书城科普宇宙未解之谜
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第10章 行星之谜(2)

金星之谜

金星是人类所关心的仅次于月亮的天体,美国和前苏联曾发射飞行器光顾金星,因此人类对金星的了解相对多一些。我们中国现在开始了探月工程,相信探测金星的行动也随之不远。那时或许许多谜就可以由中国人给出答案了。金星金星是八大行星之一,按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明星”;有时是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚星”。金星是天空中最亮的星星,仅次于太阳和月亮。在空中,金星发出银白色亮光,璀璨夺目,因而有“太白金星”之说,西方人认为爱与美的女神维纳斯就住在金星上。金星最亮时,亮度是天空中最亮的恒星——天狼星的十倍。金星如此明亮的原因有两点。一方面,是因为它包裹着厚厚的云雾,这层云雾可以把75%以上的光反射回来,反射日光的本领很强,而且对红光反射能力又强于蓝光,所以,金星的银白光色中,多少带点金黄的颜色。

另一方面,金星距离太阳很近,除水星以外,金星是距太阳第二近的行星,它到太阳的距离是10800万公里,太阳照射到金星的光比照射到地球的光多一倍,所以,这颗行星显得特别耀眼明亮。金星比地球离太阳近,绕日公转轨道在地球的内侧,这点与水星很类似。但金星的轨道比水星轨道大一倍,所以,金星在天空中离太阳就要远些,容易被看到。金星被我们看到时,它与太阳距角可以达到47°。也就是,金星在太阳出来前三小时已升起,或者在太阳下落后三小时出现在天空。这样很多地区的人很容易看到它。宇航时代的开始,意味着金星神秘时代的结束;美国和苏联前后发射二十多个金星探测器,频繁地对金星大气和金星表面进行探测。首先是苏联的“金星1号”,这是人类历史上发射的第一艘金星探测飞船,在1961年2月12日升空,但并不成功。

首度成功观测金星的是美国的“水手2号”,于1962年8月27日升空,同年12月14日通过了距离金星34830公里的地方探测金星。首次在金星大气中直接测量的是苏联的“金星4号”,于1967年10月18日打开降落伞,降落于金星大气中。首次软着陆成功的是苏联的“金星7号”,它于1970年12月15日降落于金星表面,送回各种观测资料。苏联从1961年开始,直至1983年,共发射飞船16艘,除少数几艘失败外,大多数都按原计划发回不少重要资料。美国在1962年发射“水手2号”以后,又在1978年5月20日和8月8日先后发射“先驱者金星”1号和2号,其中“先驱者金星”2号的探测器软着陆成功。

至此,美国也先后有六个探测金星的飞船上天。金星的天空是橙黄色的。金星的高空有着巨大的圆顶状的云,它们离金星地面48公里以上,这些浓云悬挂在空中反射着太阳光。这些橙黄色的云是什么呢?原来竟是具有强烈腐蚀作用的浓硫酸雾,厚度有20~30公里。因此,金星上若也下雨的话,下的便全是硫酸雨,恐怕也没有几种动植物能经得住硫酸雨的洗礼。金星是个不毛之地。金星的大气又厚又重。金星的大气不仅有可怕的硫酸,还有惊人的压力。我们地球的大气压只有一个大气压左右。

在金星的固定表面,大气压是九十五个,几乎是地球大气的一百倍,相当于地球海洋深处一千米的水压。人的身体是承受不起这么大的压力的,肯定在一瞬间被压扁。金星的大气中主要是二氧化碳。二氧化碳占了气体总量的96%,而氧气仅占0.4%,这与地球上大气的结构刚好相反,金星的二氧化碳比地球上的二氧化碳多出一万倍,人在金星上会喘不过气来,一准会被闷死。这里常常电闪雷鸣,几乎每时每刻都有雷电发生,让你掩耳抱头,避之不及。金星是真正的“火炉”。地球上40℃的高温已经让人很难受了,但金星表面的温度高得吓人,竟然高达460℃,足以把动植物烤焦,而且在黑夜并不冰冻,夜间的岩石也像通了电的电炉丝发出暗红色光。金星怎么会有这么恐怖的高温呢?这也是二氧化碳的“功劳”。白天,在强烈的阳光照射下,金星的地表很热,二氧化碳具有温室效应,就是说大气吸收的太阳能一旦变成了热能,便跑不出金星大气,而被大气挡了回来,二氧化碳活像厚厚的“被子”,把金星捂得严密不透风,酷热异常。再加上金星吸收的热量更是越聚越多,热量只进不出,从而达到了460℃的高温,比最靠近太阳的水星白昼的温度还要高(水星约430℃)。

温室效应使得昼夜几乎没有温差,冬夏没有季节变化。因而金星上没有四季之分。其实,地球上也有温室效应,只不过地球大气中二氧化碳只有3.3%,所以地球温室效应远不如金星的强烈。但是,就是那么点二氧化碳,已可使地球的平均温度达到17℃。近年来,工业污染加剧,致使地球上二氧化碳有增加的趋势,地球的气候也逐渐有变暖的趋向。如果严重时,两极冰川融化,海平面上升,一些陆地将被淹没。这该是地球上引起高度重视的问题,因为我们不想成为第二个金星。金星上如此恶劣的环境,是以前的人们不曾想到过的。这位曾经是地球“孪生姐妹”的金星,一旦面纱撩开,即刻让人们对金星上存在生命的幻想破灭了。不过,人们头脑中还有一丝希望,那就是,金星上有水吗?金星有很少量的水,仅为地球上水的十万分之一。这些水分布在哪里呢?由“金星13号”和“金星14号”探测表明,在硫酸雾的低层,水汽含量比较大,为0.02%,而在金星表面大气里有0.02‰。金星表面找不到一滴水,整个金星表面就是一个特大的沙漠,在每日的大风中尘沙铺天盖地,到处昏昏沉沉。金星地表与地球有几分相似。金星因为有大气保护,环形山没有水星、月球那么多,地面相对比较平坦,但是有高山。山的高度的最大落差与地球相似,也有高大的火山,延伸范围广达30万平方公里。大部分金星表面看起来像地球陆地。不过,地球的陆地只有十分之三,其余十分之七为广大海面。

