1獨特的太陽系
小人在前，小人在後！太陽系的行星似乎是按照大小排列的。首先，靠近太陽的是類地行星:水星、金星、地球和火星。它們主要由矽酸鹽巖石組成，體積和質量都很小，也被稱為巖石行星。其次，離太陽較遠的行星是木本行星:木星、土星、天王星、海王星。它們體積和質量巨大，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，如果存在其他“太陽系”(即類似於我們太陽系的其他天體系統)，它的行星壹定是這樣排列的，在自轉的同時，它們會忠實地圍繞其恒星公轉...
然而事實並非如此！1995年發現的第壹批太陽系外行星很快揭示了真相:與我們太陽系的情況不同，離我們最近的恒星只是壹些氣體巨行星。它們受到恒星的強烈輻射，導致表面溫度很高，所以也被稱為“熱木星”，它們的軌道與所在恒星的軌道非常接近，而且都接近正圓！
實際情況與最初的想法如此不同，天體物理學家相當驚訝。簡單總結壹下:類地行星是巖石行星，靠近太陽，由所謂的耐火材料構成，能夠承受早期太陽釋放的強大熱量；類木行星是氣體巨行星，遠離太陽，主要由冰和氣體組成，接受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壹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。他們成功發現，在其他“太陽系”中，雖然氣體巨行星是在遠離其母恒星的地方形成的(類似於我們太陽系的情況)，但它們並沒有呆在原地，而是被迫“離開家園”。這是因為它們被原行星盤中的塵埃和氣體(即新形成的年輕恒星周圍的致密氣體)減速，逐漸失去能量，越來越難以抵抗其恒星的引力。因此，這些氣態巨行星沿著巨大的螺旋軌道慢慢向它的太陽移動，直到它們到達現在的位置。接下來，他們還會繼續這種飛蛾撲火的旅程嗎？對於壹些氣態巨行星來說，答案是肯定的:根據天體物理學家的觀測，壹顆氣態巨行星正在被它的恒星吞噬！
我明白了。那麽為什麽我們太陽系的氣態巨行星沒有遭受同樣的命運呢？應該說太陽系很幸運。當這些氣體巨行星形成時，原行星盤中的塵埃和氣體也消失了，所以這些“幸運兒”能夠留在原地！但是，這畢竟只是特例，類似“太陽系”的恒星系統的情況多種多樣。
金星大氣層裏潛伏著生物？
地球上的氣旋、龍卷風、暴風雪，給人類帶來了巨大的痛苦。然而，與金星上的災難性天氣相比，它們簡直微不足道！想象壹下:在赤道附近，時速高達400 km/h的風帶著雲層呼嘯而過，帶來壹場能把妳變成漿糊的硫酸雨；壹個巨大的雙筒氣旋(大小是地球上氣旋的五倍)在金星的南極地區肆虐，其成因仍然是個謎。此外，研究人員還發現，金星的紫外線圖像上出現了輪廓多變、閃爍不定的奇怪黑點。紫外線圖像上出現這些黑點是因為沒有從那些地方反射回來的紫外線，好像有什麽東西或者什麽人吸收了紫外線！
是誰吸收了這些紫外線？80000米的高空到底藏著什麽？壹種理論認為，它們以生命體的形式隱藏在雲層中，吸收來自太陽的紫外線作為能量。為什麽不呢？就像地球上的植物利用可見光進行光合作用壹樣，這些隱藏在金星雲層中的生物通過吸收紫外線來制造有機物。
雲中隱藏著生物？這不是廢話。眾所周知，在海拔80000米的金星高層大氣中，氣候條件比金星表面要適宜得多(這裏的溫度是10 20。而金星表面溫度在460左右)，氣壓可以承受，甚至還有壹些水！懸浮的水滴為壹些微生物提供了極好的庇護所。想想我們生活的地球。雲中不是有細菌嗎？
