难以想象的天文奇观-璀璨的星球
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    彗星从哪儿来

    着星是宇宙天体中的“流浪汉”,它不是每年每天都能见到的天体,着星分周期着星和肖周期着星两种,即使是周期着星的周期也不一定,有的几年回归一次,有的几十年回归一次,有的上百年或上千年回归一次。还有的非周期着星是一去不复返。

    周期着星的运行轨迹多是椭圆形和抛物线状;而非周期着星的轨迹是开放型和双曲线状。这种运行轨道是受天体间万有引力作用所致。在行星的摄动下,有的周期着星变为肖周期着星;反之,有的非周期着星也可变为周期着星。

    如果着星的寿命真的十分短暂,而且它们的命运只能是四分五裂,形成大量的宇宙尘埃而最终步人消亡,那为什么直至今日,仍有大量的着星遨游于天际呢?为什么在太阳系形成至今的46亿年的漫长岁月里,着星仍未消失殆尽呢?

    上述问题的答案只可能有两个:其一,着星形成的速度与其消亡的速度是同样迅速的;其二,宇宙中的着星实在太多了,即使在46亿年后的今天仍未全部消失。

    不过第一种可能性成立的理由并不充分,因为天文学家们至今也未能发现着星仍在形成的证据。看来,我们只能从第二种可能性人手,丹麦天文学家詹斯·汉德瑞克斯·奥特于1950年指出:在太阳系形成之时,由于它的中心产生的引力无法充分束缚其最外部大量的宇宙尘埃和气体星云等原始物质,因此这些物质未能形成整个聚合过程中产物的一部分,在这种聚合过程的初期,上述物质仍处于原始位置,并因受到的压迫较轻而形成1000亿块左右的冰态物质。这种云系虽然远离行星系,但仍受太阳吸引力的控制,人们称之为“奥特云”。

    至今还没人见过这些云系,但到目前为止,这仅仅解释了着星现在存在的。

    很显然,着星可能存在于上述云系中,这些着星以极缓慢而固定的速度绕太阳旋转,其运行周期达数百万年,不过,在某种时候,由于彼此间的碰撞或其他恒星的吸引,着星的运行将发生改变。

    在某些情况下,其公转速度加快,此时,公转轨道半径必将加大,并最终永远脱离太阳系;反之,公转速度也可能减缓,此时,着星将向太阳系中心靠拢。

    在这种情况下,着星将以一种极为绚丽的形象出现于地球上空,从此它将以新轨迹运行(除肖这一轨迹再次因星体间的碰撞而改变)并最终步人消亡。

    奥特断定在太阳系存在的岁月里,有20%的着星已经飘荡到太阳系以外或已坠人太阳而消亡了,不过,仍将有80%的着星以其原有的姿态遨游于太空。

    着星起源的第二种假说认为,着星来自太阳系边缘的着星带。

    这种学说认为太阳系边缘有个着星带,那里大约有100亿颗着星,它们可能是在50亿年前在天王星、海王星和冥王星形成时剩下的物质云形成的,并定期地向太阳系内音卩飞来。

    当它们从大行星附近飞过时,由于行星引力作用,轨道受到摄动,于是轨道变成椭圆形,成了周期着星。因此,它也就成为太阳系的固定成员了。如哈雷着星,它就是椭圆形轨道,周期为76年,周期性地回归太阳系。

    这种说法实际上是“俘获”说。

    第三种假说认为,着星可能来自木星喷发物。

    这种假说认为大多数周期着星的轨道远日点都在离木星轨道不远处,由此可推测着星很可能是由木星内音卩向外喷发一些物质而形成的。彗星的化学成分确实也与木星大气成分相近,这一点支持了喷发。

    要想喷发,必须达到60千米/秒的速度才可能使喷发物摆脱木星引力而飞向太阳系的轨道。但这一速度对木星上的温度来说又似乎很困难。所以此假说是否站得住脚,还有待更多证据来证实。

    有更离的太有星,星。

    复仇星在绕太阳旋转的轨道上周期性地把致命的彗星释放到地球上,使地球上扬起弥漫持久的尘埃,环境发生剧烈变动,以此使生物从地球上消亡。

    每隔2600万年复仇星离太阳最近时,引力使彗星从奥特云中飞出,其中一飞地大气来。

    至于复仇星的来历,有人认为它与太阳同期形成;有人认为它是后来被太阳俘获的。当它闯人太阳系时,可能挤走了某颗行星,并由于摄动力而引起地球上的一场大浩劫。

    至于复仇星是否存在?它是一颗恒星还是一颗行星?还是一颗黑星(黑洞)?到目前人类对此还一无所知,什么也没观测到。所以关于彗星来源问题,目前仍处于假说研究证实阶段,最后打开彗星之谜的金钥匙还没有拿到手。

    牛郎星和织女星

    牛郎织女是我国非常有名的一个民间传说,也是我国人民最早的关于星的故事之一。南朝时期写成的《荆楚岁时记》里有这么一段:“天河之东,有织女,天帝之子也。年年织抒役,织成云锦天衣。天帝怜其独处,许嫁河西牵牛郎。嫁后遂废织纴。天帝怒,责令归河东。唯每年七月七日夜,渡河一会。”

    传说天上有颗织女星,还有一颗牵牛星。织女和牵牛情投意合,心心相印。可是,天条律令是不允许男欢女爱、私自相恋的。织女是王母的孙女,王母便将牵牛贬下凡尘了,令织女不停地织云锦以作惩罚。

    织女的工作,便是用了一种神奇的丝在织布机上织出层层叠叠的美丽的云彩,随着时间和季节的不同而变幻它们的颜色,这是“天衣”。自从牵牛被贬之后,织女常常以泪洗面,愁眉不展地思念牵牛。她坐在织机旁不停地织着美丽的云锦以期博得王母大发慈悲,让牵牛早日返回天界。

    牵牛被贬之后,落生在一个农民家中,取名叫牛郎。后来父母去世,他便跟着哥嫂度日。哥嫂待牛郎非常刻薄,要与他分家,只给了他一头老牛和一辆破车,其他的都被哥哥嫂嫂独占了。

    从此,牛郎和老牛相依为命,他们在荒地上开垦,耕田种地,盖造房屋。一两年后,他们宫造成一个小小的家。其实,那头老牛原是天上的金牛星。

    这一天,老牛突然开口说话了,它对牛郎说:“牛郎,今天你去碧莲池,目卩儿有仙女在洗澡,你把那件红色的仙衣藏起来,穿红仙衣的仙女就会成为你的妻子。”牛郎听了老牛的话,便悄悄躲在碧莲池旁的芦苇里,拿走了红色的仙衣。

    穿红色仙衣的正是织女。织女看到牛郎,才知道他便是自己日思夜想的牵牛。织女便做了牛郎的妻子,并与他生儿育女。

    王母知道这件事后,勃然大怒,马上派遣天神仙女捉织女回天庭问罪。

    天空狂风大作,天兵天将从天而降,押解着织女便飞上了天空。正飞着,织女听到了牛郎呼叫她的声音:“织女,等等我!”织女回头一看,只见牛郎用一对箩筐挑着两个儿女,披着牛皮赶来了。慢慢地,牛郎和织女就要相逢了。就在这时,王母驾着祥云赶来,她拔下头上的金簪,往他们中间一划,霎时间,一条天河波涛滚滚横在了织女和牛郎之间,无法横越。

    后来,王母终于为牛郎和织女的坚贞爱情所感动,便同意让牛郎和孩子们留在天上,每年七月七日,让他们相会一次。

    从此,牛郎和他的儿女就住在了天上,隔着一条天河,和织女遥遥相望。

    牛郎织女相会的七月七日,无数成群的喜鹊飞来为他们搭桥。鹊桥之上,牛郎织女团聚了!

