火星探索发现
火星探索发现
火星是地球的近邻。它与地球有许多相同的特征。它们都有卫星，都有移动的沙丘、大风扬起的沙尘暴，南北两极都有白色的冰冠，只不过火星的冰冠是由干冰组成的。火星每24小时37分自转一周，它的自转轴倾角是25度，与地球相差无几。
火星上有明显的四季变化，这是它与地球最主要的相似之处。但除此之外，火星与地球相差就很大了。火星表面是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。浓厚的二氧化碳大气造成了金星上的高温，但在火星上情况却正好相反。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，因而根本无法保存热量。这导致火星表面温度极低，很少超过0℃。在夜晚，火星最低温度则可达到－123℃。
火星的内部结构与地球相似，都有壳、幔和核，但由于数据不完全，火星核的组成和大小仍然未能确定。火星表面有纵横交错的河床。这些河床已经干涸，但它们可能是在远古时期由大量的洪水冲刷形成的。火星表面扬起的大范围沙尘暴。生成于火星南极附近，影响范围有数百千米。火星表面的水滴状地形，看起来似乎更像是一个个岛屿。环绕着这些岛屿的悬崖高度都为400～600米。位于火星南极附近有一大片沙丘。这些沙丘与地球上最大的沙丘一般大小。火星南极有冰盖。这些冰盖至少有方圆400千米，主要由干冰组成。
火星被称为红色的行星，这是因为它表面布满了氧化物，因而呈现出铁锈红色。火星表面的大部分地区都是含有大量红色氧化物的大沙漠，还有赭色的砾石地和凝固的熔岩流。火星上常常有猛烈的大风，大风扬起沙尘能形成可以覆盖火星全球的特大型沙尘暴。每次沙尘暴可持续数个星期。
火星表面有一条巨大的“水手谷”。这是一个长约4000千米的巨大峡谷，它是在远古时期的洪水和火山活动的共同作用下形成的。火星上的巨大火山——奥林匹斯山高约27000米，是地球最高峰珠穆朗玛峰高度的3倍。它是太阳系中最高的山峰。火星有两个微小的卫星，直径都不到80千米，看起来更像是被俘获的小行星。
一直以来，火星都以它与地球的相似而被认为有存在外星生命的可能。近期的科学研究表明，目前还不能证明火星上存在生命，相反的，越来越多的迹象表明火星更像是一个荒芜死寂的世界。尽管如此，某些证据仍然向我们指出火星上可能曾经存在过生命。例如对在南极洲找到的一块来自火星的陨石的分析表明，这块石头中存在着一些类似细菌化石的管状结构。所有这些都继续使人们对火星生命的是否存在保持极大的兴趣。
2008年10月，美国“凤凰”号控测器在火星北极一个称为瓦斯蒂塔斯－伯里利斯平原的地方着陆，整个着陆过程堪称完美。“凤凰”号刚一抵达这颗红色星球，亚利桑纳大学“凤凰”号任务首席科学家彼得·史密斯便期待“凤凰”号能进一步证实“机遇”号和“勇气”号以前发现的结果:一个覆盖着酸性和碱性土壤的地形，这种地形原本被认为不适于生命存在。其中的原因其实很好解释:火星经常遭到范围达数千千米的巨型尘暴的撞击。
“凤凰”号探测器
一旦撞上火星，尘暴将土壤掀起，散落在整个火星表面。科学家过去认为，火星上某处土壤与另一处的土壤相似。“凤凰”号这次可以通过机械臂深入地下，采集火星土块在机载化学实验室上进行测试。“凤凰”号的机械臂挖开火星冰冻表面，清楚地露出一片片的冰，尽管它们迅速蒸发，“凤凰”号仍是在地球以外的星球上找到水的第一个探测器。
随着进一步勘测，有一个事实变得越来越清晰，那就是“凤凰”号支架下面的土壤(位于火星北极圈)与“机遇”号和“勇气”号在火星赤道附近发现的土壤属性截然不同。同海水一样，“凤凰”号下面的土壤稍显碱性，含有碳酸钙，碳酸钙通常形成于存在水的环境下。
史密斯说:“凤凰号告诉我们，火星并非如我们原本想象的那样，处处都一样。如果火星处处都是酸性，且含盐，那么你可能很难想象生命会形成于这样的地方，但我们发现了类似于大家在地球海洋中看到的环境状况，对于那些试图在火星上寻找适于生命存在区域的人来说，这是个好消息。”科学家对“凤凰”号发回的科学数据展开认真研究，试图从中揭开火星历史的一些谜团。他们的猜测将火星土壤状况与火星方位的显著变化联系在一起。