可惜沒有證據證實這個猜想。不過，令人欣慰的是，各種探測器將繼續在金星上努力。目前。歐洲航天局和美國國家航空航天局都在為未來幾年的金星探測任務做準備。2010年5月，日本發射了第壹顆金星探測器“黎明”號，但探測器未能進入適合觀測金星氣象的預定軌道，遭遇故障。
冥王星上有生命嗎？
冥王星也能孕育生命？太不可思議了！這顆矮行星距離太陽非常遙遠(44.73億公裏)。它極其寒冷和貧瘠(平均表面溫度只有230℃)，迄今沒有任何探測器造訪過。不難想象冥王星上的情況:壹個由氮氣、壹氧化碳、甲烷和硬冰組成的冰凍世界。然而，美國諾頓學院的科學家認為柯伊伯帶(我們現在所知的太陽系邊界)會有生命存在！
的確，今天幾乎可以肯定冥王星上沒有生命，但是過去呢？傑弗裏·柯林斯(Jeffrey Collins)認為，冥王星年輕時可能經歷了壹段相對美好的時光，以至於生命出現在它的地下海洋中！
不懂？好吧，為了便於理解，先說冥王星最大的衛星冥王星。根據研究人員建立的模型，在太陽系早期，冥王星可能與壹個巨型天體發生過碰撞，碰撞產生的碎片圍繞冥王星運行，逐漸聚合成冥王星。那次猛烈的撞擊可能導致冥王星的溫度攀升了50%，這雖然不能打碎堅硬的冰層，但至少揭開了壹系列其他熱現象的序幕。
研究人員認為冥王星因此有壹個充滿水的過去。那次撞擊之後，卡戎停留在冥王星旁邊，並快速繞著它旋轉。與其他衛星相比，火衛壹的體積確實驚人，它的質量大約是冥王星的1/7(月球的質量是地球的1/81)。妳可能會說卡戎對冥王星的引力作用很強，而且當時卡戎離冥王星很近，所以引力更強。在引力的作用下，冥王星被拉長成橢球體。這種拉伸可能導致巖石之間的相互摩擦，從而提高核心的溫度，並融化覆蓋冥王星巖石核心的部分冰層，形成地下海洋。
也許正是在這片地下海洋中，生命得以繁衍。然而，研究人員無法進壹步論證這壹點，畢竟他們掌握的信息極其有限。這個地下海洋有多深？它是位於巖石中還是冰中(冥王星的核心由巖石構成，並被冰覆蓋)？存在多久了(很久以前，地下海又結冰了。因為火衛壹逐漸遠離冥王星，對冥王星的影響也相應減弱？讓我們期待2015，當。美國“新地平線”探測器將抵達冥王星，並首次發回神秘冰矮星的照片。希望它能帶給我們更多關於冥王星過去的故事。
天王星為什麽要仰面朝天？
天王星以壹種非常奇怪的方式旋轉，就像壹個孩子躺在軌道平面上。太陽系其他行星的自轉軸幾乎垂直於太陽系的軌道平面，但天王星的自轉軸可以說是位於軌道平面上，傾角高達98°，幾乎是水平繞太陽運行。
長期以來，研究人員認為這是由於天王星形成後不久就被壹個巨大的天體撞擊，導致自轉軸快速翻轉。這個想法很誘人，但是遇到了很大的困難。由於天王星的所有衛星都在其赤道面上旋轉(由於天王星旋轉軸的傾斜而傾斜)，因此它們的軌道也是傾斜的。然而，如果事實真如研究人員假設的那樣——天王星被擊中後迅速翻轉，那麽它的衛星如何在短時間內適應這種運動？
2010年初，巴黎天文臺的雅克·拉斯卡爾(Jacques laskar)和格溫內·埃爾·布艾(gwinner El Bouai)試圖回答這個問題。兩位天體物理學家認為天王星的周轉過程可能非常緩慢，因此其衛星有足夠的時間跟進。這種解釋似乎更符合邏輯，然而，仍然有壹個問題需要回答:誰是影響的肇事者？是天王星早期的伴星嗎？對此，科學家只能給出壹個粗略的描述:壹顆巨型犁衛星產生的引力，加上太陽的引力，逐漸推翻了天王星的自轉軸。
經過計算，研究人員認為，距離天王星約1.3萬公裏的壹顆衛星可能是此次撞擊的始作俑者。然而，天王星的已知衛星沒有壹顆滿足這些條件！
