(Io)是木星(Jupiter)的四颗伽利略卫星(最早以望远镜发现木星最亮的四颗卫星)中最靠近木星的一颗卫星,它的直径3,642公里,是太阳系第四大的卫星,是木星体积第三大的卫星。“艾奥”被评为“太阳系内最臭的所在”,它的气味闻起来像腐烂的鸡蛋。

受其活跃而富含硫磺的火山活动影响,木卫一的多冰表面及其大气中含有大量带有刺激性气味的二氧化硫以及硫化氢,使得这颗卫星拥有令人讨厌的怪味。

木卫一有着400座的活火山,使其成为太阳系中地质活动最活跃的天体,表面大部分的平原都被硫磺和二氧化硫的霜覆盖着。“艾奥”极端的地质活动是受到木星的牵引,造成潮汐摩擦产生的潮汐热化的结果。有些火山造成的硫磺和二氧化硫流束可以攀升到500公里(310英里)的高度,其表面有些山峰比地球上的珠穆朗玛峰还要高。

木星是太阳系中体积最大、自转最快的行星,它的质量略轻于太阳的千分之一,但为太阳系中其他行星质量总和的2.5倍,属气体行星。木星是人类迄今为止发现的天然卫星最多的行星,目前已发现63颗卫星。


木星及其四颗最大的卫星(NASA)

土卫六


土卫六上的湖泊(NASA)

土卫六“泰坦”(Titan)是环绕土星运行的一颗卫星,它由一半冰和一半固体组成,它是土星卫星中最大的一个,也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星,因此被高度怀疑有生命体的存在,在2010年6月5日《每日邮报》的报导中证实,NASA的确在土卫六上发现“原始的生命体”,科学家也推测大气中的甲烷可能是生命体的基础。

土卫六并不是一个容易到达的地区,但却拥有丰富的碳氢燃料资源,被贝克和拉特克利夫称之为太阳系“最佳燃料库”。土卫六的碳氢化合物循环在一定程度上与地球的水循环类似,以甲烷雨和碳氢雾的形式出现,或者以液态甲烷和乙烷湖的形式存在于地表。在“卡西尼”号(Cassini-Huygens)飞船拍摄的这幅照片中,我们可以清楚地看到这种现象。

泰坦有大气层,且地表有山脉、湖泊与河流,被视为太阳系中与地球最相似的星体。科学家认为,泰坦有原始的生命体在大气层中呼吸,并且以泰坦地表可作为燃料的物质为食物。

火星奥林匹斯山


火星的奥林匹斯山(NASA)

8850米高的珠穆朗玛峰是地球上最高的山峰,同时也是最著名的攀爬圣地,但这一高度在太阳系内根本不值一提。太阳系的最高峰被火星的奥林匹斯山(Olympus Mons)摘得。这座火山的直径超过600公里,面积相当于美国亚利桑那州,最高点的高度可达到27000米,是珠穆朗玛峰高度的近3倍。

奥林匹斯山是火星上的盾状火山,山顶的破火山口。火山宽约600公里,约等于夏威夷群岛的宽度(夏威夷岛至可爱岛)。

完美日全蚀


完美的日全蚀(NASA)

在地球上,日全食已经是一种较为罕见的天文现象了,在更为广阔的太阳系中,这种现象也是罕见的。在地球上,地球与月球和太阳在体积、形状和距离等方面的相互影响,导致月球遮住太阳(影像重叠),进而形成日全食。而地球只有一个卫星,这种现象便显得更令人吃惊。


土卫十七(NASA)

从卡西尼号观察到的土星日食(NASA)

木星和土星都拥有几打以上的众多卫星,但这些卫星最终只能遮住太阳部分区域,形成日偏食。而在距离太阳更远的天王星和海王星,则恰恰相反,卫星遮住了整个太阳,部分遮盖的时候较少。虽然土星的两颗卫星──土卫十六“普罗米修斯”(Prometheus)和土卫十七“潘多拉”(Pandora)的体积和距离都适于形成类似地球的日全食(太阳被月球完全覆盖),但两颗卫星都类似于椭圆形体积,无法与太阳的形状相配合。 (http://www.dajiyuan.com)

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