木星探索发现
木星是太阳系中最大的行星，它的体积超过地球的1000倍，质量约是太阳系中其他7颗行星质量的总和。与其他巨行星一样，木星没有固态的表面，而是覆盖着966千米厚的云层。通过望远镜观测，这些云层就像是木星上的一条条绚丽的彩带。
木星和它的卫星
木 星
木星内部结构
木星是一个巨大的气态行星。最外层是一层主要由分子氢构成的浓厚大气。随着深度的增加，氢逐渐转变为液态。在离木星大气云顶1万千米处，液态氢在100万巴的高压和6000K的高温下成为液态金属氢。木星的中央是一个由硅酸盐岩石和铁组成的核，核的质量是地球质量的10倍。
这是哈勃太空望远镜拍摄的木星照片。图中可以看到在木星南半球有三个连在一起的白色风暴。
由图中可以看出木星主要由液态金属氢组成。液态金属氢与表层木星大气之间是液态分子氢和分子氦的混合层。
木 星
木星上的大红斑
这是旅行者1号探测器于1979年拍摄的木星照片。照片中可以看到木星上的“大红斑”。该图的分辨率达到160千米。
木星上的大红斑，由旅行者1号拍摄。图中右下是一个白色风暴点。该风暴在1939和1940年就开始形成，此后始终残留在此地。
木星上的风暴残留
大红斑
旅行者2号1979年拍摄的大红斑。在大红斑下方有一个较小的白色风暴点。但它与3月前旅行者1号拍到的不是同一个。
图为伽利略号探测器拍摄的新月形木星的照片。该图是在近红外和紫外波段拍摄的。
木 星
新月时的木星
(https://www.daowen.com)
木星与木卫三
木星与木卫三。此图是卡西尼号探测器于2000年拍摄的。木卫三比水星、冥王星和土卫六还要大。
木星与木卫一。木卫一的大小和月球相似，相比之下，它背后的木星就是个庞然大物了。此图是卡西尼探测器拍摄的。
木星光环。木星环是1979年由旅行者1号发现的，而此图是由旅行者2号拍摄的。
这张由哈勃太空望远镜拍摄的照片显示出木星北极套索般的极光。图中可见三个木卫运行的印迹。
由于木星快速的自转，它有一个复杂多变的天气系统，木星云层的图案每时每刻都在变化。我们在木星表面可以看到大大小小的风暴，其中最著名的风暴是“大红斑”。这是一个朝着顺时针方向旋转的古老风暴，已经在木星大气层中存在了几百年。大红斑有三个地球那么大，其外围的云系每四到六天即运动一周，风暴中央的云系运动速度稍慢且方向不定。由于木星的大气运动剧烈，致使木星上也有与地球上类似的高空闪电。
木星与木卫一
木星光环
木星的两极有极光，这似乎是从木卫一上火山喷发出的物质沿着木星的引力线进入木星大气而形成的。木星有光环。光环系统是太阳系巨行星的一个共同特征，主要由小石块和雪团等物质组成。木星的光环很难观测到，它没有土星那么显著壮观，但也可以分成四圈。木星环约有6500千米宽，但厚度不到10千米。
木星极光
将近4个世纪之前，当伽利略把他自制的望远镜指向天空时，他发现在木星周围有三个亮点。他开始认为那可能是恒星，但这些“恒星”与木星排成了一条奇怪的直线。这引发了伽利略浓厚的兴趣，他在继续观测后发现它们运行在看来错误的轨迹上。4天之后，伽利略又发现了一颗。经过接下来几个星期的观测后，伽利略确认它们并非恒星，而是围绕着木星运行的天体。
在以后的几个世纪中，人们又接连发现了12颗卫星，使木星卫星的总数达到了16颗。最近，又有12颗卫星被发现并被临时编号，直至它们有正式的确认和命名。1979年，旅行者探测器对木星系的探测终于揭开了这些冰冻世界的神秘面纱。1996年，对这些世界的探索又因伽利略号探测器对木星系的探测而向前迈进了一大步。
木星卫星中的12颗相对较小，看起来更像是被俘获的，而不像是在木星轨道上自然形成的。伽利略发现的4个大卫星:木卫一、木卫二、木卫三和木卫四已经被确认是在木星形成时与木星共同形成的。
