太阳系的真正强者：木星
【菜科解读】
太阳系相比于整个宇宙，犹如一粒微尘般毫不起眼；我们所在的蓝色地球相比于整个太阳系，也如同一粒微尘。
我们人类，在这粒微尘之上，仰望星空，想象着有朝一日，能够遍访宇宙中的所有星球，能够游历宇宙中的每一个角落。
在之前的系列中，我们已经拜访过了太阳系的所有类地行星。
类地行星都有鲜明的岩石圈边界，因此可以脚踏实地地去考察，这可是我们地质地球所的专长。
然而太阳系八大行星的另外四颗——我们称之为巨行星——它们并没有一个类似于地面的东西，来让我们登陆拜访。
不过，航空、航天、航海，同样是地球科学研究的常见载体。
四颗巨行星的复数个的岩石卫星，也有着值得考察的非凡特性。
所以今天，我们就来看看离我们最近，也是太阳系最大的巨行星：木星。
木星：
太阳系的真正强者
木星是太阳系真正的强者。
跟木星比起来，太阳系的其它行星都是DD。
壹
图注：真正的强者：木星
木星的质量，是太阳质量的千分之一，听起来似乎不大。
但是实际上，木星的质量是太阳系其他七大行星的质量的总和的2.5倍还多，大约等于318个地球质量！而从体积上来说，我们所熟知的，木星的标志性景观现象——木星大红斑，完全可以容纳得下整个地球。
图注：木星与太阳、木星与地球的对比
木星体积很大，尽管离我们很远，它在夜空中也非常明亮，是夜空中第三亮的天体，仅次于月亮和金星。
它的反光，甚至已经强到足够形成影子了。
图注：月亮旁边那颗亮星就是木星
按理说，按照小说的一致套路，大凡是身形庞大的家伙，行动必然迟缓。
然而木星却是个敏捷的胖子。
木星的自转周期大约是9.925小时，是整个太阳系中自转最快的行星。
体积大，转的快，这就形成了一个显而易见的后果，这个胖子变得很扁。
就算是用入门级的天文望远镜，也可以看出，其赤道要比两极直径更大，大约相差将近一个地球还多。
图注：描述木星需要用地球作为单位……
木星的很多特殊性质，都跟其硕大，庞大，巨大，宏大，伟大……总之非常非常大的体型，以及作为一个敏捷的胖子的本性有关。
木星很大，但是自转又很快，赤道地区的转速达到12.6km/s——这比脱离地球的所谓第二宇宙速度；11.2km/s，还要快，作为对比，地球赤道地区的转速只有460m/s，相差27倍。
木星的大红斑，就是因为超高速的表面风，形成的一种湍流风暴。
暴躁而充满破坏欲，这是木星这个平和的名字下隐藏的特性。
图注：旅行者1号拍摄的木星，
32天每10个小时拍摄一张图片的合成
高速自转的流体，就像线圈里流动的电流，使得木星具有了强大的磁场。
这个磁场远比地球的磁场强，赤道地区约有0.42mT，两极地区则达到1.0-1.4mT。
地球两极的磁场，大约只有0.06mT，弱了20倍。
#p#分页标题#e#这样强的磁场，使得木星两极产生了绚烂的极光。
图注：哈勃望远镜拍摄的木星极光
这么狂暴的环境，木星恐怕是登陆不成。
臣妾做不到啊.jpg
所以，我们先把目光转向木星的几颗卫星。
看看要登陆考察那些卫星，大概需要什么条件。
这绝对不是怂了，而是遵从心的呼唤。
图注：木星和它最大的四颗卫星
贰
木星的卫星
贰
假装是一个标题
假装是一个没有灵魂的副标题
木星已确认有79颗天然卫星，大小迥异。
一般来说，我们最关心其中最大的四颗，也即木星的主卫星群，分别是木卫一：Io（伊奥）；木卫二：Europa（欧罗巴）；木卫三：Ganymede（盖尼米德）；木卫四：Callisto（卡利斯托）。