那麽，這個謎團還是沒有解開嗎？不壹定。也許是因為天王星有影響力的伴星在另壹顆氣態巨行星(木星、土星……)的引力下被噴射到了很遠的地方，以至於我們還沒有發現它。壹些模擬實驗證實，在太陽系漫長的形成過程中，這些氣態巨行星的軌道可能移動了很多。至於後續的研究進展，讓我們拭目以待。
水星心大嗎？
加油！這片布滿隕石坑的不毛之地也蘊藏著秘密？水星沒有大氣層，沒有水，遭受太陽的強烈輻射，這似乎讓研究人員提不起興趣。眾所周知，在這顆有點類似月球的星球深處，隱藏著壹個令人費解的秘密:鐵核。事實上，擁有壹個鐵芯並不稀奇。畢竟金星、地球等類地行星都有類似的金屬內核。這些行星都是在同壹時期由同壹種物質形成的，所以它們的成分應該是相似的。鐵是構成地球的主要成分中最重的。因此，當壹個天體形成時，它會沈到天體的最深處。作為地球的核心，它的直徑約為地球半徑的1/2。相比之下，水星的半徑為2400公裏，而其鐵芯的半徑達到1900公裏。也就是說，這個神秘的鐵芯幾乎占據了整個水星！水星的心臟如此巨大，實屬罕見！
有兩種相反的理論來解釋這壹點。第壹種理論認為這種現象是由太陽的無窮力量造成的。水星離太陽很近，只有6000萬公裏(地球離太陽654.38+0.5億公裏)，所以受到太陽的強烈輻射，溫度可以達到460！在45億年前太陽系形成之初，情況似乎更糟:當時太陽非常猛烈，向太空釋放的能量比現在多得多，使得早期的水星溫度高達2000！巨大的熱量蒸發了水星外層的巖石，只留下了500公裏厚的行星地幔。
另壹種理論——“宇宙臺球理論”——更令人驚嘆。瑞士伯爾尼大學的壹組研究人員認為，早期的水星(約45億年前)可能遭受了壹次甚至多次災難性的猛烈撞擊。當時太陽系的壹切都很混亂，天體之間的碰撞非常頻繁(月球也是在這樣的碰撞中形成的)。所以，研究者的理論不是廢話。為了證明他們的觀點，他們用計算機模擬各種碰撞，不斷改變碰撞天體的質量、撞擊速度等參數。當他們假設壹個大約月球大小的天體以654.38+10萬公裏/小時的速度撞擊水星(質量是現在的兩倍)時，他們最終得到了水星的現狀——薄薄的地幔和地殼被包裹在壹個巨大而完整的內核中，那些蒸發的表面物質可能成為太陽和其他新生行星的壹部分。研究結果表明，甚至可能有1.6 1016噸的碎片整合到地球上！那時的地球只是壹個熾熱的球體，水星的碎片與之融合，如今已面目全非。
然而，水星的鐵核之謎可能很快就會被解開。2011年3月，美國探測信使號到達水星周圍的軌道，它的任務之壹就是通過分析水星表面的成分來查明真相。畢竟，如果汞的表面物質真的蒸發了，它的表面現在應該沒有揮發性成分(如鈉和鉀)。
6.泰坦，唯壹有大氣層的衛星。
橙色的天空密布層雲，液態乙烷的河流蜿蜒在廣闊的平原上，充滿碳氫化合物的湖泊在風和閃電的作用下蕩漾。
歡迎來到泰坦星！直徑5150km，是土星最大的衛星，甚至比水星還大。此外，它還是太陽系166顆衛星中唯壹壹顆有大氣層的衛星。它的周圍是平均溫度只有-200 *(攝氏度)的寒冷大氣，比地球大氣密度還大，主要成分是氮氣(約95%)和甲烷(約5%)。
為什麽土衛六的表面覆蓋著如此奇怪的濃霧？是因為它體積巨大嗎？確實如此。大氣層之所以沒有逃逸，是因為受到了土衛六引力的束縛。天體質量越大，引力越大，越容易留住氣體。太陽系大多數衛星因為質量小，只能讓大氣層逃逸，但土衛六是壹個非常強壯的“壯漢”。所以，壹切看起來都很合理。然而，土衛六並不是唯壹的“大”天體，其他衛星也有類似的“天體”。例如，木衛三(直徑5260公裏)的大小甚至比土衛六還要大，木衛三(直徑約4820公裏)的大小幾乎與土衛六相同。奇怪的是，木衛三和木衛四是赤裸裸的裸體...
