今天，儘管人類已經將探索宇宙的“觸角”延伸到太陽系以外的行星系統，但他們對太陽系之家的一些秘密仍然知之甚少。然而，隨著太空中各種探測器的出現，“八仙過海，各顯神能”，太陽系精心守護的秘密可能即將被我們一一揭開!
獨特的太陽系
小個子靠前，大塊頭墊後！太陽系的行星似乎是按大小排列的。首先，靠近太陽的是類地行星:水星、金星、地球和火星。它們主要由體積和質量都很小的硅酸鹽岩石組成，也被稱為岩石行星。其次，遠離太陽的是類木行星:木星、土星、天王星和海王星。它們的大小和質量都很大，通常是氣態的，也被稱為氣態巨行星。因此，天體物理學家認為，如果有其他的“太陽系”(也就是說，其他類似於我們太陽系的天體系統)，那麼它的行星必須排列整齊，並忠實地圍繞其恆星旋轉……
然而，事實並非如此!1995年發現的第一顆太陽系外行星很快揭示，與我們的太陽系不同，離恆星最近的是氣態巨行星。它們受到來自恆星的強烈輻射，導致地表溫度升高，因此也被稱為“熱木星”。它們的公轉軌道非常接近它們的恆星的軌道，而且它們都接近正確的圓!
天體物理學家感到沮喪的是，實際情況與原來的想法如此不同。讓我們做一個簡短的總結:類地行星是岩石行星，它們靠近太陽，由所謂的難熔材料組成。它們能承受早期太陽釋放的強烈熱量。類木行星，氣態巨行星，距離太陽較遠，主要由冰和氣體組成，接收到的太陽輻射相對較少。在我們的太陽系中，氣態巨行星離太陽很遠。簡而言之，在這個模型中沒有熱木星!
接下來，天體物理學家試圖建立一些數學模型來模擬其他“太陽系”的形成，並尋求模型中方程的解。他們成功地發現，在其他“太陽系”中，氣態巨行星是在遠離其母恆星(類似於我們的太陽系)的地方形成的，但它們並沒有原地不動，而是被迫“離開家園”。這是因為它們被原行星盤(新形成的年輕恆星周圍的緻密氣體)中的塵埃和氣體減慢了速度，逐漸失去能量，越來越難以抵抗恆星的引力。結果，這些氣態巨行星沿著它們巨大的螺旋軌道緩慢地向太陽移動，直到它們到達目前的位置。接下來，它們還會繼續蛾一般的旅程嗎?對於其中一些氣態巨行星，答案是肯定的:根據天體物理學家的說法，一顆氣態巨行星正在被它的恆星吞噬!
那麼為什麼我們太陽系的氣態巨行星不會遭受同樣的命運呢?應該說，太陽系是非常幸運的，當這些氣態巨行星形成時，原行星盤中的塵埃和氣體也消失了，所以這些“幸運的行星”能夠留在原地!然而，這畢竟只是一個特例，類似於“太陽系”的恆星系統的情況是多種多樣的，是不夠的。
潛伏在金星大氣中的生物?
地球上的旋風、龍捲風和暴風雪造成了人類的災難。然而，與金星上災難性的天氣相比，它們微不足道。想象一下:在赤道附近，時速高達400公里的風吹過雲層，帶來一場能將你化成肉糊的硫酸雨，一個巨大的雙目氣旋(大小是地球上氣旋的5倍)在金星的南極地區肆虐，其成因至今仍是個謎。此外，研究人員還發現金星的紫外線圖像顯示出奇怪的黑點，輪廓和時間變化的外觀。這些黑點出現在紫外線圖像上的原因是這些地方沒有紫外線的反射，就好像什麼東西或者什麼人吸收了紫外線!
