【菜科解读】

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刚刚过去的7月22日今年观测水星的好日子。

晴朗的傍晚，在西北偏北的低空区域，就能找到水星。

虽然此次的观测时机已经过去，但天文学家介绍，今年下半年还有几次观测的机会。

望远镜下的水星

水星和太阳是最近的邻居，大部分都被太阳的光芒所遮蔽，所以在肉眼可见的金木水火土五颗行星中，观测水星有特定的日期。

此外，水星表面炽热的温度也让人不寒而栗。

然而近年来随着对水星的观测研究，科学家相信在水星上居然存在数万亿吨的水冰。

这背后的原因究竟是怎么回事呢？

水星与月亮同框

它或许该叫黑星

我国古代有五行说，五行又跟太阳系内的五颗行星对应了起来。

古代的人们还不知道太阳是恒星，因此五颗行星的命名，是根据其自身在天空的运行方位来定的。

现代科学家已经知道，水星距离太阳最近，导致其不容易观测。

而在古代，人们根据规律只知道水星要在凌晨或者黄昏的时候才能看到。

傍晚时分的水星

两个时间段内，每次水星现身的时间都很短暂，只有区区几分钟，所以要想看到它，真的不是件轻松事。

这也是为什么，在天文学界会有观测水星的最佳日期。

刚刚过去的7月22日，就属于观测水星的大距。

什么是大距呢，就是水星和太阳之间的角距离达到最大位置的时候。

站在地球上看，水星会出现在凌晨和黄昏，从大距的概念又能细化为东大距和西大距。

水星在太阳的东边为东大距，反之便是西大距。

不过在地球上看，东大距恰恰在傍晚也就是西方，而西大距则是在凌晨黎明时分是在东边。

它和太阳的角距离不超过28°，按照古代30度又叫一辰的划分，水星的另一个名字又叫辰星。

古人之所以将其称为水，一种说法是古人观察到的水星呈现出一种深灰色，这种颜色接近于黑色。

五行颜色与方位

按照五行说，黑色属于水，所以才有了水星这个名字。

换言之，古人对星星的理解有限，叫它水星，并不像现在人们理解的那样，认为水星上有水。

无论是水星还是辰星的名称，如此命名的原因是颜色、方位和角度。

如果以颜色来命名它的话，黑星这个名称倒是更直接。

当然，如果水星叫黑星的话，按照五行说，其他金木火土四颗星，也应该用颜色来命名了。

当然这只是玩笑，五行说命名的五颗星，所用都是物质来命名的，这里面蕴含的是古代中国人的世界观和哲学观。

值得一提的是，现代科学家通过观察了解，知道在太阳系内，除了水星之外，还有金星的公转轨道，也在地球内侧。

所以水星和金星，又被称为地内行星，两颗星都存在所谓的大距，即和太阳之间的角距离。

以上是我国古代对水星的认知，而在西方，古时候了解水星，则是从它移动的速度开始的。

又能叫快星

时间回到公元前5世纪，希腊的天文学家，也是天天的仰望星空。

虽然水星不容易被看到，但经过长期的观测，当时的希腊人还是肉眼发现了它。

只不过相比于我国古代，早期希腊人把水星理解错了，他们认为凌晨和傍晚看到的两颗星，是两个不同的天体。

所以按照当时希腊人的理解，他们分别给水星起了两个不同的名字。

傍晚时分在西北天空的那颗星，希腊人叫它墨丘利，而凌晨时分出现的则叫阿波罗。

早期希腊人认为这是两颗星，殊不知他们只是给一颗星起了两个名字。

后来，希腊的哲学家毕达哥拉斯指出，这两颗星星实际上是同一个。

有意思的地方不是认识错误，而是给它起的这个名字。

今天英文中水星的名称，来源于古罗马，神话中的意思是信使。

追溯到希腊神话中，墨丘利又是赫耳墨斯，神话中这是传递信的天使。

既然是传递信的天使，跑起来自然很快。

而这一点，又恰好符合水星的特征——公转很快。

古人既然了解到水星只短暂出现在凌晨或者傍晚的天空，说明水星真的跑得很快。

现代科学家已经知道，水星的公转速度比太阳系内其他行星都快，每秒运行的速度可以达到48公里。

再加上水星距离太阳很近，所以它绕行太阳一周的时间很短，只需要88天就能完成。

从这个角度看，水星直白一点说又能叫快星了。

而且，不管是古代的我国还是西方，对水星的了解与认知，都是从基本的观测到的特点开始的。

而更为巧合的是，我国古代将其命名为水星，现代科学家则证实，水星上确实拥有大量的水冰。

1000亿到10000亿吨的规模

因为距离太阳最近，所以人类即便拥有了太空探测技术后，首批探测的行星也不是水星。

再者，水星内部也属于岩石结构，就是说它跟地球、月亮这些行星本质上没啥区别。

