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宇宙-第26章

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  第662天。飞船中的磁场探测器表明,我们已离开了木星的辐射层。木星的重力,加速了我们飞船的航行。我们终于飞离木星系,重新邀游在太空之中。

  第874天。飞船偏离老人星——用航海术语来说,叫船舵失灵。要在茫茫宇宙之中保持飞船的方向,船舵是至关重要的,否则,我们就会在宇宙大海中迷航。偏离纠正了,飞船偏航的原因,看来是我们的光学传感器错把半人马星座的α和β星当做了老人星。两年以后,我们将到达下一个港口:土星系。

  “旅行者”号飞船发回的所有宇宙故事中,使我最感兴趣的是最靠近木星的木卫一上的发现。在发射“旅行者”之前,我们已经觉得木卫一有些奇怪。尽管我们只能分辨出其表面的几幅照片,但是,我们知道,木卫一是红色的,而且红得耀眼,比火星还红,也许是太阳系中最红的星体。有几年时间,它似乎在发生某种变化,表现在其红外线或雷达的反射特征上。我们还知道,在木卫一运行的轨道上,部分围绕着木星有一圈从木卫一遗落的硫、钠和钾的微粒,遗落原因不明。

  当飞船接近这巨大的卫星时,我们发现它的表面五光十色,这种奇特景色,在太阳系的其他星球上是没有的。木卫一与小行星区相邻,因此,照理说,它一定始终受到小行星区散落物的冲击而变得伤痕累累。但事实上,我们却看不到这种被撞击的迹象。那么,在木卫一上,一定发生了某种变化过程,十分有效地擦去了撞击的小坑,或是填平了小坑。这种过程不可能是大气层引起的。因为木卫一的引力很小,其大气大部分都扩散到了太空之中。也不可能是水蚀作用引起的。因为木卫一表面温度很低,根本就没有流动着的水。有几处地方像是火山口,但也很难确认。

  林达·莫拉比图,“旅行者”号飞行控制组的一名成员,她是负责保持飞船的正确轨道的,她一直命令一架计算机强化木卫一边缘图像,使其后面的恒星显现出来。使她大为惊讶的是,她竟观察到某种物质,在一片黑暗之中,耀眼地从卫星表面喷射出来。不久,她就确定了喷出物的位置正好在一个被推测的火山口上。这样,飞船发现了地球外的第一个活火山。在木卫一上,我们已知有9个大火山,但喷出的是气体和碎石,至于死火山,则恐怕有几百座,甚至有数千座。正是这些火山的碎石,填满了卫星被撞击后形成的洞口。这种新的星球奇观,如若伽利略和惠更斯见了,会怎样地赞叹不已啊!

  在此之前,斯坦顿·皮尔及其助手,通过计算木卫一卫星内部物质的升降情况(这种升降活动是由邻近的木卫二,以及巨大的木星本身的引力所引起的),也早就预见到了火山的存在。他们发现,木卫一内部的岩石之所以融化,不是由放射活动,而是由这种升降活动所产生的。他们还发现,木卫一内部的大部分物质可能是液体状态。木卫一内部的硫磺,在表面附近融化集中后,在火山的作用下,形成了液态硫地下海。当固态硫加热到大约115℃时,就会融化,而且会改变颜色。加热的温度越高,颜色就变得越深。假如融化的硫磺迅速冷却,又会恢复它原来的颜色。我们在木卫一上看到的不同颜色,很像火山口喷出的液态硫:火山顶端的硫呈黑色,温度最高;火山附近形成的河流状态硫,呈红色及桔黄色;遍布在平原部分的硫则呈黄色。木卫一表面的形状几个月改变一次。因此,如同地球上作气象预报一样,也得定期发布木卫一的地形图。未来的木卫一探险者,必须注意这种现象。

  飞船发现,木卫一的非常稀薄的大气层主要成分是二氧化硫。但是,这稀薄的大气层,其作用却不小,因为木卫一处于木星的辐射带。辐射带充满了带电粒子,有了这大气层,就足可保护木卫一的表面不受损害。每当夜幕降临,木卫一的表面温度就迅速下降,二氧化硫凝固,宛若一片白霜;这时,带电粒子就会乘机而入,危害木卫一的表面。这样,在卫星下过夜很可能是明智的做法。

  木卫一上火山喷发时,火山喷柱如此巨大,如此深远,以致它的原子可直接进入木星外的太空中。因而围绕木星的、处于木卫一轨道上的微粒环,其来源可能就是这些火山。这无数的微粒,盘旋着逐渐移向木星方向,覆盖了靠里的木卫五,它之所以呈红色,其原因也可能就在这里。木卫一发出的这些物质,历尽坎坷后,汇入到木星的环形系统也不是不可能的。

  人类要登上木星,是极其难以想象的。当然,从技术上讲,我认为让永久性的大气球悬浮在木星的大气层中,在遥远的未来是可能实现的。正如从木卫一或木卫二近测所看到的那样,这颗巨大的、变幻无穷的星球总是飘浮在空中,其位置一成不变。因为太阳系中几乎所有的卫星,都像月亮对地球那样,总是以其一面朝着行星。对木星系的未来探险者来说,木星将始终是一个令人心驰神往的世界。