誰吸收這些紫外線?它在8萬米的高空隱藏著什麼?一種理論認為它們以生物的形式隱藏在雲層中，吸收太陽的紫外線作為能量來源。就像地球上的植物利用可見光進行光合作用一樣，這些隱藏在金星星雲中的生物通過吸收紫外線來製造有機物。
生物藏在雲裡?是真的嗎。目前尚不清楚的是，在金星8萬米高空的大氣層中，氣候條件比金星表面(溫度在10至20攝氏度之間)更適宜。金星的表面溫度約為460攝氏度。這種壓力是可以承受的。甚至還有水!懸浮的液滴為一些微生物提供了極好的庇護。想想我們生活的地球。難道雲層裡沒有細菌嗎?
冥王星上有過生命嗎？
冥王星也能孕育生命嗎?這是驚人的!這顆矮行星離太陽很遠(44億到73億公里)。它是一顆極其寒冷和貧瘠的矮行星(平均表面溫度只有230攝氏度)。不難想象冥王星是一個由氮、一氧化碳、甲烷和冰組成的冰凍世界。然而，美國諾頓學院的科學家們相信，在柯伊伯帶(現在被稱為太陽系邊界)將有生命存在。
當然，幾乎可以肯定今天冥王星上沒有生命，但是過去呢?根據傑弗裡·柯林斯的說法，冥王星可能在它的嬰兒期度過了一段相對美好的時光，從而在它的地下水中孕育了生命!
不明白？好吧，為便於理解，咱們先說說冥衛一——冥王星最大的衛星。根據研究人員建立的模型，在早期太陽系，冥王星可能曾和某個巨型天體相撞，撞擊產生的碎片繞冥王星運行，逐漸聚合成冥衛一。那次劇烈的撞擊可能使冥王星的溫度攀升了50%，這雖然不能令堅冰瓦解，但至少揭開了其他一連串熱現象的序幕。
究者認為，冥王星因此有了一段充滿水的過去。在那次撞擊後，冥衛一留在了冥王星的身旁，並繞其快速旋轉。相較於其他衛星，冥衛一的塊頭委實驚人，它的質量約是冥王星的1/7（月球質量是地球的1/81）。你或許會說，冥衛一對於冥王星有著很強的引力作用，而且當時冥衛一距離冥王星很近，因此引力更強。在引力作用下，冥王星被拉伸成橢球體。這一拉伸可能導致岩石間的相互摩擦，從而使地核溫度升高，並使一部分包覆著冥王星岩石地核的冰層消融，形成一個地下海。
也許生命正是在這個地下海中繁衍。不過，關於這一點研究人員尚無法進一步論證，畢竟掌握的資料極其有限。這個地下海有多深？位於岩層還是冰層（冥王星的內核由岩石構成，外面包覆冰層）？存在過多長時間（在很久以前，地下海就再次結冰了。因為冥衛一漸漸遠離冥王星後，它對冥王星造成的影響也相應減弱）？
為什麼天王星是橫向的?
天王星以一種非常奇怪的方式旋轉，就像一個孩子躺在旋轉軌道平面上。太陽系中其他行星的旋轉軸相對於太陽系的軌道平面幾乎是垂直的。只有天王星的旋轉軸以98度的傾角位於軌道平面上，幾乎是圍繞太陽的。
長期以來，研究人員一直認為天王星在形成後不久就被一個巨大的天體擊中，導致其自轉軸迅速翻轉。這個想法很大膽，但遇到了很大的困難。因為所有天王星的衛星都在其赤道平面上旋轉(由於天王星旋轉軸的傾斜而傾斜)，所以它們的軌道也會傾斜。然而，如果事實是天王星被擊中後迅速翻轉，就像研究人員假設的那樣，那麼它的衛星如何能在短時間內適應這種運動呢?
