银河系里第十高的山,它不在太阳系,但离我们没想象中那么远
我昨天在厨房煮面的时候,突然想到一个问题——我们总说珠穆朗玛峰是地球之巅,8848米,登山的人一辈子能上去一次就算圆满了,但要是把尺子拉远一点,拉到整个银河系的尺度上,地球上的山压根排不上号,别说前十,前一百万可能都费劲,于是我忍不住去查了查:银河系里排名第十的山峰,到底在哪儿,有多高。
结果发现,这东西还真有人正儿八经研究过,不是拿尺子去量的,是通过探测器、雷达测高、激光高度计这些手段,一个星球一个星球地扫出来的,数据还在不断更新,因为隔几年就有新的探测器抵近某个小行星或者矮行星,啪,发现一座更高的山,排行榜就得重排。
先把前十的榜单摊开看看
我整理了一份目前学界公认比较靠谱的太阳系山峰高度排行榜,为什么只说太阳系?因为银河系其他恒星系的行星,我们现在根本看不清表面上有没有山,系外行星的成像精度,连它有没有大气层都费劲,更别说数山峰了,所以“银河系第十高的山”,实际上讨论的范围就是太阳系——但这不代表它不震撼,恰恰相反,太阳系内的高度差,已经够我们重新理解“地形”这个词了。
| 排名 | 山峰名称 | 所在天体 | 高度(约) | 基准面 |
| 1 | 奥林帕斯山 | 火星 | 21,900 米 | 火星大地水准面 |
| 2 | 艾斯克雷尔斯山 | 火星 | 18,200 米 | 火星大地水准面 |
| 3 | 阿尔西亚山 | 火星 | 17,800 米 | 火星大地水准面 |
| 4 | 帕弗尼斯山 | 火星 | 14,000 米 | 火星大地水准面 |
| 5 | 埃律西姆山 | 火星 | 13,900 米 | 火星大地水准面 |
| 6 | 麦克斯韦山脉(最高峰) | 金星 | 约11,000 米 | 金星平均半径 |
| 7 | 瑞亚西尔维亚中央峰 | 灶神星(小行星) | 约22,000 米* | 撞击坑底部 |
| 8 | 土卫八赤道脊(最高段) | 土卫八(伊阿珀托斯) | 约20,000 米 | 周围地表 |
| 9 | 博奥索拉山 | 木卫一(伊奥) | 约17,500 米 | 木卫一平均表面 |
| 10 | 卡莱山 | 木卫一(伊奥) | 约17,000 米 | 木卫一平均表面 |
看到这个表你大概发现了,第十名是木卫一上的一座山,叫卡莱山(Kālē Mons),读作“卡莱”,有时候不同文献音译会差一点,但指的都是同一个东西,木卫一,就是那个太阳系里火山活动最猛烈的天体,表面被硫和二氧化硫霜盖得花花绿绿的,像一块被烤糊了的披萨,卡莱山就杵在木卫一赤道附近偏南的位置,从山脚算到山顶大约17000米,珠峰在它面前,大概像一个小土坡。
卡莱山到底是一座什么样的山
我以前以为,一座山这么高,肯定得是火山堆出来的,奥林帕斯山就是火山,火星上那几个巨无霸全是盾形火山,但卡莱山不是——或者说,不全是。
根据伽利略号探测器(还有后来的朱诺号飞掠数据)的观测,卡莱山的形态更像是一个构造隆起加上部分火山物质堆积的混合体,它基底不是标准的圆形火山口,而是拉长的不规则形状,整体像一个被挤歪了的巨大穹丘,科学家在《Icarus》期刊上发过一篇专门分析木卫一山脉形成机制的论文(Schenk et al., 2001),里面提到木卫一的山大多不是纯火山锥,而是岩石圈受到潮汐加热和全球性挤压应力后,地壳破裂、块体倾斜抬升形成的,换句话说,木星巨大的引力不停揉搓这颗卫星,内部热得像高压锅,表面板块被挤得翘起来,一翘就是一万多米。
卡莱山的山顶区域非常崎岖,雷达回波显示那里可能有层状剥落的痕迹,山体侧面坡度极陡,有些段落超过30度,这意味着你要是穿着宇航服站在山脚下往上望,会看到一堵几乎垂直压下来的岩壁,加上木卫一表面辐射极强,木星的磁层粒子往死里轰,站在卡莱山山脚的感觉大概不是“雄伟”,而是“我为什么在这里”。
高度怎么量出来的,这比想象中讲究
