天文学
在 X 上关注我 在 Bluesky 上关注我 在 Pinterest 上关注我
中文 English Français Español Português 日本語 Deutsch
 
最后更新:2025年10月2日

世界七大奇迹

地球:世界第一奇迹

地球:世界第一奇观
我们是第一代能够从外部完整看到我们星球的人类。第一张地球照片由阿波罗8号于1968年12月拍摄,这是首次将人类带到地球轨道以外的任务。图片来源:NASA/NOAA/GSFC/Suomi NPP/VIIRS/Norman Kuring

几十年来,许多令人惊叹的图像不断丰富着我们对世界的认知。太阳系中的所有天体,皆源自同一星云,在相同约束下共同演化,受相同力量驱动,遵循相同的宇宙法则与常数。

从太空俯瞰,世界七大奇迹之首自然是地球及其色彩。这一世界奇迹最为壮美,因为它是生命栖息之地,而这一点从其色彩中便可见一斑。

地球上的许多景观都壮丽非凡,例如伊瓜苏瀑布、尼亚加拉瀑布、大峡谷、波拉波拉岛、安纳普尔纳峰、佩里托莫雷诺冰川、帕里亚峡谷的石化沙丘、下龙湾、卡帕多奇亚、湖南石林、巴拉望群岛、棉花堡的石灰华池,但地球本身在太空中更显壮丽。它深邃的蓝色色调使其成为一个非凡的物体,正是这些色彩揭示了生化生命的存在。仅凭其色彩,我认为它是世界七大奇迹之首。

人们很容易理解国际空间站上的天文学家在环绕地球飞行时所感受到的情感。注意照片中那层保护生物体的脆弱空气膜(氧气和氮气)。

注:世界七大奇迹的原始构想可追溯至希罗多德(约公元前484年—约公元前425年)和昔兰尼的卡利马科斯(约公元前305年—约公元前240年),他们制定了一份清单,包括亚历山大灯塔、巴比伦空中花园、奥林匹亚宙斯神像(由黄金与象牙制成)、以弗所的阿尔忒弥斯神庙、哈利卡纳苏斯的摩索拉斯陵墓、罗得岛太阳神铜像以及吉萨大金字塔。其中,只有吉萨大金字塔留存至今。

土星环:世界第二大奇观

土星环:世界第二大奇观
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)沿着环的边缘运行,对环的稳定性至关重要。整个系统非常脆弱,正如这张图像所展示的那样。

土星环从地球用肉眼无法看到,但旅行者号探测器,尤其是卡西尼号探测器,向我们传回了这一惊人结构的壮丽图像。土星环的舞动是太阳系呈现的最美奇观之一。

土星环由数十亿个直径数厘米的小冰球组成,每个冰球都在各自的轨道上运行,共同汇聚成一个巨大而极薄的圆盘。尽管阳光微弱,这个圆盘在土星的阴影中时隐时现,宛如一柄利刃出鞘。

这些微小而神秘的冰卫星——阿特拉斯、普罗米修斯、潘多拉、弥玛斯和潘——直径仅数十公里,在这片冰毯上悄然滚动,毫不引人注目。所有这些冰若聚集成一个天体,只能形成一颗直径150公里的小卫星。这些环可能是一颗远古卫星在土星潮汐力作用下爆炸,或被彗星撞击碎裂后的残骸。

土星环带始于距土星约7万公里的极近处,不同颜色的清晰环带绵延至太空达50万公里。作为对比,月球距地球约38.5万公里,而土星直径约为12.05万公里。

环之间的分界令人费解,因为环间区域所含的尘埃多于冰。这种物质结构只能存在于土星附近,因为附近小岩石颗粒所受的引力作用阻止了颗粒的聚集,从而维持了环状结构。

超过一定限度(称为洛希极限),碰撞会导致粒子聚集并形成卫星。除了其美丽之外,环的起源仍是天文学家面临的最具挑战性的问题之一。尤其值得注意的是,这并非独一无二的现象;木星、天王星和海王星也拥有类似的环系统,这些环由引力塑造,由不断聚合与离散的冰粒子聚集体构成。

