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发布于:2021-01-29 被浏览:3466次

除了月球,欧罗巴是太阳系中最亮的卫星,表面有厚厚的冰层。这个冰壳反射太阳光和木星的光。

欧罗巴

此外,欧罗巴也是太阳系中著名的卫星。因为它的表面富含水,而水是生命最需要的组成部分,所以关于欧罗巴上是否有生命的讨论从未停止过。它的亮度和人气与水有关,也就是冰。现在我们可以知道冰下会有大量的水,这就是冰下的海洋,几乎覆盖了整个星球。在水下,会有一层岩石,然后在下面,有一个金属核。

“涂脂抹粉”的木卫二

欧罗巴不是简单的冰球。它的表面有许多划痕。起初人们认为这些划痕可能是小天体撞击的结果,但现在看来,它们可能是地下水冰在冰上融化形成的河流。这些划痕看起来像非常复杂的运河。如果最早的地球人看到了这些,他们也会认为这个星球上有人在这里规划了一条运河。欧罗巴上没有山川,只有很低的高地和几个环形山,使得那些划痕更加明显。

欧罗巴的表面

值得注意的是,这些划痕是红色的,不仅如此,而且在这些划痕附近,它们也显示出浅红色。运河里流动的红色液体似乎润湿了河岸,把周围的区域染成了红色,这在白色的欧罗巴表面上非常显眼。但是在木卫二上,并不是整个星球都被红色覆盖,而是它绕木星运行的轨道后面有一种淡淡的红色,就像抹了粉一样,看起来是红色的。

长期以来,科学家们一直对这种红色代表什么以及它是如何形成的感兴趣。他们将这个问题与冰川下的海洋联系起来,并想象了水下生命的本质。在探测器不能深入地下之前,科学家可以利用现有的技术条件来研究这些红色粉末是如何形成的。现在,科学家们确信一系列非常复杂的因素导致了这一结果。首先,欧罗巴上的红粉和他哥哥欧罗巴上的火山喷发有关。

火山灰造就了硫酸雨

欧罗巴是一颗寒冷的行星,因为它的表面覆盖着冰川。而木卫一则相反,火山活动主导着木卫一的表面。探测器到达木星之前,科学家们认为木卫一易受陨石撞击,应该布满各种大小的陨石坑。他们将观察表面上的陨石坑数量,然后通过单位面积上留下的陨石坑数量来估计行星外壳的年龄。但是探测器发回的照片显示,木卫一表面只有屈指可数的陨石坑。就这样,它的表面很年轻。之所以会出现这种现象,是因为火山爆发,不断喷发,再次用灰尘覆盖了星球表面。

超正析象管

木卫一表面,温度很高。旅行者探测器发现木卫一表面有许多几千米深的火山和陨石坑。它们是向外界喷发的物质,粘性液体在地面上流动数百公里,可能是火山喷发造成的。另外还有热湖,但是里面的液体是硫磺。这些表面特征表明这是一颗非常热的行星。木卫一表面最热的点可以达到700开氏度,尽管它的平均温度只有130开氏度左右。来自火山爆发的物质会继续上升到太空,所以我们会发现原本没有大气的木卫一,大气稀薄,主要成分是钠、钾、硅、铁等物质。当然,来自木卫一火山喷发的硫磺是不可缺少的物质。

这些硫磺喷向天空,像雨一样落下。少量的硫会喷发到天空,进入木卫一的大气层。这是一个简单的大气层,引力很小,它吸引不了它们,它们会继续飞向太空,绕着欧罗巴的轨道扩散,最后进入欧罗巴,成为欧罗巴化妆的染料,并在欧罗巴上涂上一层淡红色。然而,那些物质是怎么进入欧罗巴的呢?它也需要木星的帮助。近年来,科学家发现木星有很强的磁场,木星的磁场有

着很高的强度,比地球表面磁场强得多,木星的磁场形成了木星的磁层。它会把木卫一的火山灰电离,送入其他的地方。木星的磁层很宽广,距离木星最近 的四个大卫星都在磁层的范围之内。所以,那 些携带着硫酸的火山灰可以很容易地形成硫酸雨,飘飘洒洒地降落到这四颗星球表面,当然也能轻易地进入到木卫二的上面。