壹向想象力豐富的天文學家自然對土衛六大氣形成之謎有些看法。他們認為土衛六的大氣層可能和土衛六本身壹樣古老。泰坦是由吸積形成的。具體來說，塵埃顆粒、小石子和巖石相互碰撞，融合在壹起，形成了土衛六。由於吸積過程釋放的熱量，原本以冰的形式存在於巖石中的氨和甲烷被噴射出來，然後被土衛六的引力保留下來。隨著時間的推移，氨分子在太陽高能粒子的作用下轉化為液氮和氫氣，後者大部分逃逸。在這壹千多萬年裏，原來的甲烷也在陽光的作用下發生化學反應，直至消失。現在，大氣中仍有5%的甲烷，因為土衛六的深處壹直在噴射這種氣體。
好了，只剩下壹個問題:為什麽木衛三和木衛四沒有大氣層？這仍然是壹個謎。然而，這個看似撲朔迷離的謎題，其實是有跡可循的。據科學家推測，與土衛六相比，這兩顆衛星的形成過程相對較慢，吸積過程可能要溫和得多，釋放的熱量也相對較少，不足以加熱天體內部以冰形式存在的氨、甲烷等揮發性成分。既然沒有氣體，怎麽會有大氣呢？
然而，研究並沒有結束。如果我們想進壹步解開謎團，我們必須仔細研究木衛三和木衛四的組成，這正是歐洲航天局和美國國家航空航天局聯合組織的“歐羅巴-木星系統”任務的目標。然而，這壹美好願景可能很難在2025年前實現。
7.土星環越來越亮？
精致閃亮的白色光暈仿佛給土星套上了壹條美麗的腰帶。它們是土星環和太陽系中明亮的“恒星”。然而，和所有高調的明星壹樣，年齡是壹個不能說的秘密。妳相信嗎，它們看似存在了不到幾億年，實際上卻誕生了40億年。
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，發現它們是由無數冰塊不斷相互碰撞而成的。這樣，問題就來了:如果土星環在宇宙中已經存在了大約40億年，為什麽它的環面沒有被塵埃弄得又暗又暗，反而依然明亮明亮？另外，還有壹個問題:按理說，這些不斷碰撞的冰塊應該把環面切得很細了。為什麽土星環中除了塵埃還有相當巨大的直徑約10米的巖石？照此看來，這壹輪土星環應該處於生命的盛年！但是為什麽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壹個直徑約400公裏的天體解體形成的。這個天體可能是土星的衛星。由於其軌道過於靠近土星，被土星引力撕裂，產生的碎片分布在土星周圍，形成美麗的光環。但問題是，遊蕩在太陽系周圍的枯萎天體只存在於行星剛剛形成的早期太陽系中。另外，如上所述，當時天體碰撞相當頻繁，早期的水星、火星、地球都被巨大的拋射物撞擊過。與它們不同的是，土星在被撞擊前已經解體了巨大的拋射體，這種情況只可能發生在大約40億年前的早期太陽系。誰會想到外表明亮的土星環如此古老？
圍繞土星飛行了五年的卡西尼探測器收集了大量數據，為世人揭開了它面紗的壹角。探測器發現年輕的衛星正在土星環中不斷形成。小粒子堆積形成大粒子，大粒子進壹步堆積成更大的團塊——這就是上面說的吸積現象，很多行星及其衛星都是吸積的。
