晚上抬头看星星,瞅见那颗挺亮堂还带点条纹的“星星”没?那不是星星,那是咱太阳系里个头最大的老大哥——木星。这么大的球,得跟咱地球似的吧?它上面是不是也有高山大海,甚至藏着没见过的稀奇古怪的地方?
科学家却说别琢磨啦,木星上头,压根儿就没有一块能让人踩上去的硬实地皮!咱人类连木星边儿都没摸着,飞船也只在外头远远观测,他们咋就说得这么肯定呢?
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想要知道木星里头啥样,咱得先把它“拆开”看看。当然不是真拆,咱用的是“隔空探物”的法子。头一个法宝,就是看它发出的光。
光这东西,可不是只有亮和暗那么简单,用专门的仪器(光谱仪)一分析,就能知道发光或者反光的东西里头都有哪些成分。
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科学家拿望远镜对着木星这么一瞧,分析它云层反射的太阳光和它自己散发出的微弱热量,结果显示木星大气里头,差不多九成都是氢气,剩下那一成里头,绝大部分是氦气,只有一丁点儿其他气体,比如甲烷、氨气什么的。
一个几乎全由最轻、最容易飘起来的气体组成的球,它从一开始,就跟岩石金属为主的地球走了两条截然不同的路。
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光知道外头有啥还不行,还得掂掂它的分量,摸摸它的脾气。木星个头是地球的1300多倍,可质量呢,却是地球的300多倍。
这账一算就明白了:它的平均密度比水还小!一个比水还“轻省”的大家伙,您说它可能是实心的大石头或者大铁球吗?那绝对不可能。
这就像一个巨大无比的棉花糖,看着唬人,实则蓬松。还有更厉害的一招,就是看它怎么“带小弟”。木星身边围着老大一圈卫星,这些卫星绕着木星转的姿势和快慢,都被木星那庞大的质量产生的引力安排得明明白白。
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科学家通过精确计算这些卫星的运动,再结合探测器飞近时被木星引力“拽”那么一下的细微变化,就能像做B超一样,反推出木星内部质量的分布情况。
结果发现它的质量高度集中在中心,越往外越“虚”,这完全符合一个由气体和液体构成的球体的特征。
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那木星中心总该有点硬东西吧?科学家推断,中心很可能有个由重元素构成的“核”,但这个核的状态,跟咱们想的“陆地”也完全不是一回事。
在木星内部那种无法想象的超高压力下,就算有岩石和金属,它们也大概率被压得变了形,可能更像一锅高温高压的稠粥,或者某种奇特的固态,但绝无可能延伸出来,形成我们能理解的、有山川地貌的“地面”。
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那木星从外到里到底是咋分层的呢?您就想象一个超级加巨版的液化气罐,但里头的东西会随着深度“变身”。
最外头是氢气氦气构成的大气层,厚得没边儿,云层里刮着永恒的超音速风暴,那个著名的大红斑,就是个存在了几百年的超级大漩涡。
往下走,压力越来越大,温度也越来越高。大概往下走几千公里,压力就大得让氢气再也绷不住气体分子的样子了,它们被硬生生压成了液体,变成了浩瀚无边的、高温的液态氢的海洋。
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这“海洋”深不见底,没有阳光,一片漆黑,而且随着深度增加,性质还在变。
再往深处,大约占木星半径七八成的核心区域,压力达到几百万个地球大气压,这时候的液态氢都被压得“脱了裤子”——它的电子都被挤跑了,原子核和电子可以相对自由地流动,这种状态的氢叫做“金属氢”,它能像铜铁一样导电!
木星那比地球强两万倍的超级磁场,就是在这个旋转的金属氢海洋里产生的。
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从飘逸的气体层,到狂暴的云层,再到液态氢的深海,最后是奇异的金属氢和可能存在的“糊状”内核,木星的整个结构里,压根儿就没有一个明确的分界线,告诉你“从这开始是天空,从这开始是地面”。
它是一个从气态逐渐过渡到液态、再到特殊态的、连续的整体。您乘坐的探测器如果敢往木星里闯,它会一直往下沉,往下沉,周围的气体会越来越稠密,就像掉进一锅越来越黏稠的热汤里,直到被巨大的压力压扁,也永远碰不到一块可以着陆的“地板”。
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这下明白了吧?科学家们就像是最高明的侦探,他们虽然没亲临现场,但通过分析木星的光线“指纹”,掂量它的宇宙“体重”,观察它对周围卫星的引力“操控”,再结合基本的物理规律,就把这个气态巨行星的内部结构拼图,严丝合缝地还原了出来。
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