【菜科解读】

图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

当地时间3月4日，NASA发布了一张非常难得的火星图片——由好奇号火星车拍摄，总像素达到18亿！这是一张火星地表高清全景图，合成全景图的所有照片拍摄于2019年11月24日至12月1日期间，共包含约1200张独立照片，是迄今为止拍到的最高分辨率火星图景！

（滑动下图可查看高清图细节）

图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

太宏伟了，太细致了，

好奇号看到了无比高清的火星细节，

但另一方面洞察号也没闲着，

好奇号靠看，洞察号靠听——

就在不久前，

洞察号听到火星内部发出了奇怪的嗡嗡声。

这张插图描绘的是洞察号探测器在火星表面上工作的情形。

从中可以看到地震仪和深入到地下的感应探针。

插图：NASA/JPL-CALTECH

美国宇航局的洞察号着陆器已经在火星上蹲守了一年多。

最近，科学家分析它的数据后发现，火星上除了会发生较大震级的火星震，还有一种持续不断的神秘嗡嗡声，这种声音究竟是什么？科学家们提出了多种猜想。

奇异的嗡嗡

洞察号的一个主要目标就是

测量火星上的地震活动。

2019年4月6日，洞察号首次探测到

使整个火星都隆隆作响的火星震，

至今已监测到450多次火星震。

洞察号的设计目的是探察火星的内部结构。

在该探测器的诸多仪器里，有一台极为敏感的地震仪（图片中心），一直在监测火星的每次颤动。

图源：NASA/JPL-CALTECH

地球震成因来自地质板块缓慢移动

但火星上并没有全球性板块。

那火星为什么会火星震呢？

洞察号抓取地震仪SEIS示意图

（图片cnbs.com）

洞察号发现的2次特别的震动，

让科学家们距离答案更近了一步——

这两次震动响亮而清晰，

震级在3到4级之间，

研究人员因此追踪到了其震源：

由许多深沟组成的科柏洛斯槽沟。

（※科柏洛斯槽沟（Cerberus Fossae）是火星上数条狭长的裂隙，宽数百米，总长超过一千公里，位于埃律西昂山东南方,曾发生多次大规模的熔岩喷发与洪水释出，年代属于年轻的晚亚马逊纪）

洞察号在火星赤道附近的埃律西昂平原着陆。

制图：MATTHEW W. CHWASTYK, NGM STAFF. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA.