金星的陆地占六分之五,剩下的六分之一是小块无水的低地。至今金星表面还没有水。金星自转是卫星中最独特的。自转与公转方向相反,是逆向自转。换句话说,从金星上看太阳,太阳是从西方升起,在东方落下。金星逆向自转,是科学家用雷达探测金星表面根据反射器回来的雷达波发现的,还知道金星自转非常缓慢,每243天自转一周。如果我们在金星上观看星星,每过243天,才能在天空看到同一幅恒星图景,如我们以太阳为基准测量金星自转周期,仅仅是116.8个地球日。因为,在这段时间,金星沿公转轨道前进了很大一段距离,在这243天中,可以看到两次日出和日落。所以,一个金星日是116.8个地球日,金星上的一天等于地球上116天多。

木星的巨大红斑

木星是八大行星中最大的一颗。人类曾数次实地考察过木星上空,美国发射的航天器解开了从地球就可观察到的木星红斑之谜。可是木星红斑为什么经久不息?形成红斑的大气旋又从何而来?比起对月球的探测,木星还是显得太遥远了。人类只能先近后远,循序渐进。木星木星,是离太阳远近的第五颗行星,而且是八大行星中最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大两倍(地球的318倍)。木星绕太阳公转的周期为4332.589天,约合11.86年。木星除了色彩缤纷的条和带之外,还有一块醒目的标记,从地球上看去,就成一个红点,仿佛木星上长着一只“眼睛”,大红斑形状有点像鸡蛋,颜色鲜艳夺目,红而略带棕色,有时又鲜红鲜红。人们把它取名为大红斑。很早以前,木星大红斑鲜明的颜色已引起人们注意。

意大利天文学家卡西尼在1665年首先觉察到,木星上有斑痕,并以此红斑为标志,测出了木星自转的周期,是在9时50分到9时56分之间的范围。这与现在公认的赤道部分的自转周期9时50分30秒相当吻合,这在当时天文观测仪器相当简陋的情况下是很不简单的成就。木星红斑自那时以来,三个多世纪过去了,人们一直看到这块红斑虽然颜色有浓有淡、大小有增有减,但从未消失过,成为木星上醒目的永久性标志。这也是科学家观测、研究、讨论的课题。大红斑十分巨大,南北宽度经常保持在1.4万公里,东西方向上的长度在不同时期有所变化,最长时达四万公里。也就是说,从红斑东端到西端,可以并排放下三个地球。一般情况下,长度在两千至三千公里,大红斑在木星上的相对大小,就好像澳大利亚在地球上那样。大红斑之“红”也有特色,它的颜色常常是红而略带褐色,变化也是有的。20世纪20年代到30年代,大红斑呈鲜红色,从未这么好看过。

1951年前后,也曾出现淡淡的玫瑰红颜色;大部分时间,它的颜色比较暗淡。关于大红斑的颜色,有不同见解。有的提出那是因为它含有红磷之类的物质;有人认为,可能是有些物质到达木星的云端以后,受太阳紫外线照射,而发生了光化学反应,使这些化学物质转变成一种带红棕色的物质。总之,这仍然是未解之谜。人们在地球上隔着6亿公里对着大红斑看了三百多年,却不知怎么解释这种红斑。到20世纪70年代,先有1972年、1973年4月和6月“先驱者10号”、“先驱者11号”相继升空。在1973年12月和1974年12月近距离观测了木星,紧步后尘的又有1977年8月20日和9月5日发射的“旅行者2号”、“旅行者1号”,分别于1979年7月和1979年3月从木星上空掠过。对红斑进行详细察看。它们发现,它是一团激烈上升的气流,即大气旋。它不停地沿逆时针方向旋转,像一团巨大的高气压风暴,每十二天旋转一周。这巨大风暴气流可谓“翻江倒海”,“翻天覆地”。从人类认识它以来狂暴地乱了三个多世纪,真让人乍舌,可以说是一场“世纪风暴”。那么,它是靠什么法力能长盛不衰、长期肆虐呢?原来,大红斑以自己实力占尽地利之便。

巨大的旋涡像夹在两股向相反方向运动的气流中,摩擦阻力很小,如果大红斑比现在要小得多,那么“阻碍”的力量便相应地要大得多,这团风暴要不了多久便会平息。大红斑不是独霸木星的风暴,也有小姊妹。“先驱者10号”1973年12月,也发现过有小红斑,其扩大程度直逼大红斑,然而“先驱者11号”1974年12月飞过时小红斑卫星拍摄却已经消失了。小红斑从形成到消逝,只用了短短两年时间,规模上也只与地球风暴差不多,这跟大红斑不能相比。也有人认为大红斑长久不息应该还有别的原因。总之,关于大红斑,还需继续观测、研究,探索尚存的未解之谜。

木星究竟是恒星还是行星?

中国古代有弈射九日的传说,现在又有科学家提出木星有可能成为太阳星系中的第二个太阳,这就不能不使地球人备加关心了。因为这直接关系到人类的生死存亡。好在如果木星真的能变成恒星,也要等到30亿年之后,可谓来日方长。