这四颗卫星于1610年前后，被伽利略（没错就是那个发明了伽利略望远镜的人）用30倍光学望远镜观测到并记录下来，因此也被称为木星的伽利略卫星（Galileo moons），这四颗卫星占到木星卫星总质量的99.999%。
四颗卫星中的前三颗，形成了1：2：4的公转周期轨道共振，他们可能是由木星的原始吸积盘形成的。
图注：伽利略卫星的轨道共振
1
木卫一：Io
图注：Galileo拍摄的木卫一真彩图像。
如果要说太阳系内什么地方最接近炼狱的话，那么木卫一可能就是这样一个地方。
木卫一是全太阳系已知的天体中最干燥的地方，含有最少的水分子。
其表面已知有超过400座活火山，是太阳系地质活动最活跃的地方。
上图中的那些黑点和孔洞，就是火山口。
火山中流淌出来的岩浆，涂布在木卫一的表面，形成五颜六色的地表。
活跃的地质活动，是由于木星，以及木卫二、木卫三、木卫四的引力潮汐，共同作用于木卫一上。
木卫一内部的物质，像一个面团一般不停被搓圆捏扁，因此爆发出火山。
图注：仅仅八年，木卫一上地形就发生了很大的改变。
这样的地方对一般人而言是地狱，但对于地质学家和地球物理学家来说绝对是不可多得的实验室。
火山，地震，潮汐在这里轮番上演，值得研究的事例必然多不胜数。
科学研究首先要做好防护，正所谓安全第一。
木卫一的表面，火山喷发出有毒有腐蚀性的气体，首先需要对这些挥发分和喷出物做好防护。
图注：新视野号探测器拍摄到的木卫一火山，将物质喷发到距其表面330km高空
此外，仪器和人员装具的耐高温性能也一定要好，这里四处岩浆横流。
图注：伽利略号拍摄的相关区域的岩浆流
木卫一几乎没有大气，其较小的重力，以及来自木星的强大的重力拖曳，也不足以让其维持住火山喷出的气态物质。
#p#分页标题#e#那么这些物质去哪里了呢？
图注：月球、木卫一、地球的尺度对比
原来，这些物质在喷出木卫一之后，被木星的强大磁场（之前提到过）所捕获，形成一圈甜甜圈形状的等离子体环，这个等离子体环是目前空间科学的热点研究目标，如果感兴趣的话，欢迎大家报考地质地球所的空间物理专业。
（因为打广告而被领导拖走）
图注：木星的甜甜圈状等离子体环
因为这个等离子体环的存在，木卫一表面被加速后的等离子体轰击。
人员在木卫一的表面，还必须做好电离辐射的防护。
2
木卫二：Europa
图注：伽利略号探测器拍摄的木卫二
木卫二的名字，欧罗巴，来自于希腊神话神王宙斯的爱人Europa，宙斯在罗马神话里就对应着神王Jupiter。
顺便一提，刚才的木卫一Io，以及接下来要提到的Callisto，还有Ganymede（是个男神，男的），也是宙斯这个渣男的爱人。
木卫二是四颗伽利略卫星中最小的一颗，比地球的月亮稍微小一点点。
但与月亮不同，欧罗巴拥有太阳系最光滑的固态表面。
目前认为，她的表面有一层薄薄的冰壳，冰壳下面则是对流的固态冰，或者液态的水——也就是海洋。
图注：木卫二的两种可能的表面结构
那么说到这儿就已经很明显了，去木卫二，我们需要带上最好的钻头，去钻取冰心样本。
也要带上地震仪，去看看在这厚厚的冰盖下，到底有没有一片液态的海洋等待我们去遨游。
图注：坐上潜水艇去探索木卫二冰面下的秘密世界
如果幸运的话，我们随身携带的潜水服可能也会派上用场。
之前在木卫一干渴得不行的喉咙，也可以在这里得到一些滋润——不过记得水还是要煮开再喝。
但是，由于木星磁场的影响，木卫二表面的辐射还是非常强！稍微暴露在外界就会导致严重的疾病，所以还是要做好辐射防护。
