太阳系的“太空吉尼斯纪录”木星可谓“冠压群芳” 核聚变吉尼斯记录( 二 )


行星环之最一般来说,在巨行星——木星、土星、天王星和海王星的周围都有大小、形态各异的环 。那么,哪一颗行星的环最壮观呢?非半径和质量仅次于木星的土星莫属 。
土星的环由从A到G的七个环的明亮部分和环之间被称为“空隙”的黑暗部分组成,环的构成物质是水冰和尘埃等微粒子,其中最大的冰块直径可达10米 。土星环的最大宽度达6.5万千米,即便这样,从地球上看去依然不清楚,哪怕使用高倍望远镜,我们也只能确认A环、B环和c环 。
与土星的环相比,木星、天王星、海王星的环不仅宽度窄,而且微粒子的密度也格外小 。由于在地球上是看不到这些星环的,所以曾经有人坚信只有土星才有环,现在看来,这真是“鼠目寸光” 。
为什么巨行星会有环呢?据推测,这是由巨行星的诞生过程决定的 。原始太阳系的气体一尘埃盘中的物质一边绕着巨行星的中心核旋转,一边聚集,最后在巨行星周围形成环或卫星 。目前,透彻解释环及卫星形成过程的理论还没有出现,但只有土星获得了最壮丽的环,这一点是毋庸置疑的 。
质量之最太阳系中质量最大的行星是哪一颗呢?木星再次荣登榜首,其质量(1.89×10千克)比太阳系中其他所有行星的质量加在一起还要大,足见其质量之大 。
因为木星体积巨大,其内部组成又与太阳有几分相似,所以木星也被称作“没有变成太阳的行星” 。木星周围有比水星还大的木卫三等卫星绕着它旋转,形成恰如太阳系的“小太阳系” 。
木星与太阳的本质区别在于木星内部不发生核聚变反应 。假如木星质量达到太阳的哪怕仅8%(太阳质量约为木星的84倍),那么,在木星内部就会开始核聚变,木星就会像太阳那样发光 。如果这种情形发生,太阳系将成为有两个太阳围绕共同的重心沿各自轨道运转的双星系 。
尽管木星没有发生核聚变反应,从其中心到半径70%范围内的氢却仍然在超高压下变成了“液态金属氢” 。什么是液态金属氢?氢原子是由其中心的质子及绕着质子旋转的电子所构成 。通常情况下,电子很难跟质子结合 。但是,如果将氢原子置于高压下(要把常态的氢变成液态金属氢,必须要有相当于几百万个地球大气压的极大压力),那么多质子的电子也会在其他质子的周围来回转 。也就是说,液态金属氢处在金属内部电子自由活动的状态 。
土星内部的部分氢也在同样的高压下变成了液态金属氢 。
季节变化之最太阳系中季节变化最强烈的行星是哪一颗呢?具有各种“季节容颜”的火星当属“冠军” 。
行星要有四季变化,先决条件是其自转轴与公转面之间存在某种倾角 。相对于具有23.44度自转轴倾角的地球来说,火星自转轴的倾角为25.19度,虽然两者相差不大,但火星上四季的变化比地球更加剧烈 。实际上,火星南半球夏季发生的大规模沙尘暴几乎覆盖了整个火星,每当此时,被称为“红色星球”的火星就变成“黄色星球”了 。
另外,在火星南北两极,存在被称为“极冠”的“干冰地带” 。火星极冠自冬季在各半球形成,到夏季逐渐融化,如此周而复始 。在极冠的周围,十分频繁地出现“极云”和雾等,这从地球上也容易观测到 。
美国宇航局专家在2003年报告说,自转轴与公转面成27.8度倾角的海王星好像也有四季变化 。如果每165年才绕太阳转一周的海王星果真也有四季,那么一个季节将持续40年以上 。而对土星来说,尽管具有与四季行星几乎相同的自转轴倾角(26.7度),却观测不到其表面有季节变化 。
天王星的自转轴与公转面的夹角达到97.9度,因此被称为“躺”着转的行星,其表面恐怕也不存在像地球上一样的四季 。但是,如果是以从行星上看到的太阳的高度变化来定义四季,那么变化近180°的天王星或许应该有剧烈的季节变化 。究竟是否如此,目前还不清楚 。另外,在天王星表面的很多地区,太阳或者几年不落,或者几年不升,真是奇特 。顺便指出,相对于其他许多行星来说,金星是反向自转的,其最大的自转轴倾角据说可达177.4度 。金星为何会反转?至今仍不太清楚 。