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去太空看大海

2020-02-25程少

百科探秘·海底世界 2020年2期
关键词:木卫二土卫六开普勒

程少

观沧海

[汉] 曹操

东临碣石,以观沧海。

水何澹澹,山岛竦峙。

树木丛生,百草丰茂。

秋风萧瑟,洪波涌起。

日月之行,若出其中。

星汉灿烂,若出其里。

幸甚至哉,歌以咏志。

很多人喜欢看海,理由也许各不相同:有人爱水,有人爱海浪滔滔,也有人爱海中多姿多彩的生物。

你爱看海吗?你知道无垠的太空中也有大海吗?

曾经人类以为大海只为地球所独有,但近些年发现其他星球上也有海。也许在不远的将来,我们能坐上飞船,到另一颗星球上去看海。

木星的卫星家族

木卫二:极深之海

木卫二,代号欧罗巴,直径3 140 千米,体积比月球略小,与地球的距离约为4.2个天文单位(1个天文单位等于149597870千米,意为地球与太阳之间的平均距离)。木卫二受磁场的影响,有一个半球永远朝向木星。

木卫二是一颗表面全是寒冰的冰冻星球,如果你会滑冰,那么你应该能在木卫二上玩得非常愉快。不过,滑冰时一定要注意安全,因为木卫二的寒冰地壳并不是“铁板一块”,而是被深达十余千米的峡谷裂缝分割成了多个大陆板块。

就在木卫二厚厚的冰壳之下,埋藏着深不见底的海,据推测有100~200千米深,是地球上目前已知的海洋最深處——马里亚纳海沟深度的十几倍。这样看来,与木卫二的海相比,地球上的海只能说“水太浅”。

更出人意料的是,木卫二的海虽深,但并不冷。因为海底的火山十分活跃,喷出的岩浆不仅能给海水保温,还将大量矿物质和微量元素注入大海。难怪科研人员推测,木卫二比我们最近的“邻居”火星更有可能存在外星生命。换言之,如果你在木卫二潜水,不是没有碰到外星生物的机会哟。

木卫三:千层之海

木卫三,代号盖尼米得,距离地球同样约为4.2个天文单位,平均直径达5262千米,比水星的体积还要大,是太阳系内已知的最大卫星。

别看木卫三的块头很大,但是“身体轻得很”,质量只有水星的一半。

为什么会这样呢?

因为木卫三的“含水量”比水星要大得多,它有一片巨大的海。如果按照水量计算,木卫三的海水量是地球海水量的35倍!

不过,木卫三的海和地球的海可不一样。

第一,木卫三的海是地下海,而且藏得很深。木卫三厚厚的冰壳为这片海提供了全方位的超强保护,连天降陨石都伤害不到。

第二,木卫三的海有可能像千层饼,被不同厚度、不同成分的矿物质冰层分割在多个地层中。每一层海的体积、成分、温度,甚至颜色可能都不相同。

我们可以设想一下,将来去木卫三看海,就像去参观一座有巨大水箱的海洋馆,坐着电梯直达地下,然后每一层看到的景象都不一样,又那么异彩纷呈。想想是不是有些兴奋?

木卫四:神秘之海

木卫四,代号卡里斯托,直径4800千米,体积比月球大,与水星相当,但质量只有水星的三分之一。科研人员推测木卫四的密度这么低,是因为在木卫四厚达200 千米的地壳下方有一片海洋。

这是一片封闭且黑暗的海洋,至少有10千米深,甚至有人推测其深度能达到250~300 千米,海中可能布满了冰块和岩石(也有一种推测是木卫四的海洋已经全部冻结成冰)。这片海洋和位于木星卫星轨道边缘的木卫四一样隐秘,从太阳系诞生时起,已经静静存在了大约40亿年。还没有人真正了解木卫四,近百年内也没有人能真正看一眼木卫四的海。那片海就在那里,静静地等待着它的第一位访客。

土星的卫星家族

土卫二:壮观的海洋喷泉

土卫二,代号恩科拉多斯,是土星的第六大卫星,也是太阳系中最亮的卫星。它距离地球9.5个天文单位,是一个直径只有500千米的小卫星,表面温度极低,比干冰表面还要冷。在土卫二,零下130摄氏度都可以创下高温纪录。但在这样的极寒之地,却有壮观的海洋喷泉。

在土卫二南极地区30~40千米厚的冰壳之下,有一片活跃的海。

据科学家推测,由于土卫二内核的加热,一部分海水形成水蒸气向上蒸腾,再加上土星引力的作用,使南极的冰壳出现裂缝,海水喷出地表,形成海洋间歇喷泉。美国卡西尼号飞船在土卫二上发现了4条“虎纹带”裂缝以及从中喷出的101座间歇喷泉。