在太陽系早期，漂浮在氣團中的宇宙塵埃結合成石頭，然後這些石頭經過無數次碰撞，最終積累成直徑幾千米的天體。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天體上，導致它遭遇了之前被撕裂的天體的厄運:分崩離析，歸於塵土。碎片從新生衛星的內部噴射出來，由於外部覆蓋著灰塵，這些碎片保持壹塵不染，幹凈如新。也就是說，物質在環內循環的過程中，稀釋吸收了宇宙中的汙染物。這就像當妳打碎壹個已經堆好的雪人時，妳會發現此時的碎雪特別白。土星環就是這樣不斷自我更新，給世界留下了永遠年輕的假象。
8.歐羅巴上有汪洋大海嗎？
什麽？那個布滿條紋、面目醜陋的小冰球，就是生命完美的藏身之處？沒錯，這個隱藏的家夥就是歐羅巴，實力不容小覷。木衛二有生命誕生的三個必要條件:熱量、有機分子和液態水。
是的，液態水，是真的！科學家們確信，木衛二厚厚的冰層下有壹片廣闊的海洋，其表面縱橫交錯、蛛網密布的條紋就是明證。這些條紋就是冰裂縫，也就是各大冰塊的連接點。在地球上，地殼不是壹個整體，而是由幾個板塊組成，漂浮在熾熱的巖漿上。在歐羅巴上，冰取代了巖石陸地，巖漿被地下海洋取代。
如果冰下壹定有汪洋大海，那麽這片大海裏有沒有有機分子作為生命的基礎？對此，研究人員也頗有信心。目前我們知道地球上的原始有機物來源於太陽系早期撞擊地球的隕石，木衛二沒有理由逃脫隕石雨的襲擊。
更讓研究人員感到希望的是，木衛二的環境與東方湖(位於南極東方站附近3000多米的冰層下，是世界上最深最大的冰川湖，面積約為法國巴黎的150倍)頗為相似。如果能在沃斯托克湖發現生命，或許能證明木衛二冰層下的海洋中存在生命。事實上，科學家已經在湖的冰芯樣本中發現了細菌！是的，即使在如此極端惡劣的自然環境下(常年沒有陽光，厚厚的冰層造成巨大的壓力，地心的熱量使得湖底溫度高達350度)，生命依然可以孕育。在這種情況下，是否意味著木衛二上存在生命？問題是勘測冰川湖可能相對容易，但是探測距離地球近8億公裏的木衛二就困難多了！首先，我們要經歷壹段極其艱難的旅程。即使成功到達歐羅巴，也要在深不可測的冰層上鉆孔(科學家們說法不壹，認為是2 km 100 km)！看來，要想揭開慕薇兒隱藏的秘密，恐怕還得耐心等待幾十年。
9.太陽有看不見的“哥哥”嗎？
什麽？難道太陽還有壹個“哥哥”在哪裏？為什麽我們看不到？天空中明明只有壹個太陽在照耀！確實如此。如果太陽有壹個“兄弟”，它可能存在於太陽系之外，距離地球至少1光年，而且非常昏暗，所以從未被太空望遠鏡探測到。這顆太陽伴星被天文學家命名為“涅墨西斯”(希臘神話中的涅墨西斯)。在引力的作用下，太陽和涅墨西斯圍繞同壹個質心旋轉。
順便問壹下，研究人員為什麽要假設這顆未知恒星的存在？因為它可能是導致太陽系(包括地球)遭受周期性隕石轟擊的罪魁禍首，6500萬年前恐龍滅絕可能是壹顆小行星撞擊地球造成的，拋射體可能來自奧爾特雲。具體來說，當涅墨西斯經過奧爾特雲附近時，它由於引力以某種方式擾動了奧爾特雲，從而將壹些長周期彗星拋出奧爾特雲，導致彗星雨。
證明太陽有伴星的另壹個重要線索是，在冥王星的軌道之外，有壹顆神秘的矮行星叫做塞德娜。然而，這顆矮行星奇怪的軌道確實令人費解:它遵循著壹條罕見的偏心率非常大的軌道，其近日點和遠日點分別約為76個天文單位和975個天文單位。塞德娜的存在間接證明了太陽仍然有壹顆伴星:如果它處於太陽和涅墨西斯之間的兩難境地，那麽這種驚人的偏心就很容易解釋了。