    神话毕竟是神话,牛郎与织女要在一夜之间相会是不可能的。牛郎星和织女星都是离我们非常遥远的恒星。在天文学上,测量恒星之间的距离,大多用“光年”来计算。光年就是每秒钟走30万千米的太阳光在1年里所走的距离。牛郎星离我们有16光年,织女星离我们有27光年,它们都比太阳还要巨大,只因为它们离我们十分遥远,所以看上去只是小小的光点。

    恒星的“恒”字,是和行星的“行”字相对而言的。实际上,宇宙中没有一颗星是绝对的“恒”,每颗星都在动,只是动多动少而已。牛郎星每年在天球上移动0.658角秒,此外,每秒钟还以26千米(93600千米/小时)的速度离开我们往夕卜跑。所以,牛郎星在空中的速度比地上最快的客机还快几十倍。织女星动得慢一点,它每年在天球上移动0.345角秒,以14千米/秒的速度离。

    牛郎星和织女星都比太阳大得多、亮得多。为什么我们看起来只是两小点的光呢?那是因为这两个恒星比太阳距离我们远得多。牛郎星的光度为太阳的10.5倍,直径大0.7倍,质量差不多大0.7倍。织女星的光度等于太阳的60倍,直径等于太阳的2.76倍,质量差不多等于太阳的3倍。所以,织女星比牛郎星大,比牛郎星亮,比牛郎星重,算来还是牛郎星的大姐姐。牛郎星离我们的距离为154万亿千米,比太阳远100万倍;织女星离我们的距离为250万亿千米,比太阳远170万倍。织女星不仅比牛郎星大好些、亮好些,而且还远好些。光从牛郎星来到我们的眼里,需要16年4个月;光从织女星来,需要26年5个月。牛郎和织女两星不是在同一方向,两星之间的距离是16.4光年。无线电波的速度和光一样,假使牛郎想打一个无线电话给织女,得等32年才有收到回电的可能。

    人类在欣赏它们灿烂的光辉的时候,竟幻想出这样一个哀艳动人的故事来。

    美丽的水星

    在肉眼能看到的五大行星中,水星是最难以捉摸的。因为它离太阳最近且躲藏在强烈的阳光里,使人类难以一睹它的容貌。就连鼎鼎大名的天文学家哥白尼,也因没有看到过水星而遗憾终身。但是在机会碰巧的情况下,水星会从太阳面前经过。这时,人们可以看见在明亮的太阳圆盘背景上出现了一个小圆点,那就是水星,这种现象叫做“水星凌日”。上两次出现的“水星凌日”发生在1986年11月13日和1993年11月6日中午前后。

    水星凌日时,水星在太阳明亮的背影上呈现一个黑点,仔细观察会看到水星的边缘异常清楚,这说明在水星上是没有大气的。

    由于水星离太阳比地球近得多,不到日地距离的一半,所以在水星上看太阳就比地球上看到的大得多,当然也更耀眼。更为奇特的是,因为水星上没有大气,所以可以看到星星和太阳同时在天空中闪耀。

    在太阳系的九大行星中,水星获得了几个“最”的纪录:

    (1)水星和太阳的平均距离为5790万千米,约为日地距离的0.387倍,是距离太阳最近的行星,到目前为止还没有发现比水星更接近太阳的行星。

    (2)水星离太阳最近,所以受到太阳的引力也最大,因此它在轨道上跑得比任何行星都快,轨道速度为每秒钟48千米,比地球的轨道速度快18千米。这样快的速度,只用15分钟就能环绕地球一周。

    (3)水星年是太阳系中最短的。它绕太阳公转1周只有88天,还不到地球上的3个月。在希腊神话中水星被比作脚穿飞鞋,手持魔杖的使者。

    (4)水星距离太阳非常近,又没有大气来调节温度,在太阳的烘烤下,向阳面的温度最高可达430°C,而背阴面的温度则低到-160°C真是一个处于火与冰之间的世界!昼夜温差近600C,夺得行星表面温差最大的冠军当之无愧。

    (5)在太阳系的行星中,水星“年”时间最短,但水星“日”却比别的行星长,在水星上的一天(水星自转一周)将近是地球上的两个月(为58.65个地球日)。在水星的一年里,只能看到两次日出和两次日落,目卩里的“一天半”就是“一年”。

    为了揭开水星之谜,美国宇航局在1973年11月3日发射了“水手10号”行星探测器,前往探测金星(1974年2月5日)和水星(1974年3月29日)。“水手10号”在日心椭圆轨道上和水星有两次较远距离的相遇,并拍摄了第一批水星表面大量坑穴的照片。从此水星表面的真面目被逐渐地揭开了。

    1974年3月,“水手10号”行星探测器从相距20万千米处拍下了水星的近距离照片,粗略看去很容易和月球照片相混淆,但仔细去看,水星表面的坑穴比月球上的环形山更多更密,经分析证实这些大多是40亿年前被陨星撞击形的。

    “水手10号”先后拍摄了大约两千多张水星表面的照片,从这些照片能清楚地看到水星表面有大量的坑穴和复杂的地形。在水星上有一个直径1300千米的巨大的同心圆构造,这很可能是一个直径有100千米的陨星冲撞而形成的,它很像月球背面“东方”盆地的情形。这个同心圆构造位于水星赤道地带,异常酷热,所以用热量单位“卡路里”来命名,叫做卡路里盆地。另外有的坑穴还有像月球上某些环形山具有的辐射状条纹。这也许是因为小的天体撞击水星时,产生了许多小碎片,向四方飞散而造成的,有的长达400千米。水星表面共有100多个具有放射状条纹的坑穴。

    水星的表面还有一个特征,就是到处都可遇到3~4千米高的断崖地形,有的甚至长达几百千米,这些被认为是水星冷却收缩而形成的。当然真正的原因仍在探索与研究中。

    水星的赤道半径只有地球的2/5,密度和地球接近,一般认为构成水星的物质比地球重。科学家推断,水星中心有一铁镍组成的核心,大小可能和月球差不多。

    水星也有磁场,大约为地球磁场强度的1%,但比火星的磁场要强得多,这是“水手10号”探测水星时所了解到的。谜一般的水星现在已经向我们揭开了它的面纱,进一步的探索还有待于未来。