岩石质的木卫一是太阳系中最与众不同的一个卫星。对木星系的探测中最令人惊奇的发现就是木卫一上的活火山。木卫一是除了地球太阳系中唯一一个存在活火山的天体。旅行者号在探测木卫一时，竟发现在木卫一表面有9个火山在同时喷发。喷发物上升的高度达到300千米，喷出物质的速度达到每秒1千米。剧烈的火山活动使木卫一表面覆盖着一层厚厚的硫磺，所以木卫一看起来呈现橘黄色。
木卫一如此活跃的原因可能是因为它位于木星与木星的另两颗大卫星——木卫二和木卫三的共同引力潮汐作用下，这种类似拔河竞赛似的引力作用常常使木卫一的形状发生大至100米左右的改变。木卫一的表面温度约为－143℃，在火山喷发时的温度可达17℃，因此木卫一表面会有大小不一的熔岩湖。这与地球形成初期的情形十分相似。
木卫二是太阳系中另一颗与众不同的卫星。它是太阳系中最明亮的一颗卫星，几百年来它以它的独特性使一批又一批的科学家对它着迷。它之所以显得如此明亮，是由于它表面有一层厚厚的冰壳，这层冰壳上布满了陨石撞击坑和纵横交错的条纹。木卫二的内部很可能是非常活跃的，在冰壳下面很可能隐藏了一个太阳系中最大的液态水海洋，这个海洋中极有可能存在着生命。
木星遭不明天体撞击
2009年7月21日，美国宇航局证实，木星在过去一段时间内再次遭遇其他星体撞击，使木星南极附近落下黑色疤斑，撞击处上空的木星大气层出现一个地球大小的空洞。8月4日，美国宇航局网站撰文详细披露了发现木星被撞击的经过:
木星被撞后的图片
2009年7月19日，澳大利亚业余天文爱好者安东尼·韦斯利在新南威尔士州的家中后院天文台对木星进行拍摄时，发现了这一奇怪的现象。韦斯利现年44岁，是一名计算机程序编写员。其实，韦斯利差点错过这次宝贵机会。就在他观测到撞击前的几个小时，由于天气条件很糟糕，他差点就把望远镜关掉，不过后来改变了主意，只是自己休息了半个小时，而没有让望远镜休息，望远镜上的成像设备继续运转。
“我盯住了木星表面美丽的大红斑，”安东尼·韦斯利回忆说，“我模模糊糊看到到木星南极附近有块黑斑，不过当时并没有当回事。”也许这只不过是一个木星“极暴”。“我开始是这么想的，但这个黑斑让我感到有点奇怪。它看起来不太正常，我情不自禁地又看向那里。”渐渐地，随着木星自转，当这个斑点正对向地球时，韦斯利终于看清楚了。他被震惊了:这竟然是一个撞击的伤痕，太阳系最大的木星被撞到了!
“我曾看过1994年木星与苏梅克－列维9号彗星发生相撞后的碎片，所以我知道撞击后的样子，”他说，“当我确信无疑后，几乎都不会用电脑了。我的手不住地颤抖。太难以置信了。”
他迅速将照片发送给全世界的朋友和同事。几小时内大大小小的望远镜都对准了木星，拍摄巨大撞击后的痕迹。
美国宇航局专业观测证实木星被撞击
得知这一消息之后，美国宇航局位于加利福尼亚州帕萨迪纳的喷气推进实验室的科学家格伦·奥顿和雷格·弗莱彻于美国太平洋时间20日凌晨3点至上午9点(美国东部时间的上午6点至中午12点)，利用宇航局位于夏威夷莫纳克亚山山顶的红外望远镜收集相关证据，以证明木星确实遭遇撞击。这台3米的望远镜看到一片火星大小的残骸云漂浮在木星的云层上空。
格伦·奥顿解释说，由于高层大气中的粒子反射太阳的红外射线，云层显得非常明亮。“不管这个天体是什么，它在木星大气上空爆炸，”奥顿说，“炸成了碎片。我们现在看到的是撞击后的碎片，或许还有些在撞击中发生化学反应所产生的气雾。”
哈勃太空望远镜于5月份经过最后一次大修后就没再使用，但由于这次撞击意义重大，哈勃太空望远镜于7月23日开始第一次拍摄了撞击点的照片，现在还在进行检测和校对。太空望远镜科学院主任马特·蒙顿调动应急望远镜，组建了由海迪·哈莫尔等天文学家组成的小组进行观测研究。与往常一样，哈勃拍摄的照片清晰地显示出在木星大气层顶部附近有一个由黑色碎片和自然风暴组成的大漩涡。
“由于木星大气层的冲击，残骸层范围很大，”美国宇航局哥达德太空飞行中心行星学家艾米·西蒙·米勒说:“风速25米/秒的极风使残骸层蔓延扩大，这使得家用望远镜也能更容易观测到。”根据15年前木星与“苏梅克－列维9”号彗星相撞情况，她估计“韦斯利残骸层”在未来几周内都能观测到。研究者应充分把握这次机会，对残骸层的进一步研究或许会有更伟大的发现。
究竟是什么撞击了木星?
