木星大气中的生命

第四节　木星大气中的生命

木星

地球人仰望星空，总想在无数星体中找到类似自己的生命，这究竟是恐惧孤独的心理因素使然，还是遗传基因注定地球人本身就与某个星体息息相关呢？

科幻作家阿瑟·克拉克被《洛杉矶时报》誉为“太空时代的桂冠诗人”，1968～1997年将近30年间，他写了4本太空漫游的科幻作品，其中最令人印象深刻并被改编成电影的《2010：太空漫游》，便是以木星为幻想的出发点。

阿瑟·克拉克在书中使用了一组虚构道具——黑色石板，这组明显不是地球产物的神秘石板正是地球向前发展的指路明灯。

在地球上，它引导人类走向文明的曙光。当人们飞向月球后，又在月球上发现了类似的石板。此时，石板向木星发出了强烈的电磁信号。于是，所有的一切都指引着人类走向木星……

事实上，如果要给古今中外的神话人物寻找一个落脚点，没有比木星更适合的星球了，因为它甚至不是一个实体星球，而是包裹着一层厚厚气流的流体星球。

木星是太阳系八大行星中位居中间而且又是最大的一个星球。它的半径为71 300千米，比地球大11倍；体积是地球的1316倍，重量是地球的318倍，相当于其他八大行星总质量的2.5倍。但木星的密度仅为地球的1/4，这说明木星表面有深而广的海洋。关于木星的内部结构，现在建立的模型认为它的表面并非固体状，整个行星处于流体状态。木星的中心部分大概是个固体核，主要由铁和硅组成，那里的温度至少可以有30 000℃。核的外面是两层氢，先是一层处于液态金属氢状态的氢，接着是一层处于液态分子氢状态的氢；这两层合称为木星幔，其厚度约为7万千米。木星幔外就是木星大气，再向外延伸1000千米，就到云顶。木星大气的主要成分是氢，占80%以上；其次是氦，约占18%；其余还有甲烷、氨、碳、氧和水汽等。由于木星有较强的内部能源，致使其赤道与两极温差不超过3℃，因此木星上南北风很小，主要是东西风，最大风速达130～150米／秒。木星大气中充满了稠密活跃的云系。各种颜色的云层像波浪一样在激烈翻腾着，色彩的变化与云层的高度有关：最低处为蓝色，跟着是棕色与白色，最高处为红色。只有通过高处云层的洞才能看到低处的云层。木星表面云层的多彩可能是由于大气中混入了硫的混合物，造就了五彩缤纷的视觉效果。

众星环日

木星表面有大红斑和光环。大红斑长25 000千米，跨度12 000千米，呈椭圆形，足以容纳两个地球。大红斑实质上是一团激烈上升的气流，呈深褐色。这个彩色的气旋以逆时针方向转动。在大红斑中心部分有个小颗粒，是大红斑的核，其大小约几百千米，这个核在周围的反时针漩涡运动中维持不动。大红斑区域是一个高压区，那里的云层顶端相比周围地区要高得多，温度也特别低。早在300年前，大红斑就被地球上的观察所知晓，而其他较小一些的斑点也已被看到了数十年。

1979年3月，“旅行者1号”考察木星时，拍摄到木星环的照片，不久，“旅行者2号”又获得了木星环的更多情况，终于证实木星也有光环。木星光环是由许多黑色碎石块构成的，石块直径在数十米到数百米之间。由于黑石块不反射太阳光，因而长期以来一直未被人们发现。光环的形状像个薄圆盘，其厚度约为30千米，宽度约为6500千米，离木星12.8万千米。光环分为内环和外环，外环较亮，内环较暗，几乎与木星大气层相接。光环也环绕着木星公转，7小时转一圈。

木星红斑（复原图）

木星有较强的磁场，表面磁场强度达3～14高斯，比地球表面磁场强得多（地球表面磁场强度只有0.3～0.8高斯）。木星磁场和地球一样，是偶极的，磁轴和自转轴之间有10°8′的倾角。木星的正磁极指的不是北极，而是南极，这与地球的情况正好相反。由于木星磁场与太阳风的相互作用，形成了木星磁层。木星磁层的范围大而且结构复杂，在距离木星140万～700万千米之间的巨大空间都是木星的磁层；而地球的磁层只在距地心7～8千米的范围内。木星的四个大卫星都被木星的磁层所屏蔽，从而使之免遭太阳风的袭击。木星背向太阳的一面有3万千米长的北极光。1981年初，当“旅行者2号”太空船离开木星磁层飞奔土星的途中，曾再次受到木星磁场的影响。由此看来，木星磁尾至少拖长到6000万千米，已达到土星的轨道上。

木星绕太阳公转的周期为4332.589天，约合11.86年。它也是天空中第四亮的星体，早在史前木星就已被人类所知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星：木卫一、木卫二、木卫三和木卫四的观察，它们是不以地球为中心运转的，也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据。

