1、我們對太陽系已經(jīng)有很多了解，但實際上卻有更多的不了解。太陽系其他地方有生命嗎？為什么生命會在地球上興旺？有一個簡單“配方”：找一個巖石世界，給它加點水，再把它放進太陽周圍的可居住地帶（那里距離太陽不太遠也不太近，因此那里的天體上不太冷也不太熱，從而天體表面存在液態(tài)水，也就可能支持生命存在或居住）。正是這些溫和的條件保持著液態(tài)水在地球上的存在，所以我們假定這些也是生命出現(xiàn)的先決條件，而這看來還有助于解釋：為什么我們一直未能在太陽系其他地方發(fā)現(xiàn)生命？然而，如果“可居住地帶”理論只是天方夜譚，那么會怎樣呢？先來看火星。液態(tài)水看來很可能曾經(jīng)在火星上流動，甚至有間接證據(jù)（上圖）表明今天的火星上依然存在液

2、態(tài)水。在布滿巖石的火星表面，美國宇航局的“好奇號”火星車發(fā)現(xiàn)了疑似被鹽水沖刷出的水道和溝槽。或許，我們對此不應該很驚訝一一常規(guī)計算結果，把火星放進了太陽系可居住地帶的外沿。這是否意味著火星上曾經(jīng)有過生命，或者至今仍有生命存在？這依然懸而未決。不過，最近我們發(fā)現(xiàn)了一些證據(jù)：在一些不應該有水的地方，反而水波蕩漾。我們一直猜測，木星的衛(wèi)星歐羅巴（木衛(wèi)二）擁有地下海洋。而哈勃空間望遠鏡2015年證實，在木星的另一顆衛(wèi)星一一加尼美得（木衛(wèi)三）的冰地殼下面，隱藏著一個鹽水海洋。而且，過去10年來一直在環(huán)繞土星的美國宇航局“卡西尼號”空間探測器，也發(fā)現(xiàn)了土星的多顆冰凍衛(wèi)星地下存在海洋的跡象，其中包括米瑪斯（

3、土衛(wèi)一）和恩克拉多斯（土衛(wèi)二）。“卡西尼號”甚至在2015年10月穿越了距離恩克拉多斯南極僅50千米的一條羽流，目的是檢測是否存在微量氫。在地球上，氫是地熱噴口的一個主要標志。目前，科學家仍在等待對這次探測的分析結果。“卡西尼號”在恩克拉多斯羽流中的發(fā)現(xiàn)，對于可居住地帶理論有些顛覆：這種羽流中包含二氧化硅。而要得到二氧化硅，唯一的途徑是：讓幾乎達到沸點的液態(tài)水，與巖石在極高溫度下接觸。這進一步表明，恩克拉多斯地熱活躍，它的地下海洋底部很可能存在地熱噴口。如果的確如此，那就太誘人了。許多科學家相信，生命始于地球上的類似環(huán)境。如此看來，在太陽系中我們認為不可能存在生命的一些地方，其實有可能存在生命

4、。是什么力量在加熱這些“冰球”（冰衛(wèi)星）的內部？以恩克拉多斯為例。在另一顆土衛(wèi)一一狄俄涅（土衛(wèi)四）環(huán)繞土星一圈的時間里，恩克拉多斯正好環(huán)繞土星兩圈。在它們的軌道中，這兩顆土衛(wèi)時而在相同位置相互靠近，這增加了對恩克拉多斯內核的引力擠壓，從而加熱了恩克拉多斯內核。這種類型的“潮汐加熱”，在太陽系和太陽系以外可能都很常見，其意義之重大不言而喻，尤其是對在其他恒星-行星系統(tǒng)中尋找生命來說更是如此。在這些系統(tǒng)中，多顆行星的大氣層中被探測到了水。如此看來，可居住地帶理論完全有可能不再說得通。反而，我們或許應該認為可居住世界更像是水果蛋糕中的葡萄干一一它們（葡萄干也好，可居住天體也好）可能隨機浮現(xiàn)于任何地方