距离太阳近又没有大气层，按照常规理解，水星上确实不应该存在水。

毕竟，就连月球、火星这些距离太阳较远的行星上，不是也没有水嘛，表面温度可以达到427℃的水星上，又怎么可能存留住水呢？

所以在相当长的一段时期，科学家都是按照这个逻辑理解水星的。

但随着对水星了解的越发深入，科学家却逐渐发现了水星有水的证据。

还在上世纪90年代，科学家利用射电望远镜向水星发射无线电波。

反射回来的情况表明，水星上存在明亮区域，这就意味着水星上可能存在水冰。

但在当时，反对这一猜测的声音还很大。

别的科学家认为，水星表面有环形山，在其表面或许存在硫磺或硅酸盐化合物，这些物质同样会产生高反射率。

由于当时人类还没有近距离观测水星，所以反射回来的明亮区域究竟是啥物质，科学家也争论不休。

而要想真正知道结果，还得使用探测器近距离看一下才行。

2004年，美国国家航天局发射的信使号探测器，踏上了观测水星的征程。

通过后来的近距离观测，确实证实了水星上拥有水冰，而且规模还极其庞大。

很多人就要疑惑了，水星明明距离太阳那么近，而且温度高达数百摄氏度，怎么可能会有水呢？

可根据观测的情况看，水星上的水冰规模，至少在1000亿吨到10000亿吨之间。

这是什么概念呢？有科学家形容，如果将这些水冰全部倾倒在美国首都，可以将整个华盛顿特区，冰封在2.5英里厚的冰层下面。

而在水星上，这些水冰出现的位置，是在其两极地区。

水星的两极存在环形山，在山的内层深处，太阳光永远照射不到。

那里的温度，可以降低到零下223℃。

那么，探测器具体又是用什么方法确定的呢？

计算飞离水星的中子数量

高速运动的中子，如果击中了质量与之接近的氢原子，它的数量乃至运动的速度都会发生改变。

在水分子中，是含有两个氢原子的。

所以按照这个特点，水星探测器只要计算中子的数量，便能知道水星上是否存在水冰。

信使号探测器，在经过水冰丰富的地区时，中子的数量确实发生了明显改变。

值得一提的是，这个技术此前在探测火星和月球的时候，同样也运用到了。

那么，水星上这些藏在内部的水冰，又是如何形成的呢？

科学家给出的解释是，那些水冰至少在水星上已经存在了几千万年。

起初，可能是由于彗星撞击水星后而形成的。

有科学家畅想，在水星的地下世界，应该有适宜人类生存的温度乃至物质。

毕竟在地下区域有水，而表层的土壤结构又隔绝了外部的日夜温差，使得这一区域的温度十分稳定。

因此在未来，水星的地下，或许能成为人类理想的星际殖民地。

这种想法在普通人看来很疯狂，而科学家则在计算水星环形山地下的温度。

对水星还有哪些了解

信使号探测器，2004年发射升空，2015年完成了自己的探测使命。

在探测水星期间，它绕着水星一刻不停地运转了4000多圈，拍摄的照片超过了25万张，数据的总规模超过了10TB。

在科学家看来，几年时间探测获得的信息，比过去几个世纪人类对水星的了解还要多。

进一步研究水星上的水冰以及冰封之下的有机物，或许可以帮助科学家解释地球上生命的起源。

因为水星距离太阳最近，在太阳系形成的过程中，应该保留了太阳系在形成过程中的历史纪录，所以它又被称之为化石行星。

如果水星上的水冰，源于早期彗星的撞击，那么地球上生命的起源，也可能是在早期由外部撞击带来的生命物质所形成的。

结语

信使号探测器在完成自己的使命后，便以高速坠落的方式撞向了水星。

科学家计算，撞击过后，会在水星表面留下一个直径16米的大坑。

信使号探测器完成自己的使命后，另一个探测水星的计划，由欧洲航天局和日本联合推动。

新的探测器被命名为比皮科伦坡，2017年的时候就踏上了前往水星的征途了。

按照预定的时速，该探测器要到明年即2025年才能抵达水星。

相关的探测活动，则在2025年后未来的几年里展开。

该探测器还携带了两个独立的探测设备，届时可以释放出来，分别对水星展开探测活动。

因此人类对水星有什么新发现，未来10年才能有更多的答案。

参考资料：

《一睹水星真容的机会来了！》 新华社 2024年7月20日

《信使号完成使命水星北极存数亿吨水冰》 人民网 2015年5月21日

木星是气态行星，如果把木星上的气体全部吹走，会结果

木星是一颗巨大的气态行星，其质量约为地球的318倍，体积更是高达地球的1300多倍，在太阳系八大行星中，木星是绝对的“老大”，这使得我们人类对这颗巨大的行星格外关注，关于木星的各种稀奇古怪的问题也层出不穷。

