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科学|关于木星的5种未解之谜，科学家至今都没能破解这些谜团( 二 )


木星含有非常丰富的氢 。 如果它含有氧 ， 那么这些氧应该主要存在于与氢的化合物中 。 木星现在所处的位置离开太阳很远 ， 在形成的时候 ， 尚处于襁褓中的太阳的热量不会破坏木星的任何挥发性的物质 ， 这意味着如果木星是由部分原始太阳星云直接坍缩、凝聚而成的 ， 那么相同质量的木星物质中的含水量与太阳系原始星云中的含水量应该相同 。
很遗憾 ， 要测量木星中水的含量并不那么容易 。 美国学者素蒙说：“在木星的云层顶部 ， 水都凝结成了冰晶 。 对这种形态的水不可能用遥感方法进行测量 。 我们必须深入到水是液态的地方去测量它 。 ”
说起来容易 ， 做起来难 。 “伽利略”号飞船携带的大气探测器曾经试图绘制木星大气内水的含量随高度的变化图 。 美国天文学家特里尔说：“我们以为会观测到较多的水 ， 然而探测器测得的结果与任何一个模型都不相符合 。 因此 ， 我们不得不认为 ， 要么理论有错 ， 要么数据有误 。 ”
科学家们没有找到否定自己理论的根据 。 于是 ， 他们相信 ， “伽利略”号飞船的大气探测器降落到了一处空气异常干燥的下沉气流中 ， 它所测得的木星大气的含水量的数据不具有代表性 。 也就是说：它没有能够获得木星大气含氧量的数据 。 索蒙说：“宇宙中氧的含量仅次于氢和氦的含量 。 我们没有任何线索得以知道氧在木星上有多少 。 这样 ， 我们对木星的化学成分的了解很不全面 。 ”
英格索尔说：“木星大气的含水量对于我们来说依然是个谜 。 它不仅涉及到我们关于太阳系内含氧量和含氢量的估计的准确性 ， 而且对于研究木星上的气象现象也很重要 ， 雷暴、闪电等气象现象都与水有关 。 ”形成之谜：生在何处

科学|关于木星的5种未解之谜，科学家至今都没能破解这些谜团
本文插图

地球在四十多亿年前形成之后 ， 由于距离太阳较近 ， 质量较小 ， 重力较弱 ， 在太阳热量的作用下 ， 像氢、氦等以气体形式存在的轻元素大量地挥发逃逸 ， 因此地球的成分主要是以岩石形式存在的重元素 ， 与原始太阳星云的成分有很大的不同 。 木星距离太阳较远 ， 质量又大 ， 重力很强 ， 形成之后所包含的氢、氦等轻元素不会挥发逃逸 ， 一直保留到现在 。 因此 ， 木星能够告诉我们大约45亿年前原始太阳星云中物质的分布状况 。
在“伽利略”号对木星进行探测之前 ， 科学家们认为 ， 木星在形成过程中就捕获到了各种重元素 ， 这些重元素逐渐进入它的不断变大的核心内 。 如果这样的认识是正确的 ， 那么木星中现有的各种重元素之间含量的比例以及与太阳的元素组成的差别 ， 将有助于人们认识木星当初是如何成长为今天这个样子的 。
然而 ， “伽利略”号没有发现木星的重元素比例与太阳的重元素比例有什么不同 ， 却揭示了木星中的重元素含量与轻元素含量之比是太阳中的3倍 。 利维森说：“确实 ， 木星有更多的硅和碳 。 不过 ， 你也许会想这是由于木星吞吃了大量的小行星而造成的 。 ”可是 ， 利维森又指出：“问题在于 ， 木星中氩和其他惰性气体的含量也很高 。 这下该怎么说呢？”要知道小行星完全由硅、碳等重元素组成 ， 根本不含有氩等以气体形式存在的重元素 。
【科学|关于木星的5种未解之谜，科学家至今都没能破解这些谜团】利维森据此猜测 ， 木星很可能是在条件有所不同的地方形成后迁移到现在的位置上来的 。 他说：“如果木星是在现在的位置附近形成的 ， 那么当时原始太阳星云的温度应该比我们所想的更加低 。 ”
英格索尔联想到了地球的形成 。 他说 ， 在地球形成的早期 ， 地球上温度很高 ， 因此像水等挥发性的物质在那时不可能在地球上聚集起来 ， 地球上的大气和海洋很可能是稍后地球冷却以后从大量的彗星那里获得的 。 他认为木星很可能也是这样 。 磁场之谜：如何变化


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