伊奥:世界第三大奇观

木卫三:世界第三大奇迹
图片来源:旅行者1号(1979年)和伽利略号任务(1995年)美国国家航空航天局

木卫四是距离木星最近的卫星,公转周期为40小时。它是太阳系第四大卫星,比我们的月球略大。

木卫一主要由岩石构成,而非像其他卫星那样由冰组成。它以其独特之美著称,表面极其活跃且非常年轻,以至于没有撞击坑。拥有超过400座活火山,它是太阳系中地质活动最活跃的天体。这种地质活动源于其与巨行星的近距离,木星的潮汐力以及它与邻近卫星欧罗巴和盖尼米得的轨道共振,持续使其地壳和地幔变形,变得柔软而炽热。

这些火山喷发出巨量的硅酸盐熔岩,并将硫磺和二氧化硫喷射到高达500公里的惊人高度。其所有平原都被这些物质覆盖,呈现出红、黄、白、黑、绿等绚丽暖色调,使木卫一的外观在短短数月内发生改变。

其剧烈的活动塑造了由上百座山峰构成的壮丽地貌,其中一些甚至比珠穆朗玛峰还要高。在色彩斑斓的平原上,可以看到富含钠和镁的熔岩流、众多黄色和红色的熔硫湖,以及深达数公里的白色和绿色火山口。

木卫一还有一层稀薄的大气层,由气体上升到表面并喷发形成。这种气体主要由二氧化硫(SO2)组成。木卫一极低的重力无法维持稠密的大气层;然而,在火山集中的赤道地区,大气层相对较厚。在这些炎热区域,从地球观测到了红色的极光。最热的区域存在熔岩流,温度可达1700°C,这些区域的平均温度为27°C。然而,这颗卫星的平均温度却冰冷至极,约为-143°C。

土卫二:世界第四大奇观

土卫二:世界第四大奇观
尽管土星的卫星土卫二直径仅有500公里,但其地质活动却极为剧烈。

尽管土卫二的直径很小(500公里),但它却拥有令人惊讶的特征:土卫二是活跃的。

从土星表面看,土星本身巨大无比,比我们天空中的月亮大60倍,而太阳则小10倍。正是这种与土星的近距离,通过潮汐效应为其带来了一丝温暖。

土卫二覆盖着一层厚约百米的“近期”积雪,带有淡蓝色反光。对于如此小的天体而言,土卫二还拥有难以解释的地质活动。其表面之下隐藏着一个深达150公里的巨大液态水海洋。

其表面呈现出构造裂缝和裂谷,类似大型、大致平行的沟槽,长约200公里,宽约10公里,深约1公里。从这些狭窄的裂缝中,冰羽流喷射至其轨道。

间歇泉不断向四面八方喷发,将冰粒喷射至高达500公里处,随后这些冰粒落回表面。这些含盐的冰喷泉还在卫星运行轨迹后方留下一条薄薄的、旋转的尾迹。这条尾迹为土星最外层、最广阔的光环以及整个太阳系提供了物质来源。

注:间歇泉喷出的水具有高温高压。其活动与深层水的存在密切相关。水通过与炽热岩石接触而被加热,随后在压力作用下通过对流喷涌至地表。地表喷口通常狭窄,连接着通向巨大地下水库的细小通道。地球上最大的活跃间歇泉——美国黄石国家公园的汽船间歇泉,其喷射高度仅略超百米。

奥林匹斯山:世界第五大奇观

奥林匹斯山:世界第五大奇观
奥林匹斯山是太阳系中最大的火山,高耸于一片广阔的高原之上,海拔达22.5公里。

奥林匹斯山是火星上一座独特的盾状火山。这座壮观的黄色火山宽达648公里,高出火星参考基准面21,229米,令人叹为观止。相对于周围平原,这座巨型火山拔地而起22.5公里,直刺火星的红色天空。