比如说有人就提出了这样一个问题：既然木星是气态行星，那如果把木星上的气体全部吹走，会有什么结果呢？下面我们就来讨论一下。

首先要讲的是，所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星，而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星，也就是说，气态行星也是可以拥有固态核心的。

那么木星到底有没有固态核心呢？其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。

尽管以人类当前的科技水平，暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索，但通过探测器在木星附近收集到的数据，我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。

如上图所示，在探测器飞越木星的过程中，其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移，通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异，就可以构建出木星的重力场模型，进而猜测出木星内部的质量分布。

科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出，木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核，其质量在地球的12倍至45倍之间注：这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。

因此科学界普遍认为，木星应该有一个致密的固态核心，其外包裹着大量的氢和氦注：木星主要由氢和氦构成，其中氦占其质量的大约4分之1，其他的绝大部分都是氢。

由于随着深度的增加，木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密，因此木星的结构应该是：最外层是气态的氢和氦，当深度增加到一定程度时，氢和氦就以液态存在，而在更深的位置，极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来，使得它们像金属一样可以导电，这种状态的氢也被称为“金属氢”，在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。

据此我们可以得出，木星上层的气体一旦消失，木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体，在这种情况下，如果把木星上的气体全部吹走，其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦，只剩下一个比原来小得多的固态核心。

值得一提的是，虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走，但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。

从理论上来讲，假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近，它的气体就会被主太阳不断地剥离，久而久之，这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话，科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。

有意思的是，我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。

这颗星球被命名为“TOI-849b”，距离地球大约730光年，由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现，其主太阳被命名为“TOI-849”，是一颗与太阳相似的黄矮星。

观测数据表明，“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多，但它的质量却大约是海王星的2.3倍，地球的39.1倍，密度约为5.2克/立方厘米，与像地球这样的岩石行星相当。

另一方面来讲，“TOI-849b”距离它的主太阳非常近，以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右，并且大约每18个小时，它就会完成一次公转。

所以我们可以做一个合理的猜测，“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星，后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道，在此之后，它的气体就持续地被主太阳“吹”走，最终演化成了一颗“冥府行星”，而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

既然木星是气态行星，那么人类发射的航天器能不能直接穿过木星

行星是天体的一类，是指自身不发光，同时围绕太阳做周期性公转运动的天体，通常可以分为行星、矮行星和小行星。

比如在太阳系内，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星，而冥王星，则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。

穿越木星在太阳系内，位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星，我们称为小行星带。

当然，我们人类最为关注的还是八大行星，我们根据八大行星的物理性状可以分为两类，一类是和地球一样具有固体表面，岩石行星，称为类地行星，包括水星、金星和火星。

太阳系示意图另外一类就是和木星一样，是有气体来组成的行星，在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星，这些行星和类地行星来比，通常具有体积和质量更大，但是由于是气体组成，所以往往平均密度较小。

那么，既然木星是气态行星，那么我们人类发射的航天器，包括宇宙探测器，或者将来有可能发射的宇宙飞船，能不能直接穿过木星？太阳系八大行星目前来看，人类发射的航天器很难穿越木星，我们这里假设我们从木星的中心穿过。

虽然木星是一颗气态行星，那只是表明木星的主要组成成分是气体，主要是氢和氦，从木星的结构来看，最外面是包围整个木星的大气层，充满着气体，而且在不停的运动之中，形成气体旋涡，比如著名的“大红斑”。

木星南极洲而在木星大气层之下，随着越往木星内部，压力越来越大，气体被不断压缩，形成了液态金属氢，这需要的压力相当于25万个地球大气压，我们要用什么材料才干承受这种压力呢？如果再往木星内部前进，到了木星的中心，我们猜测虽然木星是一颗气态行星，但是其中心是有一个岩石核心，由硅酸盐和铁来组成。

所以在物体状态下，木星内部的高温、高压，以及岩石内核都不支持航天器穿越它。

木星内部结构木星在行星分类上，是一颗气态行星，但是这里的气态，并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。

我们知道，就算是地球上的大气层，当天宫一号从宇宙坠落，经过大气层时，也会因为剧烈摩擦而燃烧，更何况是更为稠密的木星大气层，所以，以目前的人类技术，别说穿越木星，连木星大气层这一关都过不了。

木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的，我们只能在现有的条件下进行假设，就像农业社会时期的人类，也无法想象现在的互联网时代。

那么，我们说无法穿越木星，也是基于当前的认知，说不定在将来，人类科技进步，就能实现。

朱诺号发射升空