太陽系木衛二的「化妝師」是誰,它為什麼會有那抹淡淡的紅色
誰給木衛二塗脂抹粉
木衛二是個被冰川覆蓋的白色星球,但是在它環繞木星運轉的後方,卻呈現出淡淡的紅色,像是被抹上了脂粉。充當「化妝師」的不僅有木星,也有木衛一,更有木衛二自己的不懈努力,它們共同演繹了一套非常複雜的「化妝術」。
木衛二在太陽系中擁有很高的知名度。由於它富含水分,因此人們對它是否存在生命的討論一直沒有停止過。它還是太陽系中明亮度僅次於月球的衛星,覆蓋其表面的那層厚厚的冰殼,最大程度地反射了太陽的光線,當然,也反射了木星的光芒。
木衛二的知名度和亮度都與水有關,也就是跟冰層有關。冰層下面,是一個巨大的海洋,覆蓋了整個星球。而在水層下面,則是岩石層和金屬核心。我們恐怕怎麼也想像不到,那抹淡淡的紅色,也與冰層有關。
紅撲撲的「屁股」
木衛二並不是一顆通體光滑的星球,它的表面印滿了無數劃痕。這些劃痕看起來張牙舞爪,縱橫交錯,像是頗為複雜的運河渠道。如果早期的地球人看到這幅景象,他們也會認為這個星球上有人正在規劃河道。木衛二上沒有山川,只有低矮的丘陵和為數很少的幾個環形山,這讓這些劃痕更加觸目。
值得注意的是,這些劃痕是紅色的。不僅如此,在劃痕附近,也呈現出淡淡的紅色。似乎有某種神奇的力量,讓河渠里流淌了紅色的液體,濕潤了河岸,浸染了周邊地帶。這一縷縷紅色,在白色的背景中愈發顯眼。更加奇怪的是,這些「紅色」只出現在木衛二環繞木星運行的後方。
這種紅色是怎麼形成的?它究竟代表著什麼?這兩個問題始終困擾著科學家。他們曾試著把答案與冰川下方的海洋聯繫在一起,幻想著水下生命的特徵。如今,科學家卻非常堅信,木衛二這些紅色的「脂粉」與木衛一的火山爆發有關。
木星揮舞鞭子抽打木衛二
不過,為何這些灰塵不能侵襲整顆木衛二,只能進入到它的後方呢?這就要從木星及其四顆衛星的相互運動規律說起了。
當伽利略把望遠鏡對準木星時,他發現了木星的四顆衛星,它們分別是木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。這四顆衛星也被稱為伽利略衛星,它們之間像兄弟一般,存在著太多太多的必然聯繫。
由於這四顆衛星距離木星都很近,因此,它們與木星處於引力鎖定狀態,相互之間會發生軌道共振。它們環繞木星運轉一周的時間相互關聯,比如,木衛三每公轉一周,木衛二就能公轉兩周,至於距離木星最近的木衛一,則能公轉四周,這種關係就是軌道共振。
這四顆衛星在圍繞木星運行的時候,雖然速度不盡相同,但它們有一個共同點:始終以同一面面對著木星,而木星始終「看」不到它們的另一面。
當木衛二在自己的軌道上奔跑時,木星就在它的左前方,而它的後方,則為木星提供了一個施展化妝技術的絕佳舞台。
雖然木衛二以固定的一面面對著木星,但是木星並沒有那麼熱情,它不會以固定的一面面對著木衛二。木星會自轉,自轉一圈的時間僅為9小時50分30秒,而木衛二環繞木星運行一圈的時間是85小時。木星的自轉大大快於木衛二的公轉,這就造成了一個奇妙的現象:木星驅趕著周圍空間的電離物,一次又一次掃過木衛二,就好像木星拿著一條鞭子,不斷地從木衛二的後方超越,每超越一次,就拿鞭子抽打一次木衛二的後方。這條由電離的火山灰構成的鞭子,會以每小時30萬千米的速度轟擊木衛二的後方,每隔10小時,木衛二的天空就會降下一場硫酸雨。
木衛二的化妝術
是否只有木衛一和木星充當了化妝師的角色呢?答案並非如此,似乎木衛二也挺喜歡那抹淡淡的紅色。
利用望遠鏡的光譜儀,科學家發現,木衛二上那些紅色物質的主要成分是硫酸鎂。這讓科學家十分困惑,硫元素來自木衛一,但是,木衛一上面卻沒有鎂元素,鎂元素是從哪裡來的?
原來,鎂元素是由木衛二自己提供的。在這顆星球內部,有著大量的鎂元素,木衛二費盡心思,將它們從內部翻滾出來,進入地表,與硫元素結合,形成硫酸鎂。不過,它是如何調配這些元素的呢?這還是要從軌道共振說起。
眾所周知,軌道共振會產生能量,能引發木衛二內部的地質運動。這場運動讓木衛二由正圓變為橢圓,最後再回到正圓狀態。雖然這種變化非常微小,但足以讓木衛二的地質結構發生斷裂。不僅地下結構會斷裂,地表的冰層也會斷裂,那些劃痕就是地表撕裂的痕迹,也就是地質運動的結果。
木衛二的地下是巨大的海洋,海水中含有氯化鎂。在地質運動的過程中,氯化鎂會從地下向地表滲透,並且把斷裂帶周圍浸潤。當氯化鎂湧出地面後,它會與來自太空的硫元素結合,形成硫酸鎂。然而,只有在木衛一的後半部分才會出現硫元素,因此也只有這裡才有硫酸鎂。不過,硫酸鎂是無色的,還需要其他一些雜質的摻和才會呈現紅色,而這些雜質則來源於木衛二的地下水中。
人類總是被自己的PS技術和化妝手法所征服,殊不知宇宙中早就出現了更高明的化妝師。這位化妝師就像化學家那樣,製造出各種染色材料,又像外交家一般,讓木星和木衛一為自己的姿色不斷努力。似乎在它眼中,只在乎那一抹淡淡的紅色。
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