The biggest planet's 5 deepest mysteries
木星的五大未解之谜

文/王家骥   

  


  在过去的35年中,先后有7个太空探测器飞经太阳系最大的行星木星,并有1个太空探测器专门对它进行了8年的近距离科学考察。可是,至今这颗行星依然存在着许多未解之谜。

  1973年12月3日,“先驱者”10号在距木星表面约14万千米处飞过。它是第一个飞经木星的太空探测器。随后,在1974年和1979年,又有“先驱者”11号、“旅行者”1号和旅行者“2号”先后飞经木星。这4个太空探测器向我们展示了木星上无比壮观的大气活动现象及其两颗大卫星木卫一和木卫二上最令人注目的特征——木卫一上的火山和木卫二上的冰壳。现在,这些探测器正在继续向太阳系外的深空飞去。
   另外3个飞经木星的太空探测器是:1992年飞经木星的“尤利西斯”号,它的最终探测目标是太阳,现在仍围绕太阳运转;2000年“卡西尼”号在飞往土星的途中飞经木星,现在正继续执行考察土星及其卫星的任务;2007年“新视野”号在飞往冥王星的途中飞经木星,现在正继续向冥王星飞去,将在2015年到达冥王星。
   到达木星后就留了下来进行近距离科学考察的太空探测器只有“伽利略”号。2003年,“伽里略”号因机载电池即将失效,不得不结束工作,由人工控制坠入木星浓厚的大气层内被毁灭。
   1995年到2003年 “伽里略”号向地面发送回来大量的探测数据,同时留下了许多未解之谜。美国行星科学家博尔顿说:“‘伽里略’号证明,我们的行星形成理论,存在着某种带根本性的错误。”
   现在,博尔顿正忙着参与一个更先进的木星探测器的设计。这个探测器被命名为“朱诺”号,将于2011年8月发射,肩负着揭示木星未解之谜的重任。

结构之谜:核心多大
  
   木星的直径为地球的11倍,质量为地球的318倍,体积为地球的1300多倍,平均密度比地球低很多。这是因为木星的结构与地球有很大的差别,它是一颗基本上由气体组成的行星,其中约75 % 是氢,约25 % 是氦,还有微量的甲烷、水、氨和岩石。
   木星的大气层厚几千千米,而且密度比地球大气高得多。木星大气的顶层密布着由甲烷、氨等构成的云,因此是不透明的。我们看到的木星表面,就是这一云层。“伽里略”号到达木星上空之后,曾经把一个大气探测器投入木星的云层,让它在木星大气层内徐徐降落。很可惜,这个大气探测器只深入到云层下150千米处,就被木星大气的巨大压力压坏了。因此,关于木星更深处的情况,我们至今还没有任何直接的观测数据。
   美国科学家英格索尔说:“我们非常想知道木星的内部结构像什么样子。”他说,木星的位于浓厚的大气层下面的“核心”可以分为两个层次:里面的一层由岩石、金属和液态水组成,大小不超过10 % ;外面的一层是液态金属氢层,大小或许超过80 % 。
   为了探索木星的内部结构,美国科学家们建造了一座被称为“Z机器”的历史上最强大的电力设备。“Z机器”中央真空室内核心处可以模拟木星核心的高压环境,在那里氢被剥离了原子核外的电子,从而变得像液态金属一样。这样的“木星物质”可以存在几纳秒(即十亿分之几秒)。

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