5、。太陽為什么有磁性？1859年9月2日，從一次太陽大爆發(fā)中發(fā)出的極大量物質和磁力襲擊地球。極光點亮2/3的地球天空。指南針亂跳。隨著幽靈電流在整個電線網(wǎng)絡中喘振（也稱浪涌），全球電報系統(tǒng)陷入癱瘓。這一現(xiàn)象被稱為太陽風暴，也稱“卡靈頓事件”，因為英國天文愛好者卡靈頓觀測了這次太陽風暴。對當時大多數(shù)人來說，這次太陽爆發(fā)不過是一場壯觀的彩光秀。但要是如此大規(guī)模的太陽風暴發(fā)生在今天，那就必將是一場大災難，這是由于我們對電磁技術的依賴。人造衛(wèi)星可能被燒毀，衛(wèi)星通信和定位系統(tǒng)隨之被毀，變壓器可能被燒毀，多個國家將發(fā)生大面積停電，公共運輸將中止。美國國家科學院2008年估計，僅僅一次卡靈頓事件就會對美國造成

6、2萬億美元的經(jīng)濟損失。從那時起，多國開始密切關注太空天氣。要想讓我們免遭太陽風暴重創(chuàng)，關鍵是要弄清復雜多變的太陽磁場。從可見光來看，太陽似乎一成不變。但通過紫外光觀察，不同的畫面立即浮現(xiàn)：在幾天、幾周、幾月或幾年時間里，太陽表面的黑暗區(qū)域一一冕洞來來去去。這些“洞洞”的直徑可達地球直徑的50倍。太陽磁場正是從冕洞延伸到太陽系中的。由冕洞釋放的、來自太陽大氣層一一日冕的氣體，成為了太陽風。麻煩是，我們無法預測冕洞何時出現(xiàn)在何處，以及何時爆發(fā)。簡言之，我們不了解太陽的磁周期怎樣運作。我們已經(jīng)知道的是，太陽大約11年爆發(fā)一次（但爆發(fā)的大小程度不同），目前我們處在太陽爆發(fā)的下降階段。不過，我們知道的僅

7、此而已。除了對熾熱等離子體翻卷的一些模糊猜測外，太陽究竟怎樣產生磁性依然是一大奧秘。歐洲空間局的“太陽軌道器”可能將打破僵局。如果能按計劃在2018年成功發(fā)射升空，“太陽軌道器”就會飛到太陽附近，比水星距離太陽還近。“太陽軌道器”將搭載包括磁強計在內的10種探測儀器，對太陽進行前所未有的詳盡探測。它將測量與冕洞有關的磁場。要想破解太陽的“磁場發(fā)電機”之謎，幫助現(xiàn)代文明免遭1859年那樣的太陽強風暴，“太陽軌道器”很可能將成為一個關鍵。金星究竟怎么了？金星有時候被稱為地球的攣生兄弟，這僅從大小而言，但這兩者實際上差別很大。早期人們以為金星有海洋，還可能有生命。這種猜測并非全無道理：金星與地球大小

8、相仿，組成相似，得到的陽光總量也差不多。從理論上說，金星也處在太陽系可居住地帶以內。那么，金星為什么會淪為一顆“地獄行星”一一表面溫度為什么會高得那么“離譜”？我們還不完全清楚這個問題的答案。這看似奇怪，畢竟從太空探測時代開始，我們已經(jīng)發(fā)射了許多艘金星探測器。然而，我們在窺探金星方面的種種嘗試，全部被不透明的金星硫酸云挫敗一一早期的金星探測器無法穿透這些云。在我們發(fā)射的金星表面登陸探測器中，只有不到一半在這趟征途中活下來，其余的則都因金星大氣層產生的高壓而崩潰。少數(shù)幾個幸存者也沒能堅持多久，它們對金星的所有探測結果加起來，甚至還不如地球上的望遠鏡一天之內對金星的探測結果多。這些金星登陸器，向我

9、們揭示了一個暗淡、荒涼的金星表面。硫酸雨無時無刻不在擊打這片荒原，黏糊糊的風無時無刻不在掃蕩這片廢土。金星上的風速由時間決定一一黎明和黃昏時分風速快，超高溫下的白天則風速慢。就算令人窒息、大部分由二氧化碳組成的金星云殺不死你，金星表面的超高溫一一能熔化鉛的460C,也肯定會要你命。這些恐怖場景，對金星的困境給出了標準解釋：金星距離太陽過于近了那么一點。這導致金星表面原有過的任何水，都被蒸發(fā)進了很稠密、捕捉了很多熱量的金星大氣層，造成失控的溫室效應和今天金星地獄一般的環(huán)境。可是，歐空局“金星快車”飛行器對金星的觀測結果，卻對上述理論提出了質疑。2007年，“金星快車”發(fā)現(xiàn)金星上空有氫和氧離子，它

