银河系五大行星,关于家门口的宇宙邻居
小时候夏天晚上,我爸在院子里指着天上一颗特别亮的星星说,那是木星,我当时觉得这名字真奇怪,木头做的星星?后来才知道,那是太阳系里最大的行星,而太阳系就飘在银河系的一条旋臂上,说起来,我们总说“银河系五大行星”,这个概念其实挺容易让人迷糊——银河系里可不止五颗行星,光是这些年天文学家发现的系外行星就超过五千颗了,所以咱们今天聊的,其实就是太阳系里那五颗肉眼可见的行星:水星、金星、火星、木星和土星,它们跟地球一起绕着太阳转,但在整个银河系尺度上,这八颗行星(加上天王星海王星)不过是银河系几千亿颗恒星里,其中一颗不起眼恒星的小小跟班。
不过说它们小归小,这五大行星可是人类认识宇宙最早的窗户,咱们按从内向外的顺序,一个个来看看这些老邻居。
水星:被太阳烤焦的小不点
水星离太阳最近,平均距离只有5790万公里,什么概念呢?地球到太阳大约1.5亿公里,水星比我们近了三倍,这就好比你在篝火边坐得太近,正面热得要命,背面又冷得发抖——水星表面白天温度能飙到430摄氏度,到晚上直接掉到零下180度,温差超过600度,妥妥的宇宙极端天气代表。
水星还特别小,直径只有地球的38%左右,以前人们以为水星永远一面朝向太阳,就跟月亮总是一面朝向地球一样,后来雷达观测发现不是那么回事,水星其实在慢慢自转,转三圈的同时绕太阳转两圈,这个比例叫轨道共振,不过最让我觉得好玩的是,水星上居然有冰,对,你没看错,在离太阳这么近的地方,有些深坑永远照不到阳光,里面的水冰存在了几十亿年,这个发现是信使号探测器带回来的,当时看到数据我还觉得挺浪漫的——在那么炙热的世界里,也藏着一点点冷。
金星:地狱版地球
金星经常被叫“地球的姊妹星”,因为它大小、质量都跟我们差不多,但你要是想去串门,那可得做好心理准备——金星表面温度460多度,比水星还热,大气压是地球的90倍,相当于你潜到900米深的海底,云层是硫酸做的,下的雨也是硫酸雨,只不过还没落地就蒸发了。
为什么金星比水星还热?因为它有个超级厚的二氧化碳大气层,温室效应失控了,这其实给研究气候的科学家提了个醒——地球上要是二氧化碳浓度一直涨,金星就是前车之鉴,说起来,金星自转还特别慢,一天比一年还长(自转周期243天,公转225天),而且方向是反的,太阳从西边升起来,我有时候想,要是真有金星人,他们过日子的节奏得有多魔幻。
火星:人类的下一个家?
火星是离太阳第四远的行星,也是除地球之外,人类研究最多的行星,它表面是铁锈一样的红色,所以叫红色星球,火星上有太阳系最高的山——奥林帕斯山,21公里高,差不多是珠穆朗玛峰的2.5倍,还有太阳系最大的峡谷——水手号谷,4000公里长,能把美国东西海岸给装进去。
现在火星上已经有多个探测器在工作,毅力号、祝融号都在上面跑着,科学家发现火星曾经有过液态水和浓厚大气,可能就是三十多亿年前的事了,现在火星大气密度只有地球的1%不到,水分基本以冰的形式存在,马斯克整天说着要移民火星,确实很多问题在一步步解决,比如怎么在火星上造氧气、怎么提取水,但要说人类在上面长期生活,还得克服辐射、低重力对身体的伤害等等,不过想想也挺激动,也许未来某个小孩指着天上的红点说,“我爸在那儿工作呢”。
木星:太阳系的大哥大
木星是太阳系体积最大、质量最大的行星,其他七大行星质量加起来也就木星的40%左右,它那个大红斑特别有名,其实是场持续了至少三百多年的风暴,比地球还大,木星转得特别快,一天不到10小时,所以整个星球有点扁,赤道鼓出来一截。
木星最值得说的,其实是它的卫星,伽利略四百多年前用望远镜看到了四颗大卫星:伊奥、欧罗巴、盖尼米得和卡利斯托,欧罗巴尤其让人浮想联翩,厚厚的冰壳下面很可能有液态水海洋,地球之外,欧罗巴是太阳系里最有可能存在生命的地方之一,NASA的欧罗巴快船探测器已经在路上了,大概2030年到达,到时候说不定能有惊天发现。
土星:帽子最美的那个
土星是距离太阳第六远的行星,密度比水还小,理论上如果有个足够大的水池,它能浮起来,不过最让人过目不忘的,是它那圈光环,土星环主要由冰和岩石碎片组成,宽度超过28万公里,但厚度只有几十米,如果把土星环按比例做成光盘,那张光盘比刀片还薄。
这光环是怎么来的,一直有两种说法:一是某颗卫星被土星引力撕碎了,二是形成土星时剩下的“边角料”,卡西尼号探测器在结束任务前,飞进土星和光环之间的缝隙,发回不少宝贵数据,任务结束后,探测器在地面指令下坠入土星大气层销毁,就是为了不污染可能有生命存在的卫星,土星最大的卫星泰坦,是太阳系里唯一有浓厚大气层的卫星,表面有液态甲烷的湖泊和河流,真正的外星世界。
把这些行星的基本数据摆出来对比,差距一目了然:
| 行星 | 与太阳距离(亿公里) | 直径(公里) | 表面温度(°C) | 卫星数量 |
| 水星 | 579 | 4,879 | -180~430 | 0 |
| 金星 | 082 | 12,104 | 460(平均) | 0 |
| 火星 | 279 | 6,779 | -87~20 | 2 |
| 木星 | 785 | 139,820 | -110(云端) | 95 |
| 土星 | 344 | 116,460 | -139 | 146 |
(天王星和海王星虽然也在太阳系里,但它们太暗,肉眼看不到,只有在望远镜时代才被发现,所以传统上说的五大行星就是咱们肉眼能看到的这五颗,古人观星也是靠它们来定节气、做历法,那时候哪有天文望远镜啊。)
说到这里,我其实每次看这些行星的数据都会有同一种感觉——你站在院子里抬头看到的那些光点,背后是这么丰富的世界,水星上的冰,金星上的硫酸雨,火星上的红色沙漠,木星上三百年的风暴,土星那薄如刀片的光环,它们就在银河系这同一个恒星系里,跟地球一样绕着太阳跑。
有时候晚归,看到木星在东边亮着,心里会踏实一点,知道这个大火球就在那儿,带着它那些神秘的卫星,绕着太阳安安静静转圈子,亿万年如一日,有那么几个瞬间,会觉得宇宙也没那么遥远冷漠,它就是我们头顶这片天,一点一点等着被发现、被理解,就像我爸当年指着那颗亮星跟我说“那是木星”一样,这些名字背后,是实实在在存在的东西。