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為什麼木星看起來有表面——儘管它沒有表面? – Sejal,7 歲,印度班加羅爾
木星沒有堅實的地面——沒有表面,就像你在地球上踩過的草地或泥土一樣。這裡沒有可供行走的地方,也沒有可供飛船降落的地方。
但怎麼可能呢?如果木星沒有表面,它有什麼?怎麼能連在一起呢?
即使作為物理學教授當我研究各種不尋常的現象時,我意識到沒有表面的世界的概念是很難理解的。然而,關於木星的許多事情仍然是個謎,即使美國太空總署的機器人探測器朱諾號也如此開始繞著這個奇怪的星球運行的第九個年頭。
首先,一些事實
木星是距離太陽第五顆行星,位於火星和土星之間。它是太陽系中最大的行星,大到足以容納超過可容納 1,000 個地球,還有剩餘空間。
雖然太陽系的四顆內行星——水星、金星、地球和火星——都是由固體岩石物質構成的,但木星是一個氣態巨行星其成分與太陽相似;它是一個翻騰、暴風雨、極度動盪的氣球。木星上一些地方的風速超過 400 英里/小時(約 640 公里/小時),大約是地球上 5 級颶風的三倍。
尋找堅實的基礎
從地球大氣層頂部開始,下降約 60 英里(約 100 公里),然後氣壓不斷增加。最終你會到達地球表面,無論是陸地或水。
與木星相比:從其主要是氫和氦的大氣層頂部附近開始,就像在地球上一樣,越深入,壓力就會增加。但在木星上,壓力巨大。
當你上方的氣體層越來越向下推時,就像身處海底一樣——但你周圍不是水,而是氣體。壓力變得如此之大,以至於人體會發生內爆;你會被壓扁的。
向下延伸 1,000 英里(1,600 公里),熾熱、稠密的氣體開始表現出奇怪的行為。最終,這種氣體變成了液態氫,形成了太陽系中最大的海洋,儘管這是一個沒有水的海洋。
再往下行駛 20,000 英里(約 32,000 公里),氫氣變得更像流動的液態金屬,這種材料如此奇特,直到最近,科學家才艱難地發現在實驗室複製它。這種液態金屬氫中的原子被擠壓得很緊,以至於它的電子可以自由漫遊。
請記住,這些層的過渡是漸進的,而不是突然的;從普通氫氣到液態氫到金屬氫的轉變緩慢而平穩。任何一點都不存在尖銳的邊界、固體材料或表面。
可怕到骨子裡
最終,你將到達木星的核心。這是木星內部的中心區域,不要與表面混淆。
科學家仍在爭論核心材料的確切性質。最受青睞的模型:它不像岩石那樣是固體,而更像是一種熱的、緻密的、可能是金屬的液體和固體的混合物。
木星核心的壓力是如此之大,以至於它就像一億個地球大氣層壓在你身上– 或者你身體的每一平方英吋上有兩座帝國大廈。
但壓力並不是你唯一的問題。試圖到達木星核心的太空船會被 35,000 華氏度(20,000 攝氏度)的極端高溫融化。這比太陽表面熱三倍。
木星幫助地球
木星是一個奇怪而令人生畏的地方。但如果木星不在附近,人類可能就不會存在。
這是因為木星充當了太陽系內行星(包括地球)的屏障。憑藉其巨大的引力,木星改變了小行星和彗星的軌道數十億年。
如果沒有木星的干預,一些太空碎片可能會墜落到地球。如果發生了一場災難性的碰撞,它可能會導致滅絕等級的事件。看看恐龍發生了什麼事。
也許木星為我們的存在提供了幫助,但這個星球本身卻極度不適宜生命存在──至少,我們所知道的生命是這樣的。
木星衛星歐羅巴的情況並非如此,也許是我們找到的最佳機會太陽係其他地方的生命。
NASA 的 Europa Clipper,一個機器人探測器2024 年 10 月推出,計劃在該月球上空進行約 50 次飛越研究其巨大的地下海洋。
木衛二的水中是否有生物存在?科學家們暫時不會知道。由於木星與地球的距離較遠,因此探測器要到 2030 年 4 月才能抵達。
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