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9章:UN远征之星途---木星 (5 / 6)
“先驱者号”探测器对木星考察的结果表明,木星没有固体表面,11是一个liu体行星。主要是氢和氦。木星的nei部分为木星核和木星幔两层,木星核位于木星中心,主要由铁和硅构成,是固体核,温度达3万K。木星幔位于木星核外,以氢为主要元素组成的厚层,其厚度约为7万公里。木幔外就是木星大气,再向外延伸1000公里,就到云顶
大红斑
木星表面的大多数特征变化倏忽,但也有些标记具有持久和半持久的特征,其中最显著最持久,也是人们最shu悉的特征要算大红斑了。
大红斑是位于赤道南侧、长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红se卵形区域。从17世纪中叶,人们就开始对它进行时断时续的观测,1879年以后,开始对它进行连连续的记录,并发现它在1879~1882年,1893~1894年,1903~1907年,1911~1914年,1919~1920年,1926~1927年,特别是在1936~1937年,1961~1968年,以及1973~1974年这些年代中,变得显眼和seCaiyan丽。在其他时间,显得暗淡,只略微带红,有时只有红斑的轮廓。
大红斑是个什么结构?为什么是红se的?如何能持续这么长的时间?要了解这些问题,仅凭地面观测实在是无能为力的。
按照科学家雷蒙·哈依德的理论,大红斑是位于其下面的某种像山一类的永久特征所造成的大气扰动。但是“先驱者”发现木星表面是liu体,完全排除了木星外层具有固tai结构表面的可能Xing,上述理论也就是自然被扬弃了。
“旅行者1号”发回的照片使人清晰地看到,大红斑宛如一个以逆时针方向旋转的巨大漩涡,其浩瀚宽阔足以容纳好几个地球。从照片上还可以分辨出一些环状结构。仔细研究后,科学家们认为,在木星的表面覆盖着厚厚的云层,大红斑是耸立于高空、嵌在云层中的强大旋风,或是一团激烈上升的气liu所形成的。
在木星上,类似大红斑的特征还有一些。譬如,在大红斑的偏南chu,有3个白se卵形结构,它们首次出现于1938年。另外,1972年,地面观测发现木星的北半球上出现一个小红斑,18个月以后“先驱者10号”到达木星时,发现其形状和大小几乎同大红斑相似。再过一年,“先驱者11号”经过木星时,这个红斑竟踪迹皆无,看来这个红斑只存在了两年左右。
木星上的斑状结构一般持续几个月或几年,它们的共同特点是在北半球作顺时针方向旋转,在南半球作逆时针旋转。气liu从中心缓慢地涌出,然后在边缘沉降,遂形成椭圆形状。它们相当于地球上的风暴,不过规模要大得多,持续时间也长得多。
木星云的绚丽多Cai,证明木星大气有着十分活跃的化学反应。在探测器拍摄的照片上,可以看到木星大气明暗交错的云带图形。从南极区到北极区依稀可辨17个云区或云带。它们的颜se、亮度均不相同,也许是氨晶体所组成;褐se云带的云层要深些,温度稍高,因而大气向下liu动;蓝se部分则显然是顶端云层中的宽洞,通过这些空隙,方可看到晴朗的天空。蓝云的温度最高,红云的温度最低。据判断,大红斑是一个很冷的结构。令人不解的是,如果按平衡状tai而言,所有的云Cai都应该是白se的,只有当化学平衡被破坏后,才会出现不同的颜se。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速物质运动。
大红斑的橙红se一直使人困huo不解。有人认为是大红斑中上升气liu形成的云中放电现象。为此,美guo马里兰大学的一位名叫bo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,结果发现原先无se的气体变成云状物,一种淡红se的物质沉淀在瓶壁上。这个实验为人们解开大红斑颜se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se。
自从卡西尼发现大红斑以来,到今天已有300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bao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liu如果没有能源维持,很快就会下沉。
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