在这张卡西尼号宇宙飞船拍摄的土卫二照片中,可以看到土卫二南部区域喷射出的羽状气体和尘埃大小的冰粒

土卫六:最有欺骗性的海

土卫六,代号泰坦,是土星卫星中最大的一个,也是太阳系第二大的卫星。土卫六上的海看上去和地球上的海并没有什么区别,但是你可别想在土卫六的海里游泳。

由于土卫六上的重力只有地球重力的14%,所以你如果在土卫六上面向大海做跳水运动,可以轻巧地做出各种各样的花式动作,但等你向前翻腾两周转体一周后入水時,你很可能像一块被扔进大海的大石头那样直接沉入海底,并完全被冻僵。这是因为土卫六的海水是由液态甲烷、乙烷构成的,所以海水的浮力很小。再加上海水的温度极低,大约零下180摄氏度,几乎与液氮一样冷,因此会将一切接触到它的物质瞬间冻成冰棍儿。

此外,海王星的卫星海卫一和冥王星都可能拥有海洋。只是它们的海洋与木卫二、木卫三的海洋类似,都藏在地表之下。

太阳系外的行星之海

随着科技的进步,人类对太空和海洋的探索也在不断发展。科研人员逐渐认识到,每个像太阳系这样的恒星系统都存在一个宜居带。只要围绕恒星运转的行星在这个宜居带内公转,行星表面的温度就不会太高也不会太低,正好有形成海洋的条件。

换句话说,科学家发现,只有可以看到海的地方,才有可能存在生命和适宜人类生存的环境。科研人员一直在寻找能够看海的系外行星,下面介绍几颗存在海洋可能性较高的行星。

开普勒62f

开普勒62f距离地球很远,足足有1200光年。它的体积只比地球大1.4倍,很可能有一片比地球海洋面积略大的海洋。

因为开普勒62f的“太阳”——天琴座恒星开普勒62比太阳小,也昏暗不少,所以开普勒62f接收的阳光比地球要少一半。这就可能使开普勒62f的地表温度较低。去那里看海,也许只能看到一片白茫茫的“冬季北冰洋”。

HAT-P-11b

HAT-P-11b是一颗位于天鹅座的行星,距地球120光年,直径约为地球的4倍,质量是地球的26倍。它和地球一样,有一个固态的内核,并覆盖着大气层。不同的是,HAT-P-11b距离它的“太阳”非常近,几乎每5天就能公转一周,所以它的地表温度应该相当高。

HAT-P-11b的大气层中并没有云,当它从它的“太阳”面前经过时,科研人员能清楚地看到这颗星球的水蒸气。如果有一天,我们能跨越120光年的距离,到HAT-P-11b看海,那状况很可能相当于我们钻进高压锅里,看沸腾的海水翻滚蒸发。

HD40307g

HD40307g是科研人员在2012年发现的地外行星,是围绕恒星HD40307运行的第6颗行星,距离地球42光年,质量比地球大7倍,每198天公转一周。而它的母恒星——HD40307的质量和大小大约是太阳的四分之三,提供给HD40307g的能量与太阳提供给地球的能量几乎相同。

科研人员认为HD40307g可能拥有海洋,而且那里同样拥有昼夜交替、大气层和云。如果你有机会到那里旅行,可能看到与地球高度相似又完全不同的大海朝阳、海滩晚霞和沙滩落日。

除此之外,开普勒452b、开普勒62e、格利泽581g和格利泽581d都可能拥有海洋,而且这份“可能拥有海洋的行星”的名单还在变长。

现在,只有人造卫星能上天去看海,未来也许我们也可以到其他星球去看海。让我们期待那一天的到来吧!

知识链接

为了在太空中寻找可以看海的地方,NASA专门设计制造了开普勒太空望远镜。这是一个独自漂泊在外太空的巨大望远镜。它无时无刻不在瞪大眼睛,不放过每一束来自其他恒星的光,无时无刻不在搜寻着每一个可能有海的星球。在认真工作了9年后,开普勒太空望远镜发现了2662颗系外行星。

虽然开普勒太空望远镜于2018年光荣“退休”了,但寻找外星海洋的工作还在继续。2019年4月,美国发射了新的凌日系外行星勘测卫星,到现在已经发现了几十颗可能存在海洋的遥远星球。它将在开普勒太空望远镜发现的基础上,利用4台先进相机扫描超过20万颗太阳系附近的明亮恒星,以寻找围绕它们公转的可能存在海洋的行星。

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