10、們是行星水的遺存。肇因是太陽風一一太陽發(fā)出的帶電粒子流。太陽風經(jīng)常直接穿透對它來說微不足道的金星磁場，由此激發(fā)的等離子體爆發(fā)把金星大氣層大塊大塊地撕掉。在這種經(jīng)常性的攻擊下，金星怎么可能維持大氣層的存在，更不要說如此稠密的大氣層了！一種推測是，要為金星大氣層“負責”的，很可能是由金星表面火山釋放的硫和二氧化碳。然而，我們至今未在金星表面發(fā)現(xiàn)活躍的火山活動。但有關金星表面存在活躍火山活動的證據(jù)正在不斷堆積。“金星快車”發(fā)現(xiàn)，大約80%勺金星表面都覆蓋了火山巖屑流，其中一些巖屑流的年齡只有幾萬年（從天文學意義上說，這算是很年輕或最近的）。對金星過去的更多了解，有助于我們在其他恒星周圍尋找類似地球世

11、界的過程中，排除像金星那樣沒希望的目標。我們或許還將查明，地球是否也將面臨像金星那樣的厄運。有一種理論認為，大約20億年后，隨著太陽衰老和逐漸升溫，地球氣候將變得像金星一樣。不過，就算真的這樣，20億年也太過久遠，我們完全不必杞人憂天。但一些過于未雨綢繆的人擔憂：如果上述理論是錯的，如果地球現(xiàn)在就處在可居住地帶邊緣（言下之意是，地球可能會移出可居住地帶），而不是像大多數(shù)人以為的那樣正好處在可居住地帶中間；如果某些未知變量在相對短期內就會讓地球面臨很大的危機，那該怎么辦？有人說，一顆類地行星上的水全部流失到太空的可能性是存在的。不過，這畢竟只是猜測，而且是未經(jīng)證實、頗為聳人聽聞的猜測。但諸如此類

12、的問題，已經(jīng)促成一系列重返金星的計劃。人們希望查明，金星是否早就注定會變成一顆不支持生命的“廢星”？但就算在今天，有一個問題仍然懸而未決。在金星如煉獄一般的表面上空70千米處，天氣堪稱和煦，陽光和水分充足，氣溫氣壓與地球相似。因此，有人推測那里可能有生命（例如微生物）。但真的這樣嗎？要想得到答案，就需要某種大氣層船艇。美國一家航天巨頭公司已在設計自動膨脹型太空飛機，它將在金星大氣層中上下巡游一年時間，嗅探生命跡象。美國宇航局噴氣動力實驗室則有一個更具野心的設想：用一種震蕩式飛艇，把科學家送至金星大氣層中，由此還可完成測試火星任務。總而言之，金星和地球或許算不上攣生兄弟，但它們之間真的還是有太多

13、相似之處。土星內部是什么？在五彩繽紛的云環(huán)下面，土星是一個謎團。我們對眾多土星衛(wèi)星（簡稱土衛(wèi)）的了解，比我們對土星這顆巨行星本身的了解還多。有關土星內部情況的一些耐人尋味的線索，實際上加深了“土星內部是怎樣的”這個奧秘。位于土星環(huán)中的引力指紋，表明有土星直徑那么寬的颶風海嘯在土星赤道沖刺，從而暗示了令人驚訝的土星內部結構一一位于土星表面下數(shù)千千米處的巨大液態(tài)漩渦，以及一個被深埋在土星中央的光球（或許是由更奇異物質組成的球）。1980年，美國宇航局第一艘“旅行者號”飛行器發(fā)現(xiàn)土星環(huán)中翻動著螺旋波，它們就像漩渦星系的懸臂。這些大多由土衛(wèi)們的引力造成的螺旋波，多數(shù)向外輻射，但也有一些向內輻射。科學家

14、推測，向內輻射的螺旋波是土星內部震蕩的結果。根據(jù)傳統(tǒng)理論，土星是一個均衡的液態(tài)球，是由氫和氨組成的均勻混合體。理論上，這樣的混合體可能震蕩，形成在赤道附近沖刺的波。這些全球波中之一的波谷和波峰的引力起伏，就可能足以形成土星環(huán)上方的螺旋波。然而，基于“旅行者號”獲得的有限的探測數(shù)據(jù)，沒有人能夠確定上述傳統(tǒng)理論是否正確。于是，一些科學家開始研究“卡西尼號”自2004年以來采集的土星系統(tǒng)數(shù)據(jù)。他們在土星內環(huán)中發(fā)現(xiàn)了多種螺旋波，從而支持了傳統(tǒng)理論的基本理念：巨大的波確實在繞著土星沖刺。可是，別的現(xiàn)象用傳統(tǒng)理論就解釋不通了。按照傳統(tǒng)理論，如果土星只是一個簡單的液態(tài)球，那么每條波的波速就應該由波峰數(shù)量固定