    神秘的“伯利恒星”

    当圣诞的歌声响起之时,所有的圣诞树顶都亮起了一颗星,这颗星代表着什么呢?因为圣诞节是庆祝耶稣诞生的,所以这颗星由耶稣的诞生地而命名为“伯利恒星”。长期以来,伯利恒星一直是人们关心的话题。

    星究是什么的星?自古以来有很多说法。在《马太福音》等宗教书中,伯利恒星是与耶稣一起诞生的,这颗星就是耶稣。然而,科学家则认为,伯利恒星是一种天文现象。

    有人认为伯利恒星就是金星。圣诞卡上最有代表性的构图是东方博士骑着胳驼仰望着远方的明星,但是金星每隔不到两年就会出现在相同的位置,古人应该知道这不是特异现象。也有人认为伯利恒星可能是流星,的确流星具备那种转瞬即逝的特性,而且非常明亮,但是,流星最短时仅持续1秒,很难想象它是给博士指路而持续可见的伯利恒星。意大利画家乔托所画的“三博士礼拜”的背景,在耶稣诞生的畜棚屋顶上,有一颗拖着红色尾巴的着星。该画绘于1305年左右,在之前的1302年,哈雷着星曾出现过。乔托画的星可能源自对哈雷着星的记忆。以行星运动律闻名的开普勒曾认为是超新星的出现造就了伯利恒星,超新星、新星是星球发生大爆炸而突然发亮的现象。当时的天文学家认为,超新星大约以300年为周期增光一次,按此计算,耶稣诞生应适逢超新星增光期。

    但是根据现代天文学研究,超新星并不会增光。开普勒的伯利恒星是超新星之说也就站不住脚了。

    之后,又有人提出,伯利恒星是双星,即木星和土星的会合。会合指的是天体于南北方向接近并列。这种并列在一年之内连续发生3次,

    称“三连会合”。这种会合59年才发生一次,而且离地球最近,会合时看起来很亮,且相当明显。开普勒自1603年观测到木星与土星的会合后开始思索、计算,结果发现,木星与土星的三连会合曾发生于公元前7年的5月、10月、12月,出现在双鱼座。这与最早和后来定下的耶稣的诞生日5月和12月吻合,而且与耶稣实际诞生日吻合。因为这与马太福音上所载的东方博士是看至U新星升起后于公元前7年去巴勒斯坦看望耶稣的时间也吻合。

    近年来,剑桥大学的天文学家哈弗瑞兹综合了上述各家的说法后,提出:

    马太福音上的东方博士于公元前7年看到木星与土星的三连会合,认为巴勒斯坦可能发生了大事而留意,翌年竟发现木星、土星、火星聚集在一点。加上公元前5年的春天,摩羯座出现陌生的星星,东方博士下决心启程前往巴勒斯坦一看究竟。马太福音中的耶稣诞生的故事带有明显的占星术的色彩。但是公元前7年至公元前5年,天空中出现过一颗明亮的新星应当是真的。

    如果伯利恒星是前面提到的几种天文现象的话,那么在耶稣诞生之前,这些天文现象就存在了。但在东方博士说起之前,并没有人知道伯利恒星。看来长期争论的伯利恒星之谜还将继续争论下去。

    不光是伯利恒星的问题,其实宇宙中有太多的争论还要继续下去。不过,这未尝不是一种动力。

    脉冲星的秘密

    脉冲星就是高速旋转的中子星。地球自转一周是24小时,而脉冲星自转一周只需0.001337秒。可见它转得有多快,唯有如此,它才能发出被人类接收到的射电脉冲,从而被人类发现。如果人类没有发明射电望远镜,这类星不是就“藏在深闺人未识”了吗?

    人们最早认为恒星是永远不变的。而大多数恒星的变化过程是如此的漫长,人们也根本觉察不到。然而,并不是所有的恒星都那么平静。后来人们发现,有些恒星也很“调皮”,变化多端。于是,就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字,叫“变星”。

    脉冲星,就是变星的一种。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时,还是一名女研究生贝尔发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。经过仔细分析,科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号,人们就把它命名为脉冲星。

    脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始,人们对此很困惑,甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说,第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。

    经过几位天文学家一年的努力,终于证实脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且,正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。

    正如地球有磁场一样,恒星也有磁场;也正如地球在自转一样,恒星也都在自转着;还跟地球一样,恒星的磁场方向不一定跟自转轴在同一直线上。这样,每当恒星自转一周,它的磁场就会在空间划一个圆,而且可能扫过地球。

    那么岂不是所有恒星都能发射脉冲了?其实不然,要发出像脉冲星那样的射电信号,需要很强的磁场。而只有体积越小、质量越大的恒星,它的磁场才越强。而中子星正是这样高密度的恒星。

    另一方面,当恒星体积越大、质量越大,它的自转周期就越长。我们很熟悉的地球自转一周要24小时。而脉冲星的自转周期竟然小到0.001337秒!要达到这个速度,连白矮星都不行。这同样说明,只有高速旋转的中子星,才可能扮演脉中星的角色。

    这个结论引起了巨大的轰动。虽然早在20世纪30年代,中子星就作为假说而被提了出来,但是一直没有得到证实,人们也不曾观测到中子星的存在。而且因为理论预言的中子星密度大得超出了人们的想象,在当时,人们还普遍对这个假说抱怀疑的态度。

    直到脉冲星被发现后,经过计算,它的脉冲强度和频率只有像中子星那样体积小、密度大、质量大的星体才能达到。这时,中子星才真正由假说成为事实,这真是20世纪天文学上的一件大事。因此,脉冲星的发现,被称为20世纪60年代的四大天文学重要发现之一。

    至今,脉冲星已被我们找到了不少于1620颗,并且已得知它们就是高速自转着的中子星。

    脉冲星有个奇异的特性——短而稳的脉冲周期。所谓脉冲就是像人的脉搏一样,一下一下出现短促的无线电信号,如贝尔发现的第一颗脉冲星,每两个脉冲间隔时间是1.337秒,其他脉冲还有短到0.0014秒(编号为PSR-J1748-2446)的,最长的也不过11.65735秒(编号为PSR-J1841-0456)。那么,这样有规则的脉中究竟是怎样产生的呢?