鑒於這壹證據，研究人員假設太陽並不孤獨，而是像銀河系中的1/3顆恒星壹樣有壹顆伴星。科學家剩下的工作就是找出隱藏的太陽“兄弟”。然而天文學家為此奮鬥了20多年，卻始終無果。現在，科學家希望2009年底發射的“廣域紅外巡天者”觀測衛星能夠找到它的蹤跡。壹場圍捕大戲開始了。
10.火星有「陰陽臉」嗎？
雖然火星壹直以來都充滿了“訪客”，但這顆紅色星球仍然包含著未解之謎。真是個硬漢！似乎我們越是苦心探索，它就越是癡迷於捉迷藏這個遊戲。但是...更讓研究人員困擾的是它奇怪的“陰陽臉”:北半球地勢低平，雖然平坦的平原上有幾座火山，但卻像海底壹樣幹燥；南半球高聳入雲，主要是高地，大大小小的隕石坑星羅棋布(就像月球地貌壹樣)。
為什麽火星南北半球的地形風格如此不同？長期以來，研究人員壹直對北半球感到困惑。畢竟，天體布滿隕石坑是完全合理的。在太陽系早期，隕石轟擊了所有的行星，留下了大量的隕石坑。地球也未能幸免，只是隕石在地球上留下的痕跡被侵蝕、板塊運動等自然因素磨平了。由於地球內部的板塊運動，地表發生了翻天覆地的變化。相反，由於缺乏大氣和板塊運動，水星和月球幾乎沒有完整的環形山。
火星呢？這顆紅色星球即使在過去經歷了壹次內部活動，也不會讓表面變得如此平坦，更何況為什麽只有北半球呈現這種地貌，而南半球卻截然不同？
對於這個謎題，從2003年開始環繞火星飛行的歐洲探測器“火星快車”已經給出了壹些答案。在雷達分析的幫助下，探測器發現隱藏在北半球光滑表面下的地殼和南半球壹樣布滿隕石坑！只是北半球的地殼上覆蓋了壹層三四千米厚的熔巖和沈積物(沙冰混合物)，掩蓋了坑洞的真相。
那麽，既然如此，為什麽這種沈積現象在火山分布的北半球是獨壹無二的呢？這正是因為火星的地形特點。之所以有這麽多熔巖和沈積物堆積在壹起。正是因為北半球的地形像壹個巨大的盆地，與南半球完全不同。
接下來，科學家們將追溯這個盆地的形成原因。猜猜哪個理論占了上風？
還是有影響！是的，根據這個理論，在火星年輕的時候，它的北半球可能受到了壹個巨型天體的強烈轟擊，從而形成了壹個巨大的盆地，蒸發了部分地殼。這個理論不僅解釋了盆地的起源，也解釋了為什麽盆地下面的地殼平均厚度只有40公裏，而其他地方的地殼厚度卻達到70公裏。至於南半球，它僥幸躲過了撞擊，幾乎完好無損。
目前各種學說中，撞擊說是壹帆風順的。盡管如此，還需要進壹步的證明。如果火星周圍確實存在壹顆巨大的衛星，那麽這個理論將被完美證實。因為撞擊時拋出的大量碎片可能已經聚集成了壹顆衛星。畢竟地球的衛星月球也是這樣形成的。無獨有偶，壹些模擬實驗證實，火衛壹(火星最大的衛星)就是由這種撞擊產生的。然而，火衛壹的最大直徑只有27公裏。與盆地的大小和撞擊時從地殼反彈回太空的碎片數量相比，火衛壹的“塊頭”實在是少得可憐。月球直徑約3400公裏，火星之子火衛壹呢？我們仍在等待答案。
毋庸置疑，這顆紅色星球上各種探測器表演的芭蕾，還遠未謝幕！