量地球上的山高,海平面统一基准,很简单,量外星的山,问题就多了,木卫一没有海,甚至没有大气可以定义一个等压面,所以行星科学家用“平均表面”作为参考——先通过激光高度计和雷达测绘出整个天体的三维形状,算出一个光滑的参考椭球面,这个面就是“平均表面”,山顶相对这个面的高差,就是山峰高度。
这里面有个细节挺让我感慨的,卡莱山约17000米这个数据,最早是伽利略号在20世纪90年代末飞掠时用固态成像仪和近红外测绘光谱仪估算的,后来朱诺号在2023年底到2024年初两次近距离掠过木卫一,用朱诺相机和木星红外极光成像仪补充了更高分辨率的数据,NASA的行星数据系统(PDS)公开发布的数字地形模型里,卡莱山的高度才有了更确信的数值,也就是说,我们搞清楚银河系第十高山的准确身高,才不过最近几个月的事。
第十名的位置其实很微妙
你仔细看那个排行榜的话,会发现第十名附近几个候选者高度非常接近,博奥索拉山大约17500米,卡莱山大约17000米,它们之间的高度差只有500米左右,考虑到测量误差可能就有几百米,其实这两个山峰谁排第九谁排第十,是有一点含糊的,更麻烦的是,土卫八赤道脊到底算不算“一座山”,学术界自己都在吵,那条脊是环绕土卫八赤道大半圈的连续隆起,像一颗核桃的接缝,如果你把它某一段单独拿出来当“山峰”,它可以挤进前五;如果你说它是一条山脉不算单峰,那榜单就得大改,灶神星的瑞亚西尔维亚中央峰也是类似情况,它是撞击坑中央隆起的尖峰,高度极其惊人,但基准面取的是坑底,这个算法本身就有争议。
所以卡莱山作为第十名,其实代表了一个“相对可靠的分界线”——比它高的那些,要么是火星巨兽,要么是定义上有争议的特殊地形,卡莱山是一座形态清晰、测量可靠、定义上没什么争议的真正山峰,你拿它当前十的守门员,非常合适。
这个排名跟我们有什么关系
说实话,知道银河系第十高的山在木卫一上,并不会让我明天的煎蛋更好吃,但这种知识有一个很微妙的作用:它把“高大”这个概念从地球的重力环境里解放出来了。
在地球上,山的高度上限大约就是10公里左右,再高,底部岩石会被自重压到塑性流动,山体自己会“塌”下去,火星重力只有地球的三分之一多一点,所以奥林帕斯山能长到接近22公里,山脚直径相当于整个法国,木卫一重力大概地球的六分之一,所以它稍微被挤一下,就能翘起17公里的岩块,这让我意识到,地形不只是地貌学的事,它是引力、内部热量、物质强度三者博弈出来的结果,卡莱山站在那里,本身就是木星引力施暴的证据。
另外还有一个带生活气的感悟,我查资料的时候看到一位行星地质学家在一次科普访谈里说,等她退休了想写本书,把太阳系每座大山脚下的“风景”描述一遍——卡莱山脚下会看到木星占满大半个天空,硫磺霜在辐射下发出暗淡的红光,山体投下的影子长达上百公里,我当时就觉得,即便我们这代人大概率没法亲眼看到那个场景,但知道有这么一个地方存在,本身已经让宇宙变得比昨天更具体了一点,木卫一不再是“木星的某个卫星”,而是一个有山有平原、脚底下岩浆在硫磺壳下面流动的真实世界。
这个榜单可能很快会更新
我说真的,现在排第十的卡莱山,不排除在未来几年被挤出前十,欧罗巴快船号正在赶往木星系统,2030年左右抵达后会详细探测木卫二,它的冰壳下面有没有巨型隆起?木卫三的沟槽地形里有没有独立高峰?甚至冥王星——新视野号2015年飞掠时发现的莱特山和皮卡德山,高度大概在5到6公里,进不了前十,但冥王星系统里还有好几个没仔细测绘的卫星,每一次新的飞掠,都可能蹦出一个新的高度纪录。
这种知识的不稳定性,其实让我觉得很踏实,一个还在变化的排行榜,说明我们还在认真看、认真量,比起那些被锁死的课本结论,我更愿意接受“目前已知银河系第十高的山是木卫一的卡莱山,大约17000米,但这个说法可能在2030年被推翻”。科学的魅力不在于答案永固,而在于它永远允许下一座山冒出来。
煮的那碗面早就坨了,但我觉得挺值的。