太阳系五大谜

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1、太阳系五大谜　　我们对太阳系已经有很多了解，但实际上却有更多的不了解。　　太阳系其他地方有生命吗？　　　　为什么生命会在地球上兴旺？有一个简单“配方”：找一个岩石世界，给它加点水，再把它放进太阳周围的可居住地带（那里距离太阳不太远也不太近，因此那里的天体上不太冷也不太热，从而天体表面存在液态水，也就可能支持生命存在或居住）。　　正是这些温和的条件保持着液态水在地球上的存在，所以我们假定这些也是生命出现的先决条件，而这看来还有助于解释：为什么我们一直未能在太阳系其他地方发现生命？然而，如果“可居住地带”理论只是天方夜谭，那么会怎样呢？　　　　先来看

2、火星。液态水看来很可能曾经在火星上流动，甚至有间接证据（上图）表明今天的火星上依然存在液态水。在布满岩石的火星表面，美国宇航局的“好奇号”火星车发现了疑似被盐水冲刷出的水道和沟槽。或许，我们对此不应该很惊讶――常规计算结果，把火星放进了太阳系可居住地带的外沿。这是否意味着火星上曾经有过生命，或者至今仍有生命存在？这依然悬而未决。　　11　　不过，最近我们发现了一些证据：在一些不应该有水的地方，反而水波荡漾。我们一直猜测，木星的卫星欧罗巴（木卫二）拥有地下海洋。而哈勃空间望远镜2015年证实，在木星的另一颗卫星――加尼美得（木卫三）的冰地壳下面，隐

3、藏着一个盐水海洋。而且，过去10年来一直在环绕土星的美国宇航局“卡西尼号”空间探测器，也发现了土星的多颗冰冻卫星地下存在海洋的迹象，其中包括米玛斯（土卫一）和恩克拉多斯（土卫二）。“卡西尼号”甚至在2015年10月穿越了距离恩克拉多斯南极仅50千米的一条羽流，目的是检测是否存在微量氢。在地球上，氢是地热喷口的一个主要标志。目前，科学家仍在等待对这次探测的分析结果。　　“卡西尼号”在恩克拉多斯羽流中的发现，对于可居住地带理论有些颠覆：这种羽流中包含二氧化硅。而要得到二氧化硅，唯一的途径是：让几乎达到沸点的液态水，与岩石在极高温度下接触。这进一步表明

4、，恩克拉多斯地热活跃，它的地下海洋底部很可能存在地热喷口。如果的确如此，那就太诱人了。许多科学家相信，生命始于地球上的类似环境。如此看来，在太阳系中我们认为不可能存在生命的一些地方，其实有可能存在生命。　　　　是什么力量在加热这些“冰球”（冰卫星）的内部？以恩克拉多斯为例。在另一颗土卫――狄俄涅（土卫四）环绕土星一圈的时间里，恩克拉多斯正好环绕土星两圈。在它们的轨道中，这两颗土卫时而在相同位置相互靠近，这增加了对恩克拉多斯内核的引力挤压，从而加热了恩克拉多斯内核。　　11　　这种类型的“潮汐加热”，在太阳系和太阳系以外可能都很常见，其意义之重大不

5、言而喻，尤其是对在其他恒星-行星系统中寻找生命来说更是如此。在这些系统中，多颗行星的大气层中被探测到了水。　　如此看来，可居住地带理论完全有可能不再说得通。反而，我们或许应该认为可居住世界更像是水果蛋糕中的葡萄干――它们（葡萄干也好，可居住天体也好）可能随机浮现于任何地方。　　太阳为什么有磁性？　　　　1859年9月2日，从一次太阳大爆发中发出的极大量物质和磁力袭击地球。极光点亮2/3的地球天空。指南针乱跳。随着幽灵电流在整个电线网络中喘振（也称浪涌），全球电报系统陷入瘫痪。　　这一现象被称为太阳风暴，也称“卡灵顿事件”，因为英国天文爱好者卡灵顿

6、观测了这次太阳风暴。对当时大多数人来说，这次太阳爆发不过是一场壮观的彩光秀。但要是如此大规模的太阳风暴发生在今天，那就必将是一场大灾难，这是由于我们对电磁技术的依赖。人造卫星可能被烧毁，卫星通信和定位系统随之被毁，变压器可能被烧毁，多个国家将发生大面积停电，公共运输将中止。美国国家科学院2008年估计，仅仅一次卡灵顿事件就会对美国造成2万亿美元的经济损失。　　11　　从那时起，多国开始密切关注太空天气。要想让我们免遭太阳风暴重创，关键是要弄清复杂多变的太阳磁场。从可见光来看，太阳似乎一成不变。但通过紫外光观察，不同的画面立即浮现：在几天、几周、几

7、月或几年时间里，太阳表面的黑暗区域――冕洞来来去去。这些“洞洞”的直径可达地球直径的50倍。　　太阳磁场正是从冕洞延伸到太阳系中的。由冕洞释放的、来自太阳大气层――日冕的气体，成为了太阳风。麻烦是，我们无法预测冕洞何时出现在何处，以及何时爆发。简言之，我们不了解太阳的磁周期怎样运作。　　我们已经知道的是，太阳大约11年爆发一次（但爆发的大小程度不同），目前我们处在太阳爆发的下降阶段。不过，我们知道的仅此而已。除了对炽热等离子体翻卷的一些模糊猜测外，太阳究竟怎样产生磁性依然是一大奥秘。欧洲空间局的“太阳轨道器”可能将打破僵局。如果能按计划在2018

8、年成功发射升空，“太阳轨道器”就会飞到太阳附近，比水星距离太阳还近。“太阳轨道器”将搭载包括磁强计在内的10种探测仪器，对太阳进行前所未