在中国，木星古称“岁星”，是民间传说中的凶神。一说为主四时寒暑之神，一说为十二时辰之神。自西汉开始，人们认为凡建筑、迁徙、嫁娶等吉凶皆与其方位有关。若不顾忌讳，冒犯了岁星的方位而动土，便会挖到一个肉块，即凶神之化身，并将招致灾祸。因此旧俗每有建筑动土之事，必先探明其方位以避之，元代之后民间设有神坛进行专门的祭祀。后世也把凶恶的人称为“太岁”，俗语“竟敢在太岁头上动土”，即来源于此。

代表木星的罗马神朱庇特

喜欢用神话人名为天体命名的西方人将木星叫做朱庇特，也就是罗马神话中地位最高的神，他拥有至高无上的法力和权力。由于罗马神话与希腊神话一脉同源，所以朱庇特也就是希腊神话中的宙斯。

中西方传说对木星地位的重视与木星拥有着太阳系最多卫星的身份恰好相符，迄今为止木星已拥有至少几十个卫星。这些卫星半径有的达到两千多千米，有的仅十几千米或几千米，真是肥瘦各异。所以无论从体积上衡量，还是在质量上比较，甚或卫星数量上的多寡，木星都是太阳系众行星中当之无愧的“老大哥”。

1999年拍摄的木卫一

神话中朱庇特是个风流倜傥的主宰神，拥有很多情人，倒是与木星有如此众多的卫星相映成趣。那么木星如此众多的卫星都是和木星一同产生、一同演化的吗？木星的这些“情人”都是两厢情愿跟随木星的吗？答案是否定的。

科学家的研究表明：相当多的木星卫星都是木星强掠而来。一般来讲木星的卫星分三类，最靠近木星的一类——木卫五和伽利略四大卫星（木卫一、木卫二、木卫三与木卫四都是由物理学家伽利略最早发现的，所以称为伽利略四大卫星）都在木星的赤道面上沿圆形轨道顺行，属于规则卫星，其余的卫星都是不规则卫星。不规则卫星又可分为两类，离木星稍远的木卫十三、木卫六、木卫十、木卫七是顺行卫星；离木星最远的木卫十二、木卫十一、木卫八、木卫九都是逆行卫星。

许多科学家一直怀疑这些最远的逆行卫星是被木星俘获的小行星，然而最新的观测发现，就连离木星最近的木卫五也是被木星强掠而来的。天文学家根据夏威夷的昴宿星团望远镜以及太空红外望远镜对木卫五红外波段进行了细致的观测，发现它和那些最远的逆行的木卫十二、木卫十一一样，并非源自木星系统，而是被木星捕获而来。

那么木星到底是如何将这么多的星体掠到自己身边的呢？原来在太阳系外遥远的奥尔特云中有着相当多的彗星，这些彗星受到太阳的引力作用，常常会脱离奥尔特云这个团队向太阳奔去，而当年年轻的木星恰好位于它们所经过的路线周围，木星强大的引力很容易就改变了它们的轨道，甚至将它们俘获，成为木星的卫星。

伽利略探测器进入木星。

关于木星卫星的来源还有另一种可能，那就是小行星。一些小行星的运行轨道很不规则，当它们进入到木星的引力范围，就会被木星轻易地俘获，成为它的卫星。

对于阿瑟·克拉克来说，天文学和太空科学是他迷恋终生的事业，而木星则是他全部科幻梦想的终极地。在他看来，木星是远远比地球高级的星球，地球只是木星在宇宙的投影。因此，他在小说中将木星塑造为人类通往未知宇宙和永生世界的一道入口。

那么，木星上会有智慧生命吗？

首先，木卫系统作为一个整体，从许多方面来说，是一个小型的太阳系。木星位于中心，是成分与太阳相似的气体巨行星，木星辐射出的能量比它从太阳那里接受的要多，意味着它像太阳一样有能源。与太阳不同的是，木星并不是由核反应产生能量，而是因为冷却而在引力收缩期间释放出热能。

其次，跟太阳一样，木星周围有许多行星大小的天体被木星的引力所束缚着，构成了小规模的太阳系。

最后，木卫一上有丰富的火山活动，因此，科学家不能排除在火山局部地区存在着少量从火山深处释放出来的水。木卫二上有丰富的水冰，但却没有证据证实上面的能源情况。至于木星本身，则具备了液态水和可用能源，但却似乎不具备允许生命存在和衍生生命的元素，因为它是流体星球！

另一方面，我们必须记住，我们对地球生命的了解实在是太少了。人类已在地球上发现越来越多的物种，它们能在超出想象的环境中生存。那么，为什么木星上不可能出现超出人类知识范畴的生命呢？

知识链接

1994年7月16日～22日，一颗命名为“苏梅克-列维9号”的彗星断裂成21个碎块（其中最大的一块宽约4000米），以60千米/秒的速度连珠炮一般向木星撞去。它可能是望远镜发明以来，人类所能观察到的第一次大规模天体相撞。这次彗木相撞使天文学家们激动不已。在太阳系中，像这次彗木相撞的天文奇观大约要隔数百万年乃至上千万年才会出现一次，它为人类更深刻地了解宇宙的奥秘，揭示地球生命的起源及进化提供了千载难逢的机会。

彗星与木星相撞