    天文学家经探测、研究得出结论,脉冲的形成是由于脉冲星的高速自转。那为什么自转能形成脉冲呢?原理就像我们乘坐轮船在海里航行看到过的灯塔一样。设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动,灯塔每转一圈,由它窗口射出的灯光就射到我们的船上一次。不断旋转,在我们看来,灯塔的光就连续一明一灭。脉冲星也是一样,当它每自转一周,我们就接收到一次它辐射的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲。脉冲这种现象,也就叫“灯塔效应”。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。

    然而灯塔的光只能从窗口射出来,是不是说脉冲星也只能从某个“窗口”射出来呢?正是这样,脉冲星就是中子星,而中子星与其他星体(如太阳)发光不一样,太阳表面到处发亮,中子星则只有两个相对着的小区域才能辐射出光来,其他地方的辐射是跑不出来的。即是说中子星表面只有两个亮斑,别处都是暗的。这是什么原因呢?原来,中子星本身存在着极大的磁场,强磁场把辐射封闭起来,使中子星辐射只能沿着磁轴方向,从两个磁极区出来,这两个磁极区就是中子星的“窗口”。

    中子星的辐射从两个“窗口”出来后,在空中传播,形成两个圆锥形的辐射束。若地球刚好在这束辐射的方向上,我们就能接收到辐射,且每转一圈,这束辐射就扫过地球一次,也就形成我们接收到的有规律的脉冲信号。

    灯塔模型是现在最为流行的脉冲星模型。另一种磁场振荡模型还没有被普遍接受。

    脉冲星是高速自转的中子星,但并不是所有的中子星都是脉冲星。因为当中子星的辐射束不扫过地球时,我们就接收不到脉冲信号,此时中子星就不表现为脉中星了。

    “脏雪球”的来历

    彗星,俗称扫帚星,出现时总是以它那拖着长长尾巴的特有外形吸引着人们的注意。在古代,它往往被视作不祥之物而给人以恐惧感。尽管人们对彗星已有几个世纪的科学观测历史,但认识还是很不足的。从体积上讲,彗星堪称太阳系中的庞然大物。彗星的彗发大过太阳,彗尾则更可长达3亿千米。然而这一切都是彗星运动到离太阳较近时在太阳光作用下从彗核发展而来的。因此,彗星又是太阳系中最为活跃的成员。

    彗核太小了,在地球上即使用大望远镜也观测不到。人们只是间接地猜测有彗核存在,并估计它的性质和大小。

    那么彗核究竟是什么呢?一个世纪之前,纽顿认为彗星是一大团固体粒子,它们在相似的轨道上独立地绕太阳公转。这团粒子的中心密集区即成为弥漫的彗核,但核并不是一个整体。这就是最早的着核沙砾模型。这类模型认为固体微粒是在太阳系外形成的,因而有星际物质成分。但各种沙砾模型的具体内容又有所不同。1953年,英国科学家里特顿在他的《着星及其起源》一书中主张着星是松散的粒子群,粒子间无引力束缚。而利奇特则在1963年他的《着星本质》一书中认为着星虽是较松散的粒子群,但粒子间有引力束缚。沙砾模型可以很自然地解释着星的分裂以及形成流星群等观测事实。

    另一种观点认为着星具有致密着核。这种看法在19世纪就有了,但直到1950年美国科学家惠伯才使这种观点有了重大的发展。他认为沙砾模型不能解释有关着星的许多观测事实,如轨道长期变化,着星爆发以及大着星的气体尘埃比。惠伯的致密核模型认为着核是由冰冻的母分子和尘埃微粒混杂组成的整块团状物质,并把其称为“脏雪球”。这种模型可以解释着星的多种观测特征,在惠伯之后又得到很大发展,但长期以来始终没有直接的观测证据。

    1985-1986年哈雷着星回归期间,有5艘飞船到达着星附近进行实地探测。根据探测结果,哈雷着星的着核并不是惠伯认为的那种简单的“脏雪球”。这首先表现在外形不是一个球,而是呈长条形。着核表面极不规则,看上去像是由许多碎片组成的冰砾堆。表面粗糙,颜色极黑,如天鹅绒。着核内物质的分布是不均匀的,最外部是由肖挥发性物质构成的多孔表面层。因此当着星接近太阳,外表温度高达30~130°C时,表面层之内仍可以有冰存在,温度低于-70°C。这一结构使着核大部分表面不呈现较为均匀的气体升华现象。只是当阳光热量通过表面层传到内部并使冰升华时,蒸汽才能穿过表面层逸出,成为喷流等着核活动现象。因而,外部看来只有小部分着核表面是活动的,喷流呈离散状分布,而不是从整个表面向外发出。核的不规则外形本身就表明了冰不是在一段较长时间内从包壳下部持续地通过升华释放出来,因而核的内部结构也不会均匀。

    这种带有外壳的复杂脏雪球模型为许多人所接受。但这毕竟只是对哈雷着星单一样品的研究结果,而且严格说来许多内容还是间接推测出来的,以能说明用惠伯的简单均匀结构脏雪球模型所不能很好解释的一些观测现象。有些人,比如上面提到的里特顿,长期以来仍坚持他的沙砾模型。其他着星的着核又怎么样呢?如果有朝一日能直接从着核上或深人着核内部取一些样品来分析又会得出什么结果?这些只能留待以后的进一步研究来取得正确答案了。

    木星的巨大红斑

    木星,是离太阳较近的第五颗行星,而且是八大行星中最大的一颗,比所有其他的行星的总质量大两倍(是地球的318倍)。木星绕太阳公转的周期为4332.589天,约合11.86年。

    木星除了有色彩缤纷的条和带之外,还有一块醒目的标记,从地球上看去,就像一个红点,仿佛木星上长着一只“眼睛”,大红斑形状有点像鸡蛋,颜色鲜艳夺目,红而略带棕色,有时又鲜红鲜红。人们把它取名为大红斑。

    其实人们很早就注意到了木星那鲜亮的红斑。意大利天文学家卡西尼在1665年首先觉察到木星上有斑痕,并以此红斑为标志,测出了木星自转的周期是9时50~56分。这与现在公认的赤道部分自转周期9时50分30秒相当吻合,这在当时天文观测仪器相当简陋的情况下是很不简单的成就。

    从那时起又过了三个世纪,人们一直看到这块红斑,虽然颜色有浓有淡、大小有增有减,但从未消失过,成为木星上醒目的永久性标志。这也是科学家观测、研究、讨论的课题。

    大红斑十分巨大,南北宽度经常保持在1.4万千米,东西方向上的长度在不同时期有所变化,最长时达4万千米。也就是说,从红斑东端到西端,可以并有卩放下三个地球。一般情况下,长度为2000-3000千米,大红斑在木星上的相对大小,就像地球上的大洋洲。

    大红斑之“红”也有特色,它的颜色常常是红而略带褐色,时常有变化。20世纪20年代到30年代,大红斑呈鲜红色,呈现出有史以来最美丽的颜色。1951年前后,也曾出现淡淡的玫瑰红颜色;大部分时间,它的颜色比较暗淡。

    人们对大红斑的颜色问题有很多解释。有的提出那是因为它含有红磷之类的物质;有人认为,可能是有些物质到达木星的云端以后,受太阳紫外线照射,而发生了光化学反应,使这些化学物质转变成一种带红棕色的物质。总之,这仍然是解。

    人们在地球上隔着6亿千米对着大红斑看了300多年,却不知怎么解释这种红斑。到20世纪70年代,先有1972年、1973年4月和6月“先驱者10号”“先驱者11号”相继升空。在1973年12月和1974年12月近距离观测了木星,紧随其后的又有1977年8月20日和9月5日发射的“旅行者2号”“旅行者1号”,分另IJ于1979年7月和1979年3月从木星上空掠过,对红斑进行详细察看。它们发现,它是一团激烈上升的气流,即大气旋。它不停地沿逆时针方向旋转,像一团巨大的高气压风暴,每12天旋转一周。这强大的风暴气流可谓“翻江倒海”“翻天覆地”。从人类认识它以来狂暴地乱了三个多世纪,真让人咋舌,可以说是一场“世纪风暴”。目卩么,它是靠什么法力长盛不衰、长期肆虐的呢?

