判断,大红斑是一个很冷的结构。令人不解的是,如果按平衡状态而言,所有的云彩都应该是白色的,只有当化学平衡被破坏后,才会出现不同的颜色。那么,是什么破坏了化学平衡呢?科学家们推测,可能是荷电粒子、高能光子、闪电,或是沿垂直方向穿过不同温度区域的快物质运动。
大红斑的橙红色一直使人困惑不解。有人认为是大红斑中上升气流形成的云中放电现象。为此,美国马里兰大学的一位名叫波南贝罗麦的博士做了一个有趣的实验。他在一只长颈瓶中放上木星大气中存在的一些气体,如甲烷、氨、氢等,对这些气体施加电火花作用,结果现原先无色的气体变成云状物,一种淡红色的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红斑颜色之谜似乎提供了某种有益的启示。相当一部分天文学家认为,磷化物可以说明大红斑的颜色。
自从卡西尼现大红斑以来,到今天已有3oo多年了,它为什么能持续如此长的时间呢?有人认为木星的大气又密又厚是大红斑长寿的主要原因,但这只是一种猜测。
大红斑和木星上其他卵形结构的长寿,主要包含两个问题:一个是这些斑状结构必须是稳定的,不然它们只能存在几天;另一个就是能源问题,一个稳定涡流如果没有能源维持,很快就会下沉。
木星大红斑每小时时可达4oo千米,而地球上的龙卷风最高时连它的3/4都达不到,而且持续时间与木星大红斑大小都比地球龙卷风长和大。至于这是为什么至今仍是个迷。
木星的卫星
木星有63颗已知卫星。
由于伽利略卫星产生的引潮力,木星运动正逐渐地变缓。同样,相同的引潮力也改变了卫星的轨道,使它们慢慢地逐渐远离木星。木卫一,木卫二,木卫三由引潮力影响而使公转共动关系固定为1:2:4,并共同变化。木卫四也是这其中一个部分。在未来的数亿年里,木卫四也将被锁定,以木卫三的两倍公转周期,木卫一的八倍来运行。木星的卫星由宙斯一生中所接触过的人来命名(大多是他的情人)。
卫星距离
(千米)半径
(千米)质量
(千克)现者现日期
木卫十六
木卫十五
木卫五
木卫十四
木卫一伽利略161o
木卫二伽利略161o
木卫三1伽利略161o
木卫四1伽利略161o
木卫十三oa11974
木卫六
木卫十; 木卫七
木卫十二; 木卫十一; 木卫八
木卫九; 木卫一、木卫二、木卫三、木卫四于161o年由伽利略现,称为伽利略卫星。1892年巴纳德用望远镜现了木卫五,其他卫星都是19o4年以后用照相方法陆续现的。“旅行者号”飞船于1979年现了木卫十四,198o年又先后现木卫十五和木卫十六。除四个伽利略卫星外,其余的卫星半径多是几公里到2o公里的大石头。木卫三较大,其半径为2631公里。
木卫可分为三群:最靠近木星的一群——木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五和四颗伽利略卫星等8颗,轨道偏心率都小于o.o1,顺行,属于规则卫星;其余均属不规则卫星。离木星稍远的一群卫星——木卫十三、木卫六、木卫十及木卫七,偏心离为o.11~o.21,顺行。离木星最远的一群——木卫十二、木卫十一、木卫八及木卫九,偏心率o.17~o.38、逆行。
木星的四个伽利略卫星和木卫五的轨道几乎在木星的赤道面上。“旅行者1号”对这五颗卫星作了考察。
木卫五是天文学家巴纳德于1892年在木卫一的轨道内现的,形状呈卵形。“旅行者1号”现它为浅灰色,上有一个长约13o公里、宽2oo~22o公里的微红区域。木星光环正位于木卫五的轨道里。
木卫一是16颗卫星中最著名的一颗,离木星很近,平均距离约42万千米。它的体积并不是很大,直径约364o千米,密度和大小有些类似月球,呈球状,整个表面光滑而干燥,有开阔的平原、起伏的山脉和长数千千米、宽百余千米的大峡谷,还有许多火山盆地。它的颜色特别的鲜红,比火星还红,可能是太阳系中最红的天体,上空由稀薄的二氧化硫大气及钠云所包围,并有很频繁的火山活动。旅行者1号探测器在木卫一的表面共现了9座火山,火山的喷高度为7o~3oo千米,喷度平均每秒1ooo米,比地球火山爆大。这些火山不断地喷出由二氧化硫组成的烟,降落在木卫一的表面。这些烟是本星磁层中许多粒子的主要来源,也就是木星磁层中辐射带最强的部分。木卫一是迄今在太阳系中所观测到的火山活动最为频繁和激烈的天体,这一现给天文学家对太阳系天体的研究提供了新的启示。
木卫二是一颗体积比月球小,但密度和月球差不多,表面非常光滑,被大量的冰覆盖着,好像是一个冰与奶油巧克力混合而成的大球体。所以从望远镜中看是一颗显得非常明亮的天体。木卫二的另一特征是冰面上布满了许多纵横交错、密如蛛网的明暗条纹,很可能是冰层的裂缝。在木卫二的表面覆盖一层5o千米厚的海洋,海洋的上面又覆盖着一层约5千米厚的冰层,也许这就是木卫二的表面如此光滑,反照率又这么高的原因。
木卫三是木星最大的一颗卫星,它的体积比水星大,表面呈黄色,可分为盖满冰层的明亮区和冰上堆积着岩质灰尘的黑暗区,并有几处横向错开的断层、线状地形、互相平形的山脊与深沟。这些线状地形互相重叠,显示它们形成的年代不同。因此,天文学家推断,木卫三可能曾经生过类似地球的板块活动。
木卫四的表面布满了密密麻麻的陨石坑,最明显的特征是一个像牛眼似的白色核心,外面被一层圆环包围着,类似同心圆盆地,直径达6oo~15oo千米。木卫四除了坑洞以外再也找不到其他特殊的地形,因而推断它是太阳系中最古老的卫星表面,在很早以前就终止了内部活动。
人类探索木星的情况
为了探测太阳系外围空间的物理情况,迄今为止,共射了4艘宇宙飞船,即“先驱者”1o号、11号,“旅行者”1号和2号。它们都肩负着美国宇航局的重大科学考察项目。“先驱者1o号”于1972年3月2日上午,一路上考察了行星际物质;1973年12月3日与木星会合,在离木星13万公里处飞掠而过,探测到木星规模宏大的磁层,研究了木星大气,送回3oo多幅木星云层和木星卫星的彩色电视图像。“先驱者11号”飞船于1973年4月6日