奥林匹斯山被巨大的白色悬崖环绕,令人联想到这巨大的隆起。这道环绕整个山体的悬崖,局部高度可达6公里。

其火山口长85公里,宽60公里,深3公里,是一个巨大的坑洞,其中仍可观赏到六个相互交织的较小塌陷火山口。

奥林匹斯山的异常巨大很可能是因为火星没有板块构造,数十亿年来,来自地底深处的所有熔岩似乎都堆积在同一个地方,达到了超越商用客机飞行高度的惊人海拔。

奥林匹斯山是太阳系中最大的火山。如果将其置于法国,它的覆盖范围将从巴黎延伸至蒙彼利埃,从波尔多延伸至瑞士边境。

注:盾状火山是由火山口在极长时期内喷出的极流动性熔岩堆积而成的。

海卫一:世界第六大奇观

海卫一:世界第六大奇观
海卫一是一颗直径达2706公里的大型卫星,但其轨道呈逆行状态,即公转方向与海王星自转方向相反。这一特征揭示海卫一原是外太阳系天体,后被这颗巨行星捕获。海卫一还以地质活动活跃和季节变化显著而闻名,其每个季节平均持续41年。

海卫一直径约2700公里,是海王星最大的卫星,也是太阳系第七大卫星;而我们的月球直径3470公里,位列第五。

海卫一有一个独特的特征:它是太阳系中唯一一颗以与行星自转相反方向运行的大卫星。因此,海卫一不可能在海王星周围形成,而其成分表明它来自外太阳系,类似冥王星。

海卫一的逆行轨道更加令人惊讶,因为它距离其行星非常近,约为355,000公里,并以一个完美的圆形轨道每5天21小时绕海王星运行一周。

海卫一还因其显著且相对较新的地质活动而引人注目。这种活动解释了其表面为何缺乏显著起伏且撞击坑稀少。

由于海卫一的轨道平面相对于海王星绕太阳公转的轨道平面存在倾斜,海卫一上会经历非常显著的季节变化。海卫一上的每个季节平均持续41年。照片中可见的海卫一冰封的南半球,是1989年春季由旅行者2号探测器观测到的。南半球于2000年进入夏季,并将持续接受阳光照射40年。

海卫一接收到的热量极少,表面温度极低(-235°C)。太阳对南极冰盖的作用会使冻结的氮升华,并在地表产生微弱的微风。

在海卫一稀薄的大气中,可以看到天空中飘着稀薄的氮气云层。其表面呈现出柔和的粉彩色调。南半球是一片高反射区域,染上了粉红与黄色,点缀着细小的暗色条纹,这可能是由地表下升华的氮气间歇泉在压力下喷发,携带暗色尘埃颗粒所致。上方可见另一片较为平滑的区域,带有“哈密瓜地形”,反射出灰绿色调,散布着被白色光晕环绕的暗斑。

最暗的区域是卫星的后半球,受到保护而免受陨石撞击。该区域呈灰蓝色调,可能是海王星的反光所致。在这一区域,陨石坑似乎属于冰火山,它们喷发的不是熔岩,而是水、氨或甲烷等挥发性物质。

欧罗巴:世界第七大奇迹

欧罗巴:世界第七大奇迹
1996年至1997年间,伽利略号探测器在距木卫二671,880公里处拍摄的彩色照片。木卫二的裂隙随潮汐不断开合,喷发出水蒸气羽流。棕红色代表地壳的非冰层区域,由释放的水蒸气携带并分布的矿物质着色。蓝色代表冰层区域。白色描述的是该区域可见陨石坑形成过程中喷出的冰粒覆盖区域。图片来源:NASA伽利略号任务(1989-2003年)。