    原来,大红斑是以自己实力占尽地利之便。巨大的旋涡像夹在两股向相反方向运动的气流中,摩擦阻力很小,如果大红斑比现在要小得多,那么“阻碍”的力量便相应要大得多,这团风暴要不了多久便会平息。大红斑不是独霸木星的风暴,也有小姊妹。“先驱者10号”1973年12月也发现过其他小红斑,其扩大程度直逼大红斑,然而“先驱者11号”1974年12月飞过时小红斑却消。

    小红斑从形成到消失只用了短短两年时间,规模上也只与地球风暴差不多,这跟大红斑不能相比。也有人认为大红斑长久不息应该还有别的原因。总之,关于大红斑,还有待继续探索研究。

    木星是未来太阳之说

    木星是太阳系八大行星中最大的一个,它那圆圆的“大肚子”里能装下1300多个地球。它的分量也很重,太阳系里除太阳之外,所有的行星、卫星、小行星等大大小小的天体加在一起还不及木星重。天文学上把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。

    有,这星在来很可能改变自己的属性,成为太阳系中的“第二个太阳”,这是什么原因呢?

    来,104年1368年间的天文观测资料表明,木星的亮度在逐渐增加。另外根据理论计算,木星的表面温度应该是-168C,然而1974年12月“先驱者11号”飞掠木星时,却测得它的表面温度为-148C。一般行星表面的温度是稳定的,它从太阳那儿接收的能量与它发散到宇宙空间的能量应收支平衡,但木星却支出大于收人。这说明木星内部存在着丰富的能源,它是一颗能自己发光发热的行星。

    一些科学家认为,木星内部正在像太阳那样进行热核反应,核心温度越来越高。他们还认为,太阳以太阳风的形式向外抛出的粒子,相当一部分被木星俘获,木星的质量和能量因而逐渐增加,太阳却日。30年以,太像一个垂暮的老人,而木星就会像一颗新生的太阳一样,照亮茫茫的太空。

    也有科学家认为,木星的体积只有太阳的千分之一,中心温度只有太阳的1/500,不足以产生热核反应,因此不具备成为恒星的资格。他们认为,木星过剩的能量是木星形成之初从原始星云中积聚的热能。

    美的行星光环

    现在我们有了许多大行星的照片,可以让我们对这些行星有更多的了解。可是了解得越多疑问就越多。像土星、木星、天王星、海王星的光环,这些光环的确是客观存在,但他们是由哪些物质构成的?为什么会发光?为什么会形成环?为什么有的行星有,有的没有……科学家解答这些问题的日子不会太远了。

    在我们看到的行星照片中,行星大多都被一圈环状物质围绕着,像是为行星披上的彩带,又像是为行星戴上的王冠,令行星显得分外美丽。这些带状物质我们称之为“行星光环”。行星的光环是什么?为什么会发光呢?还一直是。

    土星环

    土星环由蜂窝般的太空碎片、岩石和冰组成。主要的土星环宽度从48千米到30.2万千米不等,以头七个英文字母命名,距离土星从近到远的土星环分别以被发现的顺序命名为D环、C环、B环、A环、F环、G环和E环。土星及土星环在太阳系形成早期已形成,当时太阳被宇宙尘埃和气体所包围,最后形成土星土星。

    从另一个角度来看,土星反而独具风姿。伽利略第一次透过他原始的望远镜观察土星时,发现它的形状有点奇怪,好像在其球体的两侧还有两个小球。他继续观察,发现那两个小球渐渐变得很难看见,到1612年年底时,终于同时难以想象的天文二消失不见了。

    其他天文学家也报告过土星的这种奇怪现象。但直到1656年,惠更斯才提出了正确的解释。他宣称,土星夕卜围环绕着一圈又亮又薄的光环,光环与土星不。

    土星的自转轴和地球一样,也是倾斜的,土星的轴倾角是26.73°,地球则是23.45°。由于土星的光环和赤道是在同一平面上,所以它是对着太阳(也对着我们)质斜的。当土星运行到其轨道的一端时,我们可由上往下看见光环近的一面,而远的一面仍被遮住。当土星在轨道的另一端时,我们就可由下往上看到光环近的一面,而远的一面依然被遮住。土星从轨道的这一侧转到另一侧需要14年多一点。在这段时间内,光环也逐渐由最下方移向最上方。行至半路时,光环恰好移动到中间位置,这时我们观察到光环两面的边缘连接在一起,状如“一条线”。随后,土星继续运行,沿着另一半轨道绕回原来的起点,这时光环又逐渐地由最上方向最下方移动;移到正中间时,我们又看见其边缘连接在一起。因为土星环非常薄,所以当光环状如“一条线”时就好像消失了一样。1612年年底伽利略看到的正是这种情景。据说由于懊恼,他没有再观察过土星。

    土星于土星的赤道面。在空间探测以前,从地面观测得知土星环有五个,其中包括三个主环(A环(B环(C环)和两个暗环(D环(E环)。B环既宽又亮,它的侧是C,侧是A。A和B环之间为宽约5000千米的卡西尼缝,它是天文学家卡西尼在1675年发现的。

    1826年,德国血统的俄国天文学家斯特鲁维把外面的环命名为A环,把里面的环命名为B环。1850年,美国天文学家W.C.邦德宣称,还有一个比B环更靠近土星的暗淡光环。这个暗淡光环就是c环,C环与B环之间并没有明显的分界。

    在太阳系的任何地方都没有像土星环那样的东西,或者说,用任何仪器我们都看不到任何地方有像土星环那样的光环。诚然,我们现在知道,围绕着木星有一个稀薄的物质光环,且任何像木星和土星这样的气体巨行星都可能有一个由靠近它们的岩屑构成的光环。然而,如果以木星的光环为标准,这些光环都是可怜而微不足道的,而土星的环系却是壮丽动人的。从地球上看,从土星环系的一端到另一端,延伸269700千米(167600英里),相当于地球宽度的21倍,实际上几乎是木星宽度的两倍。

