天文学
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最后更新:2014年3月30日

太阳系之旅

太阳系之旅
地球照片中最引人注目的特征,是它历经42亿年才维系下来的那层脆弱的大气薄膜。我们的地球是一处生命绿洲,这一独特性归功于包裹着它的气体外衣。这层由78%氮气和21%氧气组成的空气层,通过抵御宇宙辐射,将我们与太空隔离开来。

太阳系天体的多样性

观察我们的太阳系,最引人注目的是与之相关的天体种类极其多样。然而,它们都源自同一片原始星云,在银河系中同一位置,由相同物质构成,并在约50亿年前的同一时期形成。

这些从相同初始条件演化出截然不同形态的物体,让我们惊叹于如此丰富的多样性。以下是一些壮丽而令人惊叹的图像,它们展示了我们近邻环境的多样性,正如未来的旅行社所呈现的那样。

首先让我们惊叹的目的地是地球的近郊。我们是第一代能够从外部、完整地看到我们星球的人。地球的第一张照片是由阿波罗8号拍摄的,这是1968年12月21日至27日期间首次将人类带出地球轨道的任务。

地球在理想的轨道上庄严滑行,丝毫不见驱动它的那股强大力量。我们坠入无限,描绘着不断变化的螺旋,再也不会回到今日所在之处。昼夜更迭,天空在头顶展开变幻的画卷,我们的地球——这粒小小的星尘——自顾自地旋转着,不为明日烦忧。

火星上的奥林匹斯山

火星上的奥林匹斯山
奥林匹斯山是太阳系中最大的火山,矗立在高达25公里的广阔高原之上。这座宽达600公里的火山边缘环绕着悬崖,其火山口长85公里、宽60公里、深3公里,内部还分布着六个较小的塌陷坑。奥林匹斯山之所以规模惊人,无疑是因为火星没有板块构造,因此岩浆在同一地点的热点上持续堆积,最终达到了令人难以置信的高度。

火卫一,火星之月

火星卫星火卫一上的斯蒂克尼陨石坑
在火星最大的卫星火卫一上,斯蒂克尼陨石坑直径超过9公里,几乎达到其自身直径的一半。斯蒂克尼如此巨大,以至于这次撞击本可能彻底摧毁这颗火星的小卫星。但火卫一注定走向毁灭——由于它的轨道低于同步轨道高度,潮汐力正以每世纪1.8米的速度逐渐缩小其轨道半径。大约4000万年后,它将解体形成火星环,或坠落在火星表面。

小行星糸川

小行星糸川
但是,小行星糸川的陨石坑在哪里呢?日本探测器隼鸟号向我们展示了一个表面,与太阳系中任何其他已被拍摄的天体都不相似。缺乏圆形撞击坑使科学家认为糸川是一个碎石堆,由岩石和冰块松散地聚集而成,靠微弱的引力维系。每当这颗近地小行星每年靠近地球时,引力震动可能会使陨石坑被岩石填满。

木星与伊俄

《木卫二之旅》
蓝色表示木星大气层中的高空云层和薄雾,而红色则显示较深层的云层。在放大的图像中,木卫一(Io)的夜半球可见一次大规模喷发,恰好位于北部的特瓦什塔尔(Tvashtar)火山。这个小红点代表火山炽热的熔岩;它位于被阳光照亮的淡蓝色火山喷发柱下方。由于光线在细小颗粒上的散射,喷发柱呈现蓝色。

木星之月——欧罗巴

欧罗巴,木星的卫星
木星的裂缝随着潮汐不断开合。其冰壳上的裂隙显示了这种摩擦作用;大多数裂隙是双线结构,分布在裂缝两侧,导致"地下"水上升。数公里厚的表层冰下隐藏着一片海洋,由于木星引力产生的热量,这片海洋得以保持液态。这片海洋的厚度可能达到150公里。木卫二拥有极其稀薄的氧气大气层。

土星环

太阳系天体的多样性——土星环
土星环与某些卫星保持着复杂的共振关系。“牧羊犬”卫星(阿特拉斯、普罗米修斯和潘多拉)在土星环边缘运行,对维持环的稳定性至关重要。土卫一似乎与卡西尼环缝的形成有关,而土卫十八则位于恩克环缝内部。整个系统极为复杂,正如这张图像所展示的那样。另一个未解之谜是:位于A环与B环之间的暗色区域所含的尘埃比冰更多。

土卫二,土星的卫星

土卫二(间歇泉)
土星的卫星土卫二,尽管直径仅500公里,却存在地质活动。其表面裂缝是冰羽流的源头。这些羽流喷射至轨道;间歇泉持续爆发,喷出冰粒,在卫星尾迹中形成稀薄旋转的轨迹。这条轨迹构成了冰粒环,随着卫星每圈绕行星公转不断得到补充。含盐冰的探测表明,这颗小卫星表面之下蕴藏着液态水储层。

许珀里翁,土星的卫星

太阳系天体的多样性——土卫七(Hyperion)
土卫七的低密度表明其主要由冰和少量岩石组成。它的自转呈混沌状态,自转轴变化剧烈,以至于无法预测其在空间中的朝向。土卫七以其极不规则的形状和高偏心轨道而独特。这颗天体表面布满奇异陨石坑,令人惊叹。土卫七的平均直径约为250公里,自转混乱,密度极低,可能隐藏着庞大的洞穴网络。

天王星及其卫星

天王星及其卫星
大多数行星的自转轴几乎垂直于黄道面,但天王星的自转轴几乎与黄道面平行,仿佛在轨道上“滚动”。天王星拥有边缘清晰的薄环,与其他气态巨行星类似;这些环像木星环一样非常暗淡,由直径可达20米的较大颗粒以及类似土星环的细小颗粒组成。主要环带共有13条,均不透明且宽度仅数公里,其中最明亮的是ε环。

米兰达,天王星的卫星

太阳系天体的多样性:米兰达,天王星的卫星
天卫五,天王星最内侧的卫星,无疑经历过动荡的过去。它展现出独特多样的地形,使一些天文学家认为它在演化过程中曾多次碎裂,正如著名的"人字形"图案所示——位于图像中心上方的明亮V形区域。这幅令人惊叹的拼图由差异极大的区域构成,呈现出一系列山脊、山谷和平滑表面,以及极深且幽暗的峡谷,例如图像中央深度超过15公里的大型陨石坑。

海王星

海王星
在太阳系边缘,距离地球45亿公里处,海王星大气层中的风速是太阳系中测量到的最快速度。其惊人速度估计可达每小时2100公里。数场风暴清晰可见,以"大暗斑"为代表,伴随快速变幻的亮白色云层。南侧可见另一场风暴——带有明亮核心的小暗斑。海王星大气层中的每场风暴都以不同速度向东移动,这使得它们难以彼此靠近观测。

海卫一,海王星的卫星

海卫一,海王星的卫星
海卫一是颗直径达2706公里的大型卫星,但其轨道呈逆行状态,即自转方向与海王星自转方向相反。这一特征表明海卫一是被这颗巨行星捕获的外来天体。在原始星云中,具有逆行轨道的卫星不可能与其母行星由同一团星尘形成。这些天体形成于别处,很可能来自距离不远的柯伊伯带。

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