  星际间的气体和尘埃,被太阳系所积聚,大部分其他区域的物质,凡是没有落到太阳上的,都为木星所积聚。如果木星的质量比现在大十几倍,木星的内部物质就会发生热核反应,木星也就会开始发光。宇宙中最大的行星不会发光,实在是一件憾事。尽管如此,其内部温度却非常高,以致它发出的能量比从太阳接收的能量几乎要多2倍。从红外光谱的角度来看,完全可以把木星看做一颗恒星。如果木星成为一颗闪亮的恒星,我们今天就会生活在双星系中,在我们的头顶,将有两个太阳同放光辉,夜景将难得一见了。其实,我相信在整个银河系中,在无数的太阳系中,这本来是司空见惯的现象。毫无疑问,这也是自然而又美妙的。

  在木星最下部的云层处,其大气层所产生的压力比地球上任何一处的气压都大得多,以致电子从氢原子中被压了出去,形成一种奇特的物质,液态金属氢——一种在地球上的实验室中从未观察到的物理形态,因为它要有必需的压力,这在地球上从未取得(在适当的温度下,金属氢是一种超导体。假如能在地球上制造出来,将会引起电子学上的一场革命)。在木星的内部,其压力大约是地球表面大气压的300万倍,除了呈黑色的金属氢外,几乎没有别的物质。但是,在木星的核心处,由于巨大压力的作用,却可能如同地球一般,充满岩石和铁矿石,永远埋藏于这颗最大的行星深处。

  木星内部的液态金属氢中的电流,可能是该行星巨大磁场的源泉(该磁场是太阳系中最大的),也可能是其附近的电子和质子带的源泉。这些带电粒子,从太阳发出,随太阳风运行,被木星的磁场所俘获并加速。相当部分的带电粒子被俘获在木星的云层之上,从一极飞到另一极,在巧遇高空大气层中的分子且脱离辐射带后,它们才会停止这种穿梭般的来回飞驰。木卫一运行的轨道离木星太近了,从而当它穿过辐射带时,会产生带电粒子流,这反过来又会产生巨大的辐射能(这些粒子流又会影响到木卫一表面的喷发过程)。通过计算木卫一的位置,就可能预测木星辐射能的爆发,这比地球上预报天气还要准确得多。

  在射电天文学的早期,即在50年代,人们就偶然发现,木星是一个辐射源。两位年轻的美国人,伯纳德·伯克和肯尼斯·富兰克林,用最新研制的、在当时十分先进的射电望远镜观察星空。他们想要探测太阳系外的宇宙射线源。结果,他们意外地发现了一种巨大的不为人知的射线源,它既不像是一恒星,也不像是星云,或是星群所发出的。而且,参照遥远的恒星,它还在逐渐移动,移动得比任何遥远的物体都快得多。⑿他们无法解释其原因,有一天,他们走出天文台,抬头望天,用肉眼观察,希望碰巧能发现某些有趣的现象。使他们困惑的是,就在他们发现放射源的地方,他们竟看到了一种格外明亮的光点,他们很快就搞清了,那就是木星。这尽管是一次偶然的发现,但在科学史上却是很有代表性的。

  在一号飞船掠过木星前,每当夜幕来临,我总是仰望星空,着见木星在对我眨眼。100万年以来,我们的先人对此都深为惊叹。而在飞船掠过木星的那天晚上,当我迈步走向宇航局喷气推进试验室,以便研究飞船发回的资料时,我不由得寻思,木星将再也不是从前的样子了,将再也不是夜空中一个普通的亮点了,从此以后它将成为一个被探索过的已知世界了。在千姿百态、优美壮观的宇宙世界中,木星及其卫星可以说是一种小型太阳系,从中我们可受到不少启迪。

  与木星相比,土星则小得多,但在构造等诸方面,它们彼此十分相似。土星自转一周,需要10小时,在赤道附近,也有一圈彩带,只是不如木星的那样明显。它的磁场和辐射带也比木星的弱,但它的光环却要壮观得多。土星的卫星多达十几个。

  在士星卫星中,最有趣的要算土卫六了,它是太阳系中最大的卫星,也是惟一富有大气的卫星,在“旅行者1”号于1980年11月飞经土卫六之前,我们对它的认识是十分肤浅的。我们有把握的事情只是知道,在土卫六上存在甲烷,这是最早由柯伊伯发现的。太阳的紫外线把甲烷转变成了比较复杂的碳氢化合物,以及氢气。碳氢化合物,似褐色的有机焦泥一般,覆盖着卫星的表面,这种焦泥有点像地球上生命起源实验中产生的物质。

  由于土卫六的引力小,质轻的氢气可能向宇宙中迅速扩散,这种剧烈的扩散过程叫做“气喷”,它同时要带走甲烷,以及大气层中的其他物质。但在实际上,由于土卫六的大气压至少与火星的一样大,因此气喷过程看来并未发生。另外,也许是由于在其大气层中存在某种重要的迄今尚未发现的物质——例如说氮——使得大气中的平均分于重量保持很高,从而防止了气喷的发生。或许,气喷一直在发生,只是扩散到宇宙中的气体由卫星内部释放的气体弥补了。

  土卫六大部分密度很低,因此它上面必定有大量的水和各种冰,而且其中还可能含有甲烷,这些甲烷是在卫星内部的较大的热力的作用下,以我们还不知道的速率,释放到卫星表面的。

  假如用望远镜观察士卫六,我们就会看到一个勉强能辨认的红盘。有些人还说,在盘的上方,还可看到变化无穷的白云——这些白云,很可能是甲烷晶体形成的。但盘的红颜色又是什么形成的呢?大多数研究人员认为,土卫六的这种颜色很可能是复杂有机分子所致。至于其表面温度,以及大气层的厚度,至今尚无定论。有迹象表明,由于大气层的温室效应,会提高其表面温度。

  在土卫六的表面及其大气层中含有极其丰富的有机物分子,因此它是太阳系中一颗�
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