美国宇航局专家表示还不清楚是什么天体撞击了木星。“目前还不知道，”尤曼斯说，“毕竟谁也没有看到撞击。”事先没有任何先兆，这颗完全未知的天体从黑暗中来，然后“啪”的一声，变成了一片残骸云，人们甚至来不及拍下它的样子。
残骸云的化学成分是研究撞击者性质的线索。奥顿说，地面上的研究者正在分析云层反射的光线来计算出它的成分。“假如光谱中有水的迹象，那就可能是一颗彗星。否则，就可能是一个石质或金属质的小行星。”美国天文科学家格伦·奥顿说:“疤痕可能因彗星撞击所致，但有待进一步证实。”宇航员雷格·弗莱彻称黑斑“约等同于一个地球大小”。
美国航天局喷气推进实验所近地天体办公室科学家唐·尤曼斯推测说，这是来自一颗彗星或几百米大小的小行星的撞击。如果撞在地球上，将会产生相当于2000个百万吨级原子弹爆炸的能量，产生毁灭性的后果。
当然，它现在还是一个未揭开的奥秘，甚至令韦斯利魂牵梦绕。“我现在几乎每晚都会用我的14.5英寸(约合37厘米)望远镜观测木星，”他说，“残骸云在扩散，形态千奇百怪。谁知道还会发生什么呢?”
木卫二冰层下可能存在海豚一样的生物
美国宇航局最近解密的文件称，几年前，美国宇航局发射的“伽利略”号探测器在木卫二海拔400千米的上空掠过时，敏感的无线电探测器上感应到，木卫二厚厚的冰层下方传出一种“吱吱”的叫声。美国当局的高层人士当时曾对NASA下过命令，要他们对“伽利略”号所获得的资料严加保密。
科学家们一直在努力研究动物的语言，他们相信，倘若我们能破译地球上高级生物的语言，那么人类离破解外星信号的梦想就更近一步了。比如海豚，海豚是一种性格复杂、情感细腻的群居动物，它们以独特的语言进行沟通。美国肯尼迪航天中心天文学家西蒙·克拉克的最新一种理论认为，木卫二上的生命形态与海豚十分相似，并且也说海豚语。
海豚是木星一个卫星上的老住户吗?
海 豚
经过近年来的电脑分析，科学家们发现，这种吱吱声竟然与海豚发出的声音十分相似，误差率仅为0.001%。虽然说不清在木卫二海洋中“讲话”的到底是什么生物，但科学家大胆猜测，如果木卫二上真的存在某种形式的生命，它们最有可能与地球上的海豚相似。
这个假设是肯尼迪航天中心工作人员西蒙·克拉克提出来的。根据他的说法，海豚是木星一个卫星上的老住户。克拉克在新闻记者招待会上曾说:“别再提那些蓝色小精灵了，除了人类，太阳系就数海豚最聪明。”
在美国佛罗里达的秘密海洋实验室里，生物学家进行了一项最复杂的试验。他们让海豚们听用磁带从木卫二录下来的那些神秘的声音，试图让它们听懂这些地外生物的语言。等到下一次再赴木星考察，还打算将海豚的“谈话”录音带去，用无线电发射机将信号发射到木卫二。