    土星环到底是什么呢?J.D.卡西尼认为它们像铁圈一样是平滑的实心环。可是,1785年拉普拉斯指出,因为环的各部分到土星中心的距离不同,所以受土星引力场吸引的程度也会不同。这种引力吸引的差异会将环拉开。拉普拉斯认为,光环是由一系列的薄环排在一起组成的,它们排列得如此紧密,以致从地球这么远的距离看去就如同实心的一样。

    可是,1855年,麦克斯韦提出,即使这种说法也未尽圆满。光环受潮汐效应而不碎裂的唯一原因是因为光环是由无数比较小的陨星粒子组成的,这些粒子在土星周围的分布方式,使得从地球这么远的距离看去给人以实心环的印象。麦克斯韦的这一假说是正确的,现在出。

    法国天文学家洛希用另一种方法研究潮汐效应。他证明,任何坚固的天体,在接近另一个比它大得多的天体的时候,都会受到强大的潮汐力作用而最终被扯成碎片。这个较小的天体会被扯碎的距离称为洛希极限,通常是大天体赤道半径的2.44倍。

    这样,土星的洛希极限就是2.44乘以它的赤道半径60000千米,即146400千米,A环的最外边缘至土星中心的距离是136500千米(84800英里),因此整个环系都处在洛希极限以内。(木星环也同样处在洛希极限以内。)

    很明显,土星环是一些永远也不能聚结成一颗卫星的岩屑(超过洛希极限的岩屑会聚结成卫星,而且显然确实如此),或者是一颗卫星因某种原因过分靠近土星而被扯碎后留下的岩屑。无论是哪一种情况,它们都是余留的一些小天体。据估计,如果将土星环所有的物质聚合成一个天体,结果将会是一个比我们的月亮肖大的圆球。

    木星环

    随着行星际空间探测器的发射,不断揭示出太阳系天体中许多前所未知的事实,木星环的发现就是其中的一个。早在1974年“先锋11号”探测器访问木星时,就曾在离木星约13万千米处观测到高能带电粒子的吸收特征。

    两年后有人提出这一现象可用木星存在尘埃环来说明。可惜当时无人做进一步的定量研究以推测这一假设环的物理性质。1977年8月20日和9月5日美国先后发射了“旅行者1号”和“旅行者2号”空间探测器。经过一年半的长途跋涉,“旅行者1号”穿过木星赤道面,这时它所携带的窄角照相机在离木星120万千米的地方拍到了亮度十分暗弱的木星环的照片。同年7月,后期到达的“旅行者2号”又获得了有关木星环的更多的信息。

    根据对空间飞船所拍得照片的研究,现已知道木星环系主要由亮环、暗环和晕三部分组成。环的厚度不超过30千米。亮环离木星中心约13万千米,宽6000千米。暗环在亮环的内侧,宽可达50000千米,其内边缘几乎同木星大气层相接。亮环的不透明度很低,其环粒只能截收通过阳光的万分之一左右。靠近亮环的外缘有一宽约700千米的亮带,它比环的其余部分约亮10%,暗环的亮度只及亮度环的几分之一。晕的延伸范围可达环面上下各1万千米,它在暗环两劳延伸到最远点,外边界则比亮环略远。据推算,环粒的大小约为两微米,真可算是微粒。这种微米量级的微粒因辐射压力、微陨星撞击等原因寿命大大短于太阳系寿命。为了证实木星环是一种相对稳定结构这一说法,人们提出了维持这种小尘埃粒子数量的动态稳定的几种可能的环粒补充源。

    海王星环

    由于拥有环的三颗行星一土星、木星和天王星都属于类木行星,因而人们很自然会去猜想第四个类木行星一海王星是否也存在环。

    美国杂志《空间与望远镜》1978年4月曾报道,1846年10月10日就有人用60厘米反射望远镜看到过海王星环,并在次年为剑桥大学天文台台长查里斯所证实,后者甚至得出环半径为海王星半径1.5倍的结论。但因后人在寻找海王星卫星的多次观测中均未发现环,这件事就渐渐被人淡忘了。

    20世纪80年代在发现天王星环的鼓励下,不少人试图通过海王星掩星事件来发现环,但对几次掩星观测结果的解释却是众说纷纭。有人报道发现了,有则不存在。报道发现的观测结果也有人认为可用其他原因来解释而否定环的存在。总之,海王星是否有环一时成了悬案。

    1989年8月,“旅行者2号”探测器终于使这一悬案有了解答。当它飞近海王星时,发现海王星周围有三个光环隐藏在尘面下,而且外光环很不一般,呈明显弧状,沿弧有紧密积聚的物质。但有关海王星环系的具体情况至今仍不太清楚,还需要人们更多地探测和研究。

    天王星环

    由于相对运动的关系,远方恒星有时会移动到太阳系天体如月亮、行星或小行星的正后方,这种现象称为掩星。掩星发生时,如果近距离天体没有大气,星光便立即消失。如果天体外围有大气,则星光在完全消失前会有一个略被减弱的过程。各类掩星发生的时刻可以通过理论计算且非常准确地作出预报。

    1977年3月10日曾发现一次天王星掩星的罕见天象,被掩的是一颗暗星。中国、美国、澳大利亚等国的天文学家都对此进行了观测。意想不到的奇怪事情发生了,小星在预报被掩时刻前35分钟出现了“闪烁”,也就是星光减弱又迅即复亮。这种闪烁一连出现了好几次。

    当这颗星经天王星背后复现,或者说掩星过程结束后,闪烁现象又重复出现。经过对观测结果的仔细研究,天文学家发现闪烁是因天王星环的存在而造成的。这是继1930年发现冥王星后20世纪太阳系内的又一重大发现。由于天王星环非常暗弱,过去即使在大望远镜中也从未直接观测到过。1978年,美国用5米口径望远镜才在波长2.2微米的红外波段首次拍摄到天王星环的照片。

    在随后的几年,天文学家共辨认出9条光环。这些环都很窄,一般不足10千米,其中一条最宽的环叫环,约100千米。这些环都很暗,即使用世界上最大的天文望远镜也不能直接看到,因此虽然它们在本质上和土星光环并无区别,但天文学家却只称它们“环”,而不称它们“光环”。

    1986年1月24日,“旅行者2号”在探测天王星时不但证实了这些环的存在,还发现了两条新环,这使得目前我们所知的王天星环增加到11条。这些环大多是圆的,环与环相距较远。只有环较为特殊,是椭圆环。这些环有的呈深蓝色,有的偏红。环中的物质大部分是微小的尘埃,间或也有拳头、西瓜大小的石块,偶尔还有卡车目卩么大的岩石,中间夹杂着一些冰屑。

    揭秘玛雅星之诚

    有些谜的解释就像现代版的《星际旅行》或《星球大战》,对一个不存在的天体加上地球人类之谜的想象结局,这可能就是玛雅星的由来。我们是信科学呢?还是信想象呢?