曾經，巴黎天文臺的Jacques Lascar和Gwennard Bouye試圖回答這個問題。兩位天體物理學家都認為，天王星的反轉過程可能非常緩慢，因此它的衛星有足夠的時間跟進。這樣的解釋似乎更合乎邏輯，但還有一個問題需要回答:誰是造成這種影響的罪魁禍首?它是天王星形成初期的伴星嗎?科學家們只能粗略地描述一下這一現象:一顆巨大的犁式衛星的引力，加上太陽的引力，使天王星的旋轉軸逐漸反轉。
研究人員計算出，距離天王星130萬公里的一顆約佔天王星質量1%的衛星可能是這次撞擊的始作俑者。然而，沒有一顆天王星的衛星能滿足這些要求。
那麼，這個謎仍然難以捉摸嗎?不一定。也許是因為另一顆氣態巨行星(木星、土星……)天王星有影響力的同伴被引力噴射得如此之遠，以至於我們還沒有發現它。一些模擬已經證實，在太陽系形成的漫長過程中，這些氣態巨行星的軌道可能移動了太多。至於後續的研究，讓我們拭目以待。
水星有沒有一顆超大的“心臟”
水星沒有大氣，沒有水，並且暴露在強烈的太陽輻射下，這似乎對研究人員沒什麼興趣。在這個有點像月球的星球的深處，不知不覺地隱藏著一個令人費解的秘密:鐵核。事實上，鐵芯並不少見。畢竟，金星、地球和其他類地行星都有類似的金屬內核。這些行星大致是在同一時間以相同的物質形成的，所以它們的組成應該是相似的。鐵是地球上最重的組成部分。因此，當一個物體形成時，它會下沉到物體的最深處。作為地球的核心，核心的直徑大約是地球半徑的1/2。相比之下，水星的半徑是2400公里，而它的鐵核半徑是1900公里。也就是說，這個神秘的鐵核幾乎覆蓋了整個星球!水星的心臟非常巨大，非常罕見!
有兩種相反的理論可以解釋這一點。第一種理論認為這種現象是由太陽的無限能量引起的。水星離太陽非常近，只有6000萬公里(地球離太陽1.5億公里)，所以它受到太陽的強烈輻射，溫度可以達到460攝氏度!在45億年前太陽系形成之初，情況似乎更糟:當時的太陽非常猛烈，向太空發射的能量比現在多得多，使得早期水星的溫度高達2000攝氏度!巨大的熱量蒸發水星外層的岩石，留下500公里厚的行星地幔。
另一種理論，宇宙檯球理論，更加引人注目。瑞士伯爾尼大學的一組研究人員認為，早期的水星(大約45億年前)可能遭受過一次或多次災難性的猛烈撞擊。當時的太陽系是無序的，天體之間的碰撞是頻繁的(月球也是在這樣的碰撞中形成的)。因此，研究人員的理論並不荒謬。為了證明他們的觀點，他們使用計算機模擬各種碰撞，不斷改變碰撞物體的質量和速度參數。當他們認為moon-sized對象達到汞的速度100000公里/小時(今天)質量的兩倍,他們最終得到了水星的現狀:薄地幔和地殼封閉的一個巨大的和完整的核心,而蒸發表面材料可能成為太陽和其他行星的一部分。結果顯示，地球上甚至可能有1.6 *10的16次方噸的碎片!在那個時候，地球只是一個發光的球體，水星的碎片和它融合在一起，現在已經無法辨認。
然而，水星鐵核的秘密可能很快就會解開。2011年3月，美國信使號宇宙飛船抵達水星軌道。它的任務之一是通過分析水星表面的成分來找出真相。畢竟，如果水星表面的物質確實蒸發了，那麼它的表面現在應該沒有揮發性成分(如鈉和鉀)。
土衛六，唯一有大氣層的衛星
橙色的天空多雲，液態乙烷的河流蜿蜒流過廣闊的平原，富含碳氫化合物的湖泊在風和閃電的作用下盪漾。