欧洲航天局的火星快车号于2018年1月拍下了这张照片：在布满坑洞的火星表面，有几条深深的裂缝。

这些裂缝位于火星赤道附近，属于科柏洛斯槽沟系统。

供图：ESA

大量岩浆和洪水曾从这些裂缝涌出地面，

地下深处可能至今仍然涌动着一些流体。

如此一来，一汪汪岩浆冷却收缩，

或者熔岩或水在地表下运动，

可能产生了这两次火星震。

科柏洛斯槽沟断裂带穿过早已存在的山丘和坑洞，说明这个系统相对较年轻。

科学家认为，它形成于大约1000万年前。

科学家利用火星快车号探测器上立体相机的数据，生成了这个角度的照片。

供图：ESA, DLR, FU BERLIN

但是……说这么多，

实际上科学家还不十分确定

这些火星震都是从何而来。

永不休止的火星之歌

洞察号监测到背景中

一直有个持续嗡响的地震信号。

地球上有许多稳定的背景嗡响，

比如最常见的来自于海洋的翻腾

以及海浪对海岸的冲击。

摄影：PIERRE CARREAU

只不过火星上的嗡响频率高达2.4赫兹，

地球上最常见天然声音只有1赫兹以下。

分析表明，

火星上的嗡响与呼啸的风并无关联，

并且似乎会随着遥远火震的发生而加强。

科学家猜想火星的嗡响

与洞察号下方地质情况有关，

它可能会放大特定的音调。

所在撞击坑中的灰尘和砂子，

因而可能会因震动而产生环形？

洞察号探测器在火星着陆后的情形。

插图：LOCKHEED MARTIN, NASA, JPL-CALTECH

然而这种猜想很快被推翻了。

洞察号周围根本不存在这种结构，

一方面是因为风太大，

另一方面是因为这个撞击坑盆地似乎太小，

不足以产生那种圆环。

科学家又猜想——

嗡响和震动，

可能来自于两个单独的来源。

洞察号本身也可能产生共振

2014年夏季，火星机遇号探测器的全景照相机拍摄到的奋进陨石坑西缘景象。

摄影：NASA、JPL、HiRise

愈加清晰的磁场图景

除了听到了不明来源的嗡嗡声，

洞察号对火星的磁场也有出乎意料的发现：

它发回的最新数据显示：

着陆器周围的磁场，

比之前卫星预测的要强10倍。

磁场有什么用呢？

拿咱们地球举个例子，

磁场关系到我们的生死存亡。

图为夏威夷基拉韦厄火山的熔岩，在流入海洋之前会旋转。

摄影：CHRIS JOHNS

驱动地球磁场的是地质发电机，

这股核心之力位于我们脚下2900公里处，

地球融化的铁核心被稳定地搅动起来。

而搅动就产生一个全球性的磁场，

包围着我们的地球，

保护它免受太阳的辐射。

火星曾经也有一个类似的发动机，

但几十亿年前就已停机，

没有了磁场的保护，

致使太阳风剥去了火星曾经厚厚的大气层。

火星的清晨。

此时，大气尘埃或霾非常少，可以看得很远。

供图：NASA/JPL-CALTECH/MSSS

供图：NASA/JPL/MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS

如今，火星仅剩下微弱的磁场，

以磁性矿物的形式存在于星球的岩石中，

火星磁场也就成了单块磁场的拼接。

尽管此次只测量到一个单点数据，

但这一信息可能有助于解开

火星以前地质发动机的强度之谜。

反过来又能解答火星

何时、为何从一个温暖湿润的星球

变成了一个又干又冷的天体。

假想图：美国宇航局的洞察号火星着陆器钻探红色星球。

JASON TREAT, NGM STAFF. ART: TOMÁŠ MÜLLER. SOURCE: BRUCE BANERDT, NASA

新研究或许还提供了

一条关于火星地质发动机年龄的线索。

研究人员追踪到地下几千米处的一个岩层，

据估测，

该岩层已有39亿年历史，

比科学家推测火星地质发动机熄火时间

晚了大约2亿年。

火星夏普山上的第一个钻孔，只有不到2.5厘米宽，岩石样本中含有赤铁矿。

这种铁氧化物表明火星可能曾经具备微生物可以生存的化学环境。

供图：NASA/JPL-CALTECH/MSSS

难道火星的地质发动机

在火星内核里涌动的时间

比以前推测的更长吗？

很遗憾。

该岩层的年代尚有很大不确定性，

因此这个问题同样难以回答。

神秘的脉冲

洞察号还探测到，

在火星稳定的磁场顶部

有一些摆动的磁力。

这部分磁场随昼夜变化，

磁力信号偶尔还会微弱地脉动。

白昼的磁场变化在地球上很普遍。

火星磁场变强的时段似乎较短，

且发生在午夜前后，

有时在黎明或黄昏时分。

火星日落

供图：

NASA/JPL-CALTECH/MSSS/TEXAS A&M UNIV

这场磁场变奏曲的隐形导体

很可能位于火星表面上方很高的地方。

这些太阳风产生的涡流，

可能会使火星磁场产生波动。

这一过程或类似的效应，

可能就是地表磁场脉搏的来源。

然而，

关于磁场变奏曲的真实来源，

科学家再次无奈承认：

我们真的不知道这些是从哪来的。

科学家们认为，夏普山底部两侧的岩层有助于解开火星地质史之谜。

科学家将会一层一层地检查这座山，就像是一页一页地翻书一样。

供图：NASA/JPL-CALTECH/MS

但是——

这批新论文的所有数据

都已对公众开放，

而且每三个月还会发布一批新数据，

洞察号任务的首席研究员Bruce Banerdt

希望其他科学家能加入他的团队，

继续研究这些数据。

思考这些东西的人越多，

得到好答案的可能性就更高。

这只是一个现代神话撰写的起点。

图为2018年洞察号发回地球的第一张照片。

供图：NASA, JPL-CALTECH

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火星未解之谜：地球人类真来自火星？

　　12月4日消息，火星被中国古代天文学家们称为"荧惑(fire star)",现今的科学家们被这颗红色的行星深深吸引着。

即使已经有几十个探测器已被送往火星，但我们对于那个世界仍有许多未知之处。

以下是一些有关于火星尚未解开的大奥秘。

　　 　　1. 为什么火星有两副面孔?　　科学家们几十年来一直对于火星两端的景观百思不得其解。

北半球较光滑和低平，这是在太阳系中最平坦、光滑的地方之一，可能是由曾经流过火星表面的水造成的。

　　而南半部火星表面是粗糙的并布满了陨石坑，而且海拔约比北部高2.5英里至5英里(4公里至8公里)。

最近的证据指出，火星北部和南部的两半之间的巨大差异是在很久以前一颗巨大陨石撞击火星造成的。

　　 　　2. 火星上的甲烷如何来的?　　不过还有一些产生甲烷的方法没有牵涉生命，例如火山活动。

　　欧洲太空总署的ExoMars探测船预计在2016年发射，目的是要研究火星的大气中的组成，以更了解这甲烷。

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。