木星挥舞鞭子抽打木卫

那些灰尘仅仅进入到木卫二的后半部,却没能进入木卫二整个星球。这还要从木星和它的四颗卫星的相互运动规律说起。当伽利略把望远镜对准木星的时候,他发现了木星的四颗卫星,分别是木卫一、木卫二、木卫三和木卫四,因此这四颗卫星被称为伽利略卫星。在谈到木星卫星的时候,都必须提到这四兄弟,事实就是这样,它们之间有太多的必然联系。

木星驱赶灰尘从后面撞击木卫二示意图

首先,这四颗卫星距离木星都很近,因为太近,与木星的关系处在引力锁定状态,相互之间会发生轨道共振。它们环绕木星运转一周的时间相互之间有关系,比如,木卫三每公转一周,木卫二能公转两周,至于最近的木卫一,它能够公转四周,这种关系就是轨道共振。

这四颗卫星在围绕着木星运行的时候,虽然跑得有快有慢,但是,它们有一个共同点,那就是它们始终以一面面对着木星,而另一面看不到木星。作为木卫二,它在自己的轨道上奔跑的时候,木星就在它的左侧,它的前面是空空的轨道,如果说前半部是它的脸的话,那么后半部就是它的屁股,一个偶然的因素导致了木星就在它的屁股上涂抹脂粉。虽然木卫二以固定的一面面对着木星,但是木星没有那么热情,它不会以固定的一面面对着木卫二。

木星也有自转,木星自转一圈需要9小时50分,木卫二环绕木星运行一圈的时间是85个小时,木星的自转大大快于木卫二的公转,这就出现一种奇妙的现象,木星驱动着周围空间的电离物,一次又一次地扫过木卫二,每一次都是从后面追上木卫二。就像是木星拿着一个鞭子,一次又一次地抽打着木卫二的屁股,木卫二跑一圈,木星要抽它八次半。那些被电离的火山灰就会以每小时30万千米的速度轰击木卫二的后半部,而木卫二的前方和外侧,就不会受到鞭子的抽打,在被木星鞭子抽打的一面,也就是在木卫二环绕木星运转的轨道后半球上,每隔10小时,天空就会下起一阵硫酸雨。

木卫二的化妆术

科学家一直在关注着木卫二上面的红色,想弄清这些红色物质究竟是什么成分,伽利略探测器没能完成这个任务,但是,使用地面上的望远镜可以得到这个答案。利用望远镜的光谱仪,可以鉴定另一个星球上的化学成分,最近的研究表明,木卫二上那些红色物质的主要成分是硫酸镁,这让科学家十分困惑,硫元素可以来自木卫一,但是,木卫一上面却没有镁元素,镁元素是从哪里来的?现在得知,这个是木卫二自己解决的,虽然表面没有镁元素,但是在这颗星球的内部有镁元素,木卫二把它们从内部翻滚出来,进入地表,然后再调配,让它变成硫酸镁。

要说木卫二如何调配这些颜料,还得从木卫三兄弟的轨道共振说起,轨道共振将会产生能量,触动木卫二内部的地质运动。虽然看上去木卫二是圆的,但是共振产生的能量会让它变得椭圆,然后再回到正圆状态,这种变化非常微小,它将会让木卫二的地质结构发生断裂,不仅地下结构会断裂,地表的冰层也会断裂,那些像河流那样的划痕就是撕裂的痕迹,也就是地质运动的结果。

木卫二上的大喷泉和远处的木卫一

木卫二的下面是咸水的海洋,海水中含有镁元素的化合物,氯化镁是重要成分,它让这颗星球内部的海洋成为咸的,也支持了生命的诞生和演化。在地质运动的过程中,地下的氯化镁就会渗透出来,流入木卫二的表面,并且把断裂带周围浸润。虽然流出来的物质是氯化镁,但是它们涌出地面之后,就会与来自太空的硫元素结合,化学反应之后的产品就是硫酸镁。虽然氯化镁可以布满全球,但是,硫元素却只会出现在这个星球的后部,所以,也只有后半部才会出现硫酸镁。硫酸镁是无色的,并不是红色的,但是,还有一些其他的杂质也参与进来,它们被地下的水溶解之后,就以红色的面目出现了。于是,木卫二自己造出来了硫酸镁,并通过一系列其他的过程,变成了红色颜料,涂在身上。

作者:戴铭钰

图源:网络版权归原作者所有

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