15、。三峰波的傳播速度會比雙峰波慢，以此類推。科學家以為能看到各種類型的螺旋波個例，其中每一種螺旋波都以特有的速度沖刺。然而，他們發(fā)現(xiàn)的三種不同的三臂波，都以僅僅略微不同的速度穿行。此外，他們還發(fā)現(xiàn)了兩種不同的雙臂波。這讓他們感覺很奇怪。最簡單的解釋，就是土星有一個很大的固態(tài)內核，它以自己的方式震蕩，擾動上方的液體波。雖然這符合有關行星形成的傳統(tǒng)理論，但需要某些微調才能產生這些特異波。也有科學家提出另一種解釋，即在土星的一個層次中，氫-氨混合物的行為不同。在某個時點，氫分子和氨分子應該分解成獨立的原子，這會讓氫-氨混合物相對透明，從而產生一個振動方式特異的發(fā)光球。如果真是這樣，螺旋波就可能告訴我們

16、在這些壓力下的物質發(fā)生了什么情況。但使用現(xiàn)有的計算機，是無法模擬這些情況的。最奇怪的是，一些螺旋波以與土星自轉速度幾乎相同的速度繞行。一種解釋是，土星上存在永久性的山峰和山谷。但如果土星是液態(tài)的，那就相當于發(fā)現(xiàn)了固定在海面上的山。除非物理定律在土星上被推翻，否則固定在海面上的山就不是一個合理的解釋。科學家還發(fā)現(xiàn)土星外環(huán)中存在擾動，他們對此提出的帶有推測性的解釋是：土星內部存在巨大漩渦，那里的密度低于周圍液體，施加的引力也要小些。這會在土星引力場中造成凹陷，從而能解釋那些令人困惑的螺旋波。科學家正在創(chuàng)建模型來模擬土星內部情況，由此查明這種解釋是否合理。“卡西尼號”任務將在2017年結束。屆時，這

17、艘飛行器將潛入土星。不幸的是，根本等不到探索土星奇跡，“卡西尼號”就會被燒毀。但是，在此途中這艘飛行器將近距離環(huán)繞土星6次，由此可能將告訴我們有關土星引力的更多信息。如果運氣好的話，這還可能有助于揭示這顆巨行星的內部狀況。彗星怎樣分裂又合并？對一些彗星來說，解體并非難事。科學家2016年6月宣布，他們的新研究表明，一些周期性彗星（在不到200年里就環(huán)繞太陽一圈的彗星）或許會經(jīng)常性一分為二，接著又在路途中重新合二為一。事實上，對彗星演化歷程來說，這可能是一種重復過程。科學家這次研究了多顆彗星，重點是一顆呈橡皮鴨形狀的彗星一一67p/丘留莫夫-格拉西梅，簡稱67p。探測器拍攝的67p圖像顯示，這顆

18、彗星有兩道裂縫，其中每一道的長度都大于100米。這兩道裂縫位于彗星頸部。為了重建67p的過往歷史，科學家采用了數(shù)學模型。在這些模型中，67p的自旋速率被從現(xiàn)在的大約每12小時一圈加速到每79小時一圈。模型顯示，自旋速率的增加會引起更大壓力，形成兩道與67P頸部裂痕相似的裂痕，并且就連裂痕位置也一樣。正因為這樣的自旋分析準確預測了這些裂痕的位置，所以科學家現(xiàn)在對一些彗星可能怎樣隨時間推移而演化有了新的認識。經(jīng)常被稱為“臟雪球”的彗星，是由冰、巖石和塵埃組成的。67p是雙裂片彗星，即它的兩大部分由細頸部連接。科學家推測，有多個因素可能引起彗核自旋加快。例如，在近距離經(jīng)過太陽或木星期間，像67P這樣的彗星可能會被太陽或木星的引力扭轉，導致彗星要么向上自旋，要么向下自旋。自旋還可能受周期性彗星的“放氣”影響。所謂“放氣”，是指像二氧化碳和氨之類的含冰化合物從冰凍狀態(tài)直接轉化成氣態(tài)，并且從彗星表面逃逸。數(shù)學模型的運轉顯示，如果67P的自旋被增加到每一圈不到7小時，彗星頭部就會突然脫離。但彗星頭部和軀體并不會彼此真正分離，而