第1个回答 2022-08-06
在围绕着木星旋转的4颗卫星中,有一颗离它最近的、呈现美丽橙红色的天体,它的表面还间杂着很少的浅黄色、白色和黑色,这就是木卫一。木卫一的体积比月球稍大一点儿,半径为1815千米。它上面散布着活火山群,是我们太阳系中具有最热、最活跃火山群的一个星体,1979年,“旅行者1”号探测器在途经木星时,“窥视”了木卫一,拍下了它的玉照。从它获得的照片来看,木卫一上至少有8座活火山正在喷发:咝咝作响的火山口喷出高达400千米的热气流,里面夹杂着气体和尘埃,它们汹涌、喷吐、平息,再次汹涌,没有止境,其喷射速度高达1600千米/小时,此景象宏伟,气势磅礴,堪称太阳系中的一大奇观。
但是,17年后,从1996年6月“伽利略”号木星探测器进入木星的轨道,再看木卫一时,却看到随着岁月的演进原来喷发的火山已经逐渐变得安静了,只有1座火山喷溢的灰尘层尚未褪色,同时发现1座新的火山正在喷发。该火山源源不断地喷发蓝色火焰,喷射物腾空高达96千米。
早在2007年,“新视野”号探测器在飞往冥王星的途中,又造访了木卫一,它通过其随机携带的远程观测成像仪拍摄了一批高质量木星图像,其中包括木卫一的玉照。从照片上可以清楚地看到木卫一上最活跃的“特瓦什卡尔”火山和它羽状物中引人注目的纤细结构。同时也观察到木卫一上正在喷发的“普罗米修斯”火山和“莫修巴”火山。
天文学家们对这个蓝色的气流塔很感兴趣,他们在研究这个塔时,却发现正在飘落“雪花”的上方出现了意想不到的事情:在热气流的顶部,一些灰烬和尘埃应该旋转和落下……可并不是这样,它们抗拒着木卫一的拉力,不停地上升,而且不是缓慢地上升,是加速地上升,它们远离木卫一,进入太空。这时,正在经过的太空飞船必须小心,正在向你们瞄准。
在航天器飞行的 历史 中,的确记载了木卫一灰尘击中探测器的事件。1992年,绕太阳运行的“尤利西斯”号探测器曾在经过木星附近时,遭遇过木卫一这些逃逸火山灰的袭击。早在2004年初“尤利西斯”太空船再次访问木星,并且再次遇到灰尘的袭击。但是,对于发射“尤利西斯”号的科学家来说,这并不是一件坏事,而是得到了意外的惊喜。因为,他们原本希望“尤利西斯”号遇到彗星或小行星,能够得到它们遗留在太空中的漂流灰尘,没想到却获得木卫一的火山灰流。这群火山灰流相当细密,就像花园中水管喷山的水流一样,移动速度高达300千米/秒,仅次于太阳风的400千米/秒~700千米/秒。
不过,因为火山灰颗粒都很小,只相当于普通香烟灰颗粒大小,虽然运动速度很快,并没有损伤到探测器。在1995年,当“伽利略”号木星探测器真正地进入木星轨道,也曾遭遇到火山灰流的袭击。
最初,对于“尤利西斯”探测器上灰尘来自何方,人们并不清楚。天文学家在寻找它的来源吋,并没有人怀疑是木卫一上火山捣的鬼。因为,当木卫一火山气流刮过的时候,“尤利西斯”探测器是在距离木卫-1亿千米的地方,按照推理来计算,这些火山灰根本不可能击中探测器。此外,从灰尘运动的速度来看,木卫一火山口喷发出微粒的速度是1千米/秒,最多只有2千米/秒,而不是300千米/秒,以这种速度灰尘也无法与探测器相遇。
这一切都令人感到困惑,研究人员考虑到几种可能性。一种可能性是这些灰尘来自于木星的暗光环,在那里有大量的灰尘,但是光环是如何制造出高速喷射物呢?另一种猜测是它来自于彗星“鞋匠—利维”9号,1992年这颗彗星离木星相当近,并被撕成两半,众所周知彗星可以产生灰尘流,但是它的速度达不到可以袭击“尤利西斯”探测器。
美国宇航局“伽利略”木星探测器最终揭开了这个谜团。像“尤利西斯”号太空飞船一样,在1995年当“伽利略”号接近木星的时候,它受到灰尘的袭击。与“尤利西斯”不同,“伽利略”不是一件途经木星的探测器,而是真正进入木星轨道的探测器。通过几年中收集到的数据,科学家们能够将火山活动和灰尘联系起来,他们发现木卫一的轨道运动改变了灰尘气流。
对于木卫一灰尘为什么能够产生很高的速度,科学家是这样解释的:木星不仅是一颗巨大的行星,而且是一个巨大的磁场,它旋转一圈需要9小时55分钟,旋转的磁场产生电场,木星周围的电场是强烈的。木卫一的灰尘就像你的计算机显示器上的灰尘一样是充满电荷的,这样木星的电力自然加速灰尘微粒的运动,使其速度达到300千米/秒是不成问题的。此外,2000年“卡西尼”号在飞往木星的航程中,也被这些火山灰击中。“卡西尼”号上的灰尘探测器比“尤利西斯”号上的更灵敏,它除获得火山灰尘的质量、速度、电荷、轨迹外,还可以测量其元素成分。“卡西尼”号发现这些灰尘中含有硫、硅、钠、钾等成分,均为火山物质中的成分。科学家笑称:现在不用到木卫一也可以研究它炽热的内部究竟是些什么东西厂。甚至,这些火山灰可能会逐渐漂流到地球附近,不过因火山灰粒子太小,不至于引起像英仙座流星雨或狮子座流星雨那样壮观的流星暴景观。
故事是否结束了?还没有。当年2004年初“尤利西斯”探测器再次访问木星时发现木卫一上的火山依然活跃着,但是有些事情出现问题:灰尘正在朝另一个方向喷射。同时,“尤利西斯”太空船在接近了木星北极时,那里应该没有灰尘,然而这艘太空船再次受到攻击。好像木星在任何方向上都有木卫一的灰尘,这是很难理解的,未来前往木星的探测任务将解开这个眯团。