    在中美洲的尤卡坦半岛上曾栖息过的玛雅人,无疑是地球上最神秘莫测、最富有传奇色彩的民族之一。早在远古时代,玛雅人就在天文、建筑、医学、数学、历法等方面都取得过辉煌的成就。他们建筑了富丽堂皇的宫殿,修筑了台阶状金字塔式的纪念碑和寺院。此外,玛雅人还知道天王星、海王星,他们的玛雅历一直推算到四亿年之后,他们留下的天文历法可沿用6400万年。

    在玛雅人留下的许多天体方面的史料中,最令人惊叹不已的莫过于他们推算出卓尔金年是260天,金星年是584天,地球年是365.2420天(今天的准确计算是365.2422天)。现代的史学家、天文学家一般把玛雅人的卓尔金年当做他们的宗教祭祀年,一年一共有260天(有260个不同的名称和顺序),划分为13个月,每个月20天。这种年历一般被认为是他们为定出举行宗教仪式的时间而制定的。

    同时玛雅人也用365天(地球的公转周期)计年,他们将这种有别于宗教年的历法通称为“民用年”,一年划分为18个月,一个月20天,外力口5个无名日。但与此同时,有人却持另一种意见,他们坚持认为:既然玛雅人的地球年、金星年都是针对两个太阳系大行星而言的,目卩么卓尔金年一定也与某个大天体有着神秘的联系。可是,整个太阳系内并无公转周期为260天的大行星。于是便有人随之大胆地提出了一个近似于科幻小说的设想:玛雅人可能是外星人,他们曾居住的星球由于某种目前尚不可知的原因爆炸了,他们是母星大爆炸前移民至U地球上来的。他们的260天计年法,则是他们穿越心灵,永远也无法湮灭的记忆。

    墨西哥的阿兹台克人便一直采用52年一个循环的计年法)要建造一定台阶级数的建筑物(如寺庙和金字塔),建筑物的每一块石头都与历法有关,每一座建筑物都严格地符合某种天文上的要求。而且,每5个52年,他们都会举行隆重的祭祀仪式。现代学者称之为“历的轮回”。无独有偶,关于太阳系内是否发生过行星爆炸一说,从另一学说推算,竟也殊途同归地得出一个共同的结论。目卩就是天文学上着名的“提丢斯一波得”定则。

    早在1772年,德国天文学家波得在他编写的《星空研究指南》一书中,总结并发表了6年前由一位德国物理学教授提丢斯提出的一条关于行星距离的定则。定则的主要内容是这样的:取0,3,6,12,24,48,96……这么一个数列,每个数字加上4再用10来除,就得出了各行星到太阳实际距离的近似值。如:水星到太阳的平均距离为(0+4)-10=0.4(天文单位),金星到太阳的平均距离为(3+4)-10=0.7,地球到太阳的平均距离为(6+4)+10=1.0,火星到太阳的平均距离为(12+4)+10=1.6。依此类推,下一个行星的距离应该是:(24+4)-10=2.8,可是这个距离处没有行星,也没有任何别的天体。

    波得相信,“造物主”不会有意在这个地方留下一片空白;提丢斯则认为,所以,玛雅历中规定每52年260+5=52,也许是火星的一颗还没有被发现的卫星在这个位置上。但不管怎么说,“提丢斯一波得”定则在“2.8”处出现了间断。当时认识的两颗最远的行星是木星和土星,按照定则的思路,继续往夕卜推算,情况是令人鼓舞的:木星到太阳的平均距离为(48+4)-10=5.2,土星到太阳的平均距离为(96+4)-10=10。定则给出的数据与实际情况比较起来,是否相符呢?请看,行星到太阳的距离是:水星0.4-0.387,金星0.7-0.723,地球1.0-1.000,火星1.6-1.524,木星5.2~5.203,土星10.0~9.554。你看,定则算出来的那些数值与行星距离多么相近啊!于是大家开始相信,“2.8”那个地方应该有颗大行星来补上。

    波得为此向其他天文学家们呼吁,希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。一些热心的天文学家便立刻响应号召开始了搜索。然而好几年过去了,依然毫无结果。但正当大家有点灰心,准备放弃这种漫无边际的搜寻工作时,1781年,英国天文学家赫歇尔于无意中发现了太阳系的第七大行星一一天星。

    使人惊讶的是,天王星与太阳的平均距离为19.2个天文单位,若用提丢斯一波得定则一算,得出的结果是:(192+4).10=19.6,这个定则数值与实际距离竟然符合得近乎天衣无缝。这一下子,定则的地位陡然高涨,几乎是所有的人对它都笃信无疑,而且完全相信在“2.8”空缺位置上,一定存在一颗大行星,只是方法不得当,所以才一直没有找到它。可是,很快十多年又过去了,还是杳无音信。

    直到1801年初,一个惊人的消息才从意大利西西里岛传出,目卩里的一处偏僻天文台的台长皮亚齐在一次常规观测时,发现了一颗新天体。经过计算,它的距离是2.77个天文单位,与“2.8”极为近似。新天体被认为就是那颗好多人在拼命寻找却一直没有找到的天体,并被命名为“谷神星”。接着,谷神星的直径被测定了出来,是700多千米(后经重新测定为1020千米),这可把大家弄糊涂了,怎么能不是大个子行星,而是小个子行星呢?

    但令人震惊的事情还在后头呢。第二年,即1802年2月,德国医生奥伯斯又在火星与木星轨道之间发现了一颗行星一一智神星。除了略小之外,智神星在好些方面与谷神星相差不多,距离则基本一致,接着人们又发现了第三颗行星一婚申星和第四颗行星一灶神星。到最后,前前后后发现并已登记在案的小行星总数竟有4000多颗(据估计总数最后会达到150万颗),它们都集中在火星与木星之间的一个特定区域里,即所谓的“小行星带”,该带的中心位置正好符合提丢斯一波得定则为什么大行星变成了150万颗小行星?当时便有人猜测:是不是因某种人们暂时无法知晓的原因使原本存在的大行星爆炸了?后来,1846年和1930年,海王星和冥王星先后被发现,这两次发现对提丢斯一波得定则来说都是挫折。

    那么,提丢斯一波得定则到底有什么意义呢?这个问题引起了众多科学家旷日持久的争论,同时对于行星大爆炸的机制是什么,究竟是一种什么能量竟能使一颗大行星产生四分五裂的大爆炸,定则也完全无法说清。最终,“提丢斯一波得”定则连同“2.8”处行星大爆炸之谜,一起成为了一两百年来人们孜孜以求的世纪之谜。

    最近,中国青年陈清贫对这一世纪之谜提出了自己的假说。经过十几年的思索和模拟、演算,他得出了一个大胆的结论:这颗大行星就是玛雅人曾居住的“摇篮”,它的消失是行星大碰撞的结果!他认为大约6500万年前,太阳系内存在着十大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、玛雅星、木星、土星、天王星、海王星和X行星。至于居于2.8个天文单位的玛雅星则正繁衍着一代高度的文明。当时玛雅星人已在火星、地球、金星上建立了自己的生态基地,具备了星际移民的能力。同时,他们发明并利用了中微子通信技术、反重力技术、无错位技术等。那时,他们的生活和平安详,一切都有条不紊,按部给出的数据。

