哦,它也很怪
我们有两种方法分析其他的行星和恒星。如果是在太阳系内,我们可以发射探测器,直接在行星表面进行探测。在写作本书的时候,人类探测器已经15次在金星表面着陆,16次在火星表面着陆,2次进入木星大气层,1次进入土星大气层,并在土卫六(Titan)表面着陆。除此之外,人类向月球发射了47次探测器,向各种各样的小行星发射了3次探测器,向彗星发射了2次探测器,还有一次探测器在水星表面坠毁。要说怪异,太阳系也不会令人失望。
水星表面有一层稀薄的氦大气层,还有一个面积比得克萨斯州更大的陨石坑。它还拖着一条氢气尾巴,仿佛是伸向太阳的植物枝条,没有人知道为什么会这样。
金星是最热的行星,温度高达460℃,其雨水的主要成分是浓硫酸,还没有落地就沸腾了,然后又飞回空中。金星大气压是地球的90多倍,所以在金星表面行走就像是在海底行走。金星上的雪是硫化铅颗粒,而不是冰。
火星上只有人造机器人居住,它的表面覆盖着一层薄薄的红色铁锈,地表下的巨大湖泊里储藏着液态水。白昼时,火星的天空呈粉红色;到日落时,它变成蓝色。火星上有一座全太阳系最高的山(奥林帕斯山的高度是珠穆朗玛峰的2.5倍)。火星上也会发生雪崩和沙尘暴,大到可以笼罩整个星球。
在太阳系中,木星的质量是其他所有行星加起来的两倍,其自旋速度也最快,一天只有10个小时。科学家估计木星的核心温度高达24000℃,比太阳表面热6倍。木星也是太阳系中除太阳外最大的天体,磁场比地球强20倍。
木星上还有著名的大红斑,这是一个比地球大一倍的反气旋风暴。至于它为什么呈红色,仍然是一个谜。木星有大约80颗卫星,比如木卫一(Io),太阳系中唯一有活火山的地方(除地球外);又如木卫二(Europa),一层冰壳下有一个巨大的液态海洋。哦对了,木星是除地球外唯一有乐高积木的行星,因为在2016年发射的木星探测器“朱诺号”(Juno)上有三尊塑像,分别是伽利略、朱庇特(7)、朱诺。【4】
土星周围有冰和岩石组成的行星环,其厚度不到1公里。土星环非常蓬松,所以如果你设法建造一个足够大的浴缸,整个行星会像棉花糖一样漂浮在水面。土星有60多颗卫星,在土卫六之上,液态甲烷(学校用的本生灯的燃料)构成的河流在固态水域流动。
天王星是一颗巨大的冰球,主要由水、氨和甲烷组成,但它的外层大气由氢和氦组成,因此呈蓝色。它是唯一一颗“躺着”绕太阳转的行星(可能是因为很久以前被另一颗行星撞击),有接近30颗卫星,这些卫星都以莎士比亚戏剧中的人物命名(8)。
海王星是最远且最多风的行星,飓风以2000千米/小时(1243英里/小时)的速度从表面掠过(没有人知道原因)。它的半径是地球的四倍,但密度小得多,因此海王星的引力几乎与地球相同。事实上,我们在海王星上会觉得重力比在火星上更舒适。海王星也有太阳系中最不寻常的降雨,它的大气条件正好适合高层大气中的碳雪花结晶,从而形成由钻石构成的小冰雹。
这些只是我们的近邻。如果想要观察遥远的行星,我们必须使用一种叫“光谱学”的技术。光谱学是由罗伯特·本生(Robert Bunsen,我们前面提到的本生灯就是以他的名字命名)发明的。它的原理很简单:不同的化学物质发射和吸收不同频率的光,所以如果我们分析来自遥远天体的光,就能确定它们的组成。
当一颗行星移动到我们正在研究的恒星前面,恒星发出的光在穿过行星大气层的时候会部分地被吸收,这取决于行星上存在何种化学物质。通过记录这颗未知的行星吸收了哪些频率的光,我们就可以了解那个遥远世界的天气情况。要说怪异,银河系的其他地方也不会令人失望。