歡迎來到土衛六泰坦!它直徑5150公里，是土星最大的衛星，甚至比水星還要大。此外，它是太陽系166顆衛星中唯一擁有大氣層的衛星。它的周圍是平均溫度為- 200*的寒冷大氣，密度比地球大氣大，氮氣(約95%)和甲烷(約5%)。
土衛六的表面為何會覆蓋著這樣一層奇特的濃霧般的大氣？是因為它具有龐大的體積嗎？的確如此。大氣之所以沒有逃逸，是由於受到土衛六引力的束縛。天體質量越大，引力也越大，也就越容易留住氣體。太陽系中的大多數衛星都因質量太小而只能放任大氣逃逸，而土衛六卻是個非常結實的“壯漢”。於是，一切似乎合理合理。然而，“大塊頭”天體並不止土衛六一個，其他衛星也有類似的“體形”。例如，木衛三的體積（直徑5260千米）甚至比土衛六更大，而木衛四的大小（直徑約4820千米）也與土衛六相差無幾。奇怪的是，木衛三和木衛四卻赤裸裸，一絲不掛……
天文學家一直對土衛六的大氣形成充滿想象，自然也有一些想法。他們認為土衛六的大氣層可能和土衛六本身一樣古老。泰坦是由吸積形成的。具體來說，塵埃粒子、小岩石和岩石碰撞融合在一起形成土衛六。最初以冰的形式存在於岩石中的氨和甲烷，在吸積過程釋放的熱量的加熱下，被噴射出來，然後被泰坦的重力所保留。隨著時間的推移，在高能太陽粒子的作用下，氨分子轉化為液氮和氫，其中大部分會逃逸。在1000多萬年的時間裡，最初的甲烷與陽光發生反應，直到消失。現在，大氣中仍然有5%的甲烷，因為土衛六不斷地向大氣深處噴射甲烷。
現在只剩下一個問題了：為什麼木衛三和木衛四沒有大氣？這至今仍是個謎。不過，這個看似令人摸不著頭腦的謎題其實也有跡可循。據科學家推測，相較於土衛六而言，這兩顆衛星的形成過程相對緩慢，吸積過程可能也溫和許多，釋放的熱量則相對較少，以至於不夠加熱天體內部的氨、甲烷以及其他以冰的形式存在的揮發性成分。既然沒有氣體，又何來大氣？
然而，研究並沒有結束。若想進一步解開個中奧秘，還得悉心研究木衛三和木衛四的組成，而這恰恰是歐洲空間局和美國航空航天局合作的“木衛二一木星系”任務的目標所在。不過，這一美好的願景在2050年之前恐怕是難以實現的了。
土星光環越來越亮？
一個精緻、閃亮的白色光環似乎給土星配上了一條美麗的腰帶。它們是土星的光環和太陽系中明亮的恆星。但就像所有聚光燈下的明星一樣，年齡是一個無法言說的秘密。你相信它們似乎只存在了不到數億年，但實際上它們已經誕生了40億年嗎?
為了弄清土星環的年齡，天體物理學家仔細觀察了它們的形狀，發現它們由無數不斷相互碰撞的冰塊組成。所以問題來了:如果土星的光環，像土星一樣，已經在宇宙中存在了大約40億年，為什麼它們還在發光而不是被塵埃掩蓋?此外，還有一個問題:這些相互碰撞的冰塊本應該把環面切成小塊的。為什麼土星環除了塵埃外，還含有直徑約10米的相當大的岩石呢?在這種光線下，土星的這個能量環應該處於它的全盛期!但是為什麼天體物理學家要追溯到早期的太陽系呢?
這是因為天體物理學家幾乎可以斷定土星環是由直徑約400公里的物體解體形成的。這個物體可能是土星的衛星，由於它的軌道離土星太近，被土星的引力撕裂，產生碎片分佈在土星周圍，形成一個美麗的環。然而，問題是太陽系中乾燥物體的漂移只存在於行星剛剛形成的早期太陽系中。此外，如前所述，當時天體之間的碰撞非常頻繁，早期的水星、火星和地球都被巨大的拋射物擊中。與它們不同的是，土星在被擊中之前就已經分解了巨大的拋射物，而這隻可能發生在大約40億年前的太陽系早期。誰會想到土星光環如此明亮，如此古老?