木星是木星的一颗卫星,也是太阳系中第六大的卫星,仅次于我们的月球。它的表面光滑闪亮,而木卫二的美源于其神秘、布满裂缝的表面。

木卫二可能拥有一个巨大的咸水海洋,被数公里厚的冰冻表面覆盖,并保持液态。其冰壳上的裂缝显示了木星巨大潮汐力产生的摩擦。在某些地方,裂隙使“地下”水上升。这些裂隙不断开合,隐藏着一个“温暖”的内部。此外,它的大气中含有一些氧气,木卫二的表面似乎含有有机元素。冰壳被长而宽的暗带撕裂,显示出表面变形。这些表面呈现出由相互交织的裂缝构成的广阔网络,覆盖着水合硫酸镁、硫酸钠,可能还有硫酸。这些痕迹揭示了地下海洋的存在。与地球一样,木卫二由铁核、岩石地幔和冰壳下的咸水海洋组成。

在如此远离太阳的地方,海洋本应完全冻结。但木卫二每3.5天绕木星运行一周,且受潮汐锁定影响,始终以同一面朝向木星。它靠近巨大的木星所产生的潮汐力,使其表面不断拉伸与松弛。这些潮汐为卫星的冰壳提供能量,形成了其表面可见的线性裂缝。

如果木卫二的海洋存在,潮汐作用还可能在海床引发火山或热液活动,从而带来营养物质。

2013年,哈勃太空望远镜在太空中观测到水柱,这令科学家们兴奋不已,因为它证明这颗卫星仍处于地质活跃状态。未来的木卫二探测任务,尤其是2020年启动的美国国家航空航天局(NASA)任务,将对这些液态水柱进行研究,这已令科学界为之着迷。

本类别探索内容

ETNO,原始混沌的遗迹:追捕第九行星的幽灵 ETNO,原始混沌的遗迹:追捕第九行星的幽灵
幻影超级地球:太阳系失落的世界 幻影超级地球:太阳系失落的世界
近日点与远日点:太阳系中的拱点 近日点与远日点:太阳系中的拱点
太阳系与巨行星的风 太阳系与巨行星的风
3D模拟器:行星的公转 3D模拟器:行星的公转
水星:双面行星 水星:双面行星
金星:地球的炼狱孪生兄弟 金星:地球的炼狱孪生兄弟
地球,蓝色星球:宇宙中的脆弱珍宝 地球,蓝色星球:宇宙中的脆弱珍宝
火星:征服与人类在红色星球上的第一步 火星:征服与人类在红色星球上的第一步
木星:我们系统中心的失败恒星 木星:我们系统中心的失败恒星
土星:轨道共振的和谐 土星:轨道共振的和谐
天王星:太阳系地平线上倾倒的行星 天王星:太阳系地平线上倾倒的行星
海王星:太阳系的蓝色巨行星 海王星:太阳系的蓝色巨行星
洛希极限 洛希极限
水星行星的显著特征 水星行星的显著特征
金星行星的显著特征 金星行星的显著特征
地球行星的显著特征 地球行星的显著特征
火星行星的显著特征 火星行星的显著特征
木星行星的显著特征 木星行星的显著特征
土星行星的显著特征 土星行星的显著特征
天王星行星的显著特征 天王星行星的显著特征
海王星行星的显著特征 海王星行星的显著特征
行星的特征:是什么让它们独一无二 行星的特征:是什么让它们独一无二
金星,面纱下的行星:我们太阳系中的谜题 金星,面纱下的行星:我们太阳系中的谜题
在火星上生活 在火星上生活
世界七大奇迹 世界七大奇迹
第九行星:挑战行星模型的神秘存在 第九行星:挑战行星模型的神秘存在
行星的轴倾角:穿越时代的不稳定舞蹈 行星的轴倾角:穿越时代的不稳定舞蹈
行星与恒星的尺寸比较 行星与恒星的尺寸比较
行星沿黄道的旅程:宇宙编排 行星沿黄道的旅程:宇宙编排
赤纬与赤经 赤纬与赤经
土星环:一个岌岌可危的环系统 土星环:一个岌岌可危的环系统