3
木卫三：Ganymede
前面的欧罗巴已经够水的了，可是还有更水的！
木卫三，盖尼米德，经过分析发现，木卫三大约由等量的硅基岩石和水组成！
图注：木卫三的圈层结构，两层冰夹一层水。
根据科学家的分析，Ganymede也许拥有全太阳系最大的海洋，水深可能达到800km。
而由于潮汐和内部热源的作用，Ganymede的海底也许会比冰水二相点（在地球上是0摄氏度）高40摄氏度——这意味着生命可能也存在于这片海洋中。
此外，木卫三是整个太阳系最大的卫星，大于月球，甚至比行星水星还要大一点。
较大的体积和质量，以及流体的内核，使他像地球一样，具备了内生的磁场。
对于一颗卫星来说，这是极为难得的。
图注：木卫三的磁场结构图，
木星在右边，轨道方向为垂直纸面向外，磁场与木星磁场结合在了一起。
#p#分页标题#e#由于内生的磁场，木卫三上也有极光。
而这简直太棒了，也许这里就是人类的下一个家园呢？比如未来水世界？
所以需要带上什么还用得着说么？当然是带上全套家当啊~比如烤鱼用的炉子和煮汤用的锅……不是，我的意思是地质锤、罗盘、野簿，还有重磁电震的各类仪器！
4
木卫四：Callisto
图注：伽利略探测器2001年拍摄的木卫四
木卫四相比起前面的木卫三，木卫二，似乎就没有那么有趣了。
根据现在的调查，木卫四似乎并没有完全分异，各种组分在其圈层结构内混合在一起。
在木星的磁场环境中，木卫四呈现出很高的电导率，一般代表它含有大量的水。
木卫四显得有点离群索居，并没有跟前三位兄弟一起，跳起轨道共振的舞蹈。
它的轨道半径比较大，距离木星很远。
但是这些特性，使其成为一颗很安全的天体。
由于圈层分异不显著，轨道又很外围，其地质结构非常稳定。
距离木星很远，从而躲开了那个甜甜圈形状的等离子体环，辐射很低。
同时岩石含水量又比较高。
如果用电解水的方法来生产燃料，那么完全可以将这里改造为一个探索木星系的驿站。
图注：在木卫四上建立前哨驿站
也就是说，如果将来有机会拜访，地质学家们可能只需要带好身份证和信用卡，来这里享受热水、热汤、舒适稳定的床铺，以及价格公道的飞船加油服务。
听起来其实也很不错。
回到木星
叁
但是等一下，我们最终还是要探索木星的不是么？不能因为一点点困难就被吓倒！（12.6km/s的风呼啸吹过）
图注：Juno探测器拍摄的木星
木星笼罩在厚厚的云层下，其可能存在固态的核心，但是可能不是人类轻易能够到达的地方。
其大气层的狂暴的风暴，也不是现在的科学技术能够哪怕想象出一种飞行器，来在内部航行的。
最坚固的机翼会折断，最厚实的气球会被撕碎，火箭会迅速失去平衡。
科学家可能要像蜻蜓点水一样，在木星的大气层浅表轻轻一触，采集一点样本，然后立刻退出大气层。
所以各位读者有没有什么好的想法呢？（抄评论预警）
肆
按照惯例，总结一下
贰
假装是一个标题
假装是一个没有灵魂的副标题
为了探索木星这样一个丰富多彩，危险与机遇并存的世界，我们需要：
首先，做好防辐射的工作，以抵抗木星甜甜圈的伤害。
第二，请教一下夏威夷那边的科学家，在充满毒雾和岩浆的火山口，如何开展科研。
第三，带好镐头和钻机，还有潜水服，以便在木卫二和木卫三捞鱼吃。
第四，随身携带小水槽和碳棒，也许可以现场制取火箭燃料。
第五，详细询问本文的读者有没有什么好办法可以去木星本体上逛一逛。
最后，带好自己的毛巾！
然后跟志同道合的人一起，用好奇心，去战胜一切不可能！