以行星巨蟹座55e(55 Cancrie)为例,我们认为钻石占据了它核心的三分之一。【5】或者以J1407b为例,它有与土星相似的行星环,只是伸展了640倍,使行星本身看起来就像餐盘中央的一粒豌豆。【6】
还有一颗叫Wasp-12b的行星,它像沥青一样黑,呈蛋形,这是因为它正在被缓慢地拉向它的太阳(还有1000万年寿命)。【7】还有一颗叫柯洛7b(CoRoT-7b)的行星,它离自己的太阳非常近,整个表面都是熔岩海。或者以GJ1214b为例,人们认为它是由高压冰构成的,但它温度很高,容易着火,就像一颗冰焰星球。【8】
还有一个叫人马座B2(Sagittarius B2)的星云,由甲酸乙酯构成——树莓的香味就来自这种化学物质。【9】还有一个叫北河二(Castor)的恒星系,由6颗恒星构成,它们像玩杂耍一样在彼此之间来回穿梭。还有一颗叫长蛇座V(V Hydrae)的恒星,它会向太空中抛射等离子“炮弹”,炮弹体积是火星的两倍。【10】
还有一颗叫TrES-2b的行星,它是星系中最暗的行星,几乎吸收所有光。【11】还有一颗叫OGLE-TR-56b的行星,上面的雨水是熔融的铁。【12】还有一颗叫HAT-P-7b的行星,其半径是木星的两倍,上面的雨水是氧化铝,这是红宝石的主要成分。【13】还有一颗叫HD 189733b的行星,上面的雨水是熔融的玻璃。请躲在一旁。【14】
宇宙很大。
宇宙很老。
宇宙很怪。
(1)在中文语境里,“兆”有两层含义:既可以表示衡量数字的“万亿”,也可以表示衡量流量、二进制的“百万”。为了避免歧义和方便理解,译文尽量不使用“兆”这个字,而是用“万亿”替代。对于更大的数字单位,本章采用了更常见的中文表述,对应如下:million=百万=106;billion=十亿=109;trillion=万亿=1012;quadrillion=千万亿=1015;quintillion=百万兆=1018。
(2)在希腊神话中,赫拉克勒斯是宙斯的私生子,而赫拉是宙斯的妻子。赫拉克勒斯的凡间母亲畏惧赫拉,把赫拉克勒斯抛弃在荒野。在不知情的情况之下,赫拉遇到了这个孩子,并用自己的乳汁给他喂奶,还给他取名为“赫拉克勒斯”(意思是“赫拉的荣耀”)。赫拉克勒斯在吃奶时咬痛了赫拉,她把孩子推开,乳汁洒了出来,就变成了银河。
(3)北欧神话中的主神,相当于希腊神话中的宙斯。
(4)这里应该就是指《加勒比海盗》的电影时间比较长,但宇宙的年龄比这长很多。算是一种英式幽默。后文的“比两个足球场还大”同理。
(5)内行星指水星、金星、地球和火星,外行星指木星、土星、海王星和天王星。太阳风是指太阳上层大气射出的超高速带电粒子流,主要是已被电离的氢原子、氦原子和自由电子,能够与行星大气层发生反应。
(6)由于新观察到的“环雨”现象,2018年NASA的科学家认为,土星环消失的时间可能更早,大约在1亿年后。
(7)朱庇特(Jupiter),罗马神话中的主神,相当于希腊神话中的宙斯;朱诺是他的妻子。罗马人用朱庇特的名字为木星(Jupiter)命名。
(8)天王星有27颗卫星,其中24颗以莎士比亚戏剧中的名字命名,但还有3颗卫星的名字来自英国诗人亚历山大·蒲白的戏剧《夺发记》,分别是天卫一(Ariel)、天卫二(Umbriel)、天卫十四(Belinda)。