卡西尼號探測器已經圍繞土星運行了5年，它收集了大量數據來揭示這個世界。探測器發現年輕的衛星不斷地在土星環中形成。小顆粒聚集形成大顆粒，大顆粒進一步聚集形成更大的團簇——這就是上面描述的吸積現象，許多行星及其衛星都是吸積的。
在早期的太陽系中，漂浮在氣團中的宇宙塵埃化合成石塊，經過多次碰撞，最終堆積成直徑數千米的物體。然而，噩夢也開始了!土星可怕的引力開始殘酷地作用在這個新生的物體上，導致它遭受到以前被撕裂的物體的命運:分裂並重新歸於塵土。這些碎片是從這顆新生衛星的內部噴射出來的，由於衛星周圍的灰塵，所以一直保持著一塵不染的狀態。也就是說，它們在環內物質的循環過程中稀釋和吸收宇宙中的汙染物。就像你打碎了一個堆好的雪人，你會發現碎雪特別白。土星環就是這樣不斷地循環和更新，給這個世界留下了青春永駐的假象。
木衛二上有浩瀚的海洋嗎?
科學家們確信，在厚厚的木衛二冰層下存在著一個巨大的海洋，這可以從木衛二表面縱橫交錯的蛛網狀條紋上得到證明。這些條紋是冰的裂縫，主要冰塊的連接處。在地球上，地殼不是一個整體，而是由幾個漂浮在熾熱岩漿上的板塊組成。在木衛二上，冰代替了岩石陸地，岩漿代替了地下海洋。
如果冰下一定有一片廣闊的海洋，那麼海洋中是否存在著構成生命基礎的有機分子呢?研究人員對此也很有信心。地球上已知的第一個有機物起源於太陽系早期撞擊地球的隕石，而木衛二沒有理由逃避隕石雨。
對研究人員來說，更有希望的是，木衛二的環境與沃斯托克湖(Lake Vostok)類似。沃斯托克湖是世界上最深、最大的冰湖，面積約為法國巴黎的150倍。如果在沃斯托克湖能發現生命，這可能證明木衛二冰層下的海洋中存在生命。事實上，科學家們在湖中的冰核樣本中發現了細菌!是的，即使在這樣一個極端惡劣的自然環境中(一年四季沒有陽光，厚厚的冰層帶來巨大的壓力，地心的熱量使湖底溫度高達350攝氏度)，生命依然可以孕育。
這是否意味著木衛二上存在生命?問題是，測量冰川湖泊可能相對容易，但要探測到距地球近8億公里的歐羅巴卻困難得多。首先，我們必須經歷一段非常艱難的旅程。即使我們成功到達木衛二，我們也必須在深不可測的冰層上鑽孔。要揭開木衛二隱藏的秘密，似乎需要幾十年的耐心。
太陽有看不見的“兄弟”嗎?
如果太陽有兄弟，它可能存在於太陽系之外，離地球至少一光年，而且它很暗，是一顆褐矮星，所以它從未被太空望遠鏡探測到。這顆伴星被天文學家命名為“復仇者”。在引力的作用下，太陽和“復仇者”圍繞著共同的質心旋轉。
順便問一下，為什麼研究人員假設有一顆他們從未見過的恆星?因為它可能導致了太陽系週期性的隕石撞擊，包括地球，6500萬年前恐龍的滅絕可能是由小行星撞擊地球引起的，而這些隕石可能來自奧爾特雲。具體來說，當復仇女神經過奧爾特雲附近時，由於重力作用，奧爾特雲會發生某種形式的擾動，從而將一些長週期彗星從奧爾特雲中噴射出來，形成彗星陣雨。
能證明太陽存在伴星的另一個重要線索是：冥王星軌道之外有一顆被稱為“賽德娜”的神秘矮行星。不過，這顆矮行星那怪異的運行軌道著實令人不解：它循著一個罕見的、偏心率非常大的軌道繞太陽運行，其近日點和遠日點分別約為76天文單位和975天文單位。賽德娜的存在間接證明了太陽還有一顆伴星：假如它在太陽和“涅默西斯”間左右為難，那麼這驚人的偏心率就很好解釋了。
鑑於這些證據，研究者假設太陽並非孤家寡人，而是和銀河系中1/3的恆星一樣擁有伴星。科學家餘下的工作是把太陽的這位隱藏的“兄弟”找出來。可是，天文學家20餘年來孜孜以求，卻始終無果。現在，科學家希望於2009年年末發射升空的“廣域紅外巡天探索者”觀測衛星能夠覓得它的蹤跡。一出圍捕好戲業已開場。
火星有一張“陰陽臉”嗎?