美编：张 岳
#p#分页标题#e#校对：李玉钤
月球，太阳系中第五大行星地球卫星
例如在我们民间最有名是嫦娥奔月，这个神话故事一直流芳百世。
许多科学家一直在探索其中奥秘，，最终在1969年时候宇航员终于登上了月亮，开启了对外空世界新的探索篇章。
月球简介图片中就是我们地球的卫星，这是太阳系中第五大行星。
月球直径是地球的四分之一，质量是地球的八十一分之一，距离地球有38万千米，其质量在太阳系中最大，对于月球形成，一些科学家推测可能是在45亿年前。
在月球表面有阴暗和明亮区域，亮区是高地，称为月陆;暗区是平原，称为月海。
月球的表面被巨大的玄武岩层所覆盖，除了玄武岩构造，月球的阴暗区，还存在其他火山特征。
大部分月球火山的年龄在30-40亿年之间;典型的阴暗区平原，年龄为35亿年;最年轻的月球火山也有1亿年的历史。
月食现象是指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。
月食现象可分为月偏食、月全食两种，当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食;而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。
人类登月在1969年7月时候，美国阿波罗载着三位宇航员成功登上了月球，这是人类历史上首次出现。
直到今天，月球上一共插上了6面美国国旗。
据有关报道，在美国登陆月球之后看到了外星人的采矿器和一些外星飞船。
在2013年中国嫦娥三号机器人首次登陆了月球，圆了国人多年的探月梦。
接下来重点就是嫦娥四号选择是难度极大的月球背面登陆，希望中国嫦娥四号能成功发射，能成功着陆月球背面，成功向地球人类送回珍贵的月球数据。
太阳系存在过的忒伊亚星球，撞击地球形成现今的月球
宇宙中最土豪的星球和适合人类居住的星球，或者是月球十大未解之谜都值得科学家去探索和发现。
科学家研究发现曾经的忒伊亚星球就是现在的月球，是因为忒伊亚星球和地球曾经发现过碰撞而形成。
曾经存在过的星球忒伊亚是曾经的一颗星球，这个名字是人们对它的别称。
根据科学家的推测，忒伊亚星球曾经是在太阳系中存在的一个星球，曾经和地球发生了碰撞，碰撞后的碎片形成了现在的月球。
科学家们正在全力的研究这个星球的曾经存在证据，一起来分析分析。
有关于忒伊亚星球是否存在过，这个问题并没有得到所有科学家认可。
关于这个星球的存在也是人类研究宇宙的一个方向。
随着社会的发展和进步，现在已有专门的卫星对这个曾经的星球存在的证据进行研究。
其实不管忒伊亚星球是否存在过，这个问题都值得我们去探索。
忒伊亚可能形成于其中的一个平衡引力点，由漂浮的零碎物质堆积形成。
凯撒说：电脑模拟显示，如果忒伊亚在L4 或者L5拉格朗日区域形成，它可能会长得足够大以致形成卫星。
在拉格朗日点，引力的平衡可让足够多的残骸物堆积。
之后忒伊亚由于受类似金星等正处于发育阶段行星的重力增长作用，离开了拉格朗日点，进入与地球发生相撞的运行轨道。
忒伊亚被认为与火星体积十分接近，很早以前它与地球发生碰撞，所形成的残骸汇集在一起能够形成现今的月球，这种推测是由普林斯顿大学科学家爱德华贝尔布鲁诺和理查德戈特首次构想的。
许多研究人员都认为地球曾与较大的星体发生过碰撞，碰撞后所形成的残骸将合并形成月球，但仍不清楚的是与地球发生碰撞的星体是一颗行星，还是小行星或者是彗星。