雖然火星一直都有訪客，但這顆紅色的星球仍然有很多謎團。多堅強的人啊!似乎我們越研究它，我們就越沉迷於隱藏和隱藏。然而。更讓研究人員頭疼的是它那相當奇特的“陰陽面”:雖然北半球地勢低平，但平坦的平原上有幾座火山，但總體情況就像乾涸的海洋的底部;南半球地勢較高，主要是在高地上，大大小小的火山口星羅棋佈(就像月球的地形)。
火星南北半球的地形風格為何如此迥異？長久以來，令研究者頗感迷惑的是北半球。畢竟，天體上佈滿隕石坑的情形再合理不過了。在早期太陽系，隕石曾轟擊所有行星，並留下大量隕石坑。地球也未能倖免，只不過由於隕石留在地球上的痕跡被侵蝕作用和板塊運動等自然因素撫平磨滅了。由於地球內部的板塊運動，地表已經發生了翻天覆地的變化。相反，水星和月球則由於缺乏大氣和板塊運動而幾乎完好無損地保留著隕石坑。
那火星呢？縱然這顆紅色星球過去曾經歷過一場內部活動，但也不至於令表面如此平坦，更何況為何只有北半球呈現這種地貌，南半球卻大相徑庭？
對於這個謎題，早在2003年起便一直繞著火星運行的歐洲探測器“火星快車”號已給出了部分答案。藉助雷達分析，該探測器發現，隱藏在北半球光滑表面下的地殼竟然和南半球一樣，也佈滿了隕石坑！只不過北半球的地殼上覆蓋著一層三四千米厚的熔岩和沉積物（沙和冰的混合物），掩蓋了坑坑窪窪的真相。
好吧，既然如此，那為何這種沉積現象獨獨存在於分佈著火山的北半球？這恰恰是由於火星的地形特點。之所以有如此多的熔岩和沉積物堆積在一起。正是因為北半球的地形如同一個巨大的盆地，這與南半球截然不同。
接下來科學家便要追查這一盆地形成的原因。你猜猜何種理論佔據上風？
仍是撞擊說！沒錯，按照這一理論，在火星幼年時，它的北半球或許曾遭受某顆巨型天體的強烈轟擊，從而形成一個巨大的盆地，並使一部分地殼蒸發。這一理論不僅解釋了盆地的成因，也解釋了為何盆地下方地殼的平均厚度僅40千米，而其他地方的地殼厚度達到70千米。至於南半球，僥倖躲過撞擊，幾乎完好無損。
目前，在各種學說中，撞擊說可謂一帆風順。儘管如此，仍有待證據進一步論證。假如火星周圍確實存在一顆巨大的衛星，那麼這一理論將得到完美印證。因為，撞擊時拋射出的大量碎片可能聚集成了一顆衛星。畢竟，地球的衛星——月球——也是這樣形成的。巧合的是，一些模擬實驗證實了火衛一（火星最大的衛星）正是產生於此類撞擊。然而，火衛一的最大直徑僅27千米。相較於盆地的尺寸以及撞擊時從地殼彈回宇宙空間的碎片數量，火衛一的“塊頭”實在小得可憐。月球的直徑約有3400千米，而“火星之子”火衛一呢？我們還在等待答案。
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