    就班,他们完全不知即将遭遇的灭顶之灾。

    6500万年前,一颗直径超过1万千米,质量超过50亿亿吨的大行星(或者就是太阳系第十大行星,或者是另一个懒惰星系统里的行星,或者根本是一颗流浪星)在某种能量的牵引和太阳引力的作用下,以每小时20万千米的高速冲进了太阳系。它首先遭遇的是海王星。那时,海王星的八颗卫星正在近海点运行,而原冥王星及原冥卫一“卡戎”却正一左一右在远海点运行。

    第一场遭遇战的结果是:大行星与海王星发生了猛烈地擦肩相撞,而且它一举击碎了海卫九和海卫十,扰动了海卫二(使海卫一轨道偏心率变为0,运行逆向,并使海卫二的轨道偏心率达到了0.了5,

    远远超过了太阳系内的其他所有的卫星和行星),冲击导致海王星脱离了当时的轨道,使其带着八颗卫星和两颗卫星的残片(后形成海王星环)紧跟大行星向太阳系内部运。

    至于原冥王星和原冥卫一“卡戎”却因正在远海点运行,又受大行星撞碎两颗海卫的冲击波和冲击碎片的影响,等它们分别返回近海点时,海王星已“远走他乡”。这两个“难兄难弟”只得相互“依靠”起来(冥卫一的自转和绕冥王星运动的周期都是6.39日,而冥王星自己的自转周期也恰好是6.39日。这种妙不可言的周期关系,在太阳系里独此一家)。而“远走他乡”的海王星本身,则大约在弧线飞行直线距离13.5亿千米后,完全摆脱掉了这颗大行星的冲击摄动力,从而停留在新的轨道上继续围绕太阳旋转(在如今的30.2个天文单位处)。

    那颗肇事大行星第二个遭遇的是天王星。它在低空横穿天王星轨道时,将天王星的一部分物质“拉”了出来,被“拉”出来的物质在脱离天王星本体一段时间之后,又因受天王星的引力作用而重新砸向了天王星,结果砸歪了天王星的自转轴。随后,大行星一举撞碎了一颗土卫,从而演变成了今天的土星环,又撞歪了土卫九,使其成为了土星庞大卫星系统中唯一的一颗逆行卫星。

    除此以外,大行星大概仍觉“意犹未尽”,它横冲直撞到了木星区域的最外层,结果把部分卫星撞得“晕头转向”,使木卫六、木卫七、木卫八、木卫九、木卫十、木卫十一、木卫十二、木卫十三脱离了原先行星赤道面内的轨道,同时使木卫八、木卫九、木卫十一、木卫十二运行逆向。至此,一路“冲冲撞撞”而来的大行星已略微改变了一下航向。结果歪打正着,它把最后的撞击点毫无误差地直指繁衍着一代高度文明、当时太阳系内的第五大行星一玛雅星。

    可以想象,大祸临头之际,玛雅星人大概会采取如下的自救措施一经反复核算无误后,整个玛雅星都紧急动员了起来,全球通力合作,倾一星之力聚集了几乎所有的热核武器对大行星进行了定向位移爆破,试图使大行星略微改变航向。只是大行星的个头太大,惯性冲击力又太强,所以整个计划基本以失败而告终。当无可奈何的玛雅星人最终感觉此路不通时,他们已消耗了大量宝贵的物力和能源。

    最后的星际移民,只有少数的玛雅星人得以先后移民到撞击面后方的火星、地球和金星的生态基地上。玛雅星人也真是祸不单行。数日后,在亿万玛雅星人惊恐的注视下,两星终于发生了灾难性相撞。

    大行星把玛雅星撞成了无数个碎片,自身也四分五裂,其中大的就形成了谷神星、智神星、婚神星、灶神星和义神星等着名的小行星;而部分小碎片则呈放射状地向撞击面后方飞射而出。无数的小碎片在火星上形成了炽烈的流星雨。全球温度的升高首先将火星上的冰川融化,从而在火星上形成了无数条汪洋恣肆的河流,但接踵而至的持续不断的高温和冲击,又很快将火星上的浩淼大水、万顷碧波全部蒸发殆尽,只留下如今突然中断的大小河床故道。但这又无法形成海、湖、潭等容积的大规模遗迹。

    金星亦未能逃脱这次厄运,一块大碎片在飞掠火星轨道、地球轨道后,一头撞到了金星上,结果使金星自转发生了方向性变化。同时,另一块直径约12千米,重达14万亿吨的碎块被撞向了地球,并不偏不倚地撞击在了地球的表面上(玛雅星人此时已无力摧毁这些碎块了)。

    结果,地球好像一下子受到了数以百计的氢弹袭击,遭到了严重的创伤。被抛起的尘埃在地球上形成了厚厚的云层,地面变暗、变冷,依赖于阳光的植物大量枯萎、凋谢、死亡。地球上的全部生物的3/4很快衰落,已“统治”地球1.5亿多年的恐龙同时也遭受到了灭顶之灾,短时间内便很快销声匿迹直至灭绝。

    这样,移民到地球的玛雅人必然再次遭受重创。不过他们在丧失大量人员后顽强地生活了下来,6500万年间创造了灿烂的史前文明。之后,他们又多次遭受诸如地极地磁逆转、大西洲沉没等一系列灾难性、毁灭性打击,但他们一息尚存,绵绵不绝。最后一批生活在中美洲尤卡坦半岛上的玛雅人依然保留了关于玛雅星的编年历,他们巧妙地使用了将卓尔金年和地球年协调并用的古老历法,以示对“故星”刻骨铭心的怀念之情。

    如果真如这种猜测一样,玛雅人就是玛雅星移民,3卩么他们知道天王星、海王星也就不足为怪了。如今,玛雅星文明的辉煌虽然早已消失在历史流动的长河之中,但是它的光芒是永存的,它像一位不可思议的先知,给我们以警示,并时时启发着人类,给人类以探索的渴望。

    神秘的天体怪星

    20世纪30年代,天文学家在观测星空时发现了一种奇怪的天体,它既是“冷”的,只有两三千摄氏度,同时又是十分热的,达到几十万摄氏度。也就是说,冷热共生在一个天体上。1941年,天文学界把它定名为“共生星”。它是一种同时兼有冷星光谱特征(低温吸收线)和高温发射星云光谱(高温发射线)的复合光谱的特殊天体。几十年来已经发现了约100个这种怪星。许多天文学家为解开怪星之谜耗费了毕生精力。

    最初,一些天文学家提出了“单星”说,认为这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星,周围有一层高温星云包层。红巨星属于一种比较晚期的恒星,它的密度很小,体积比太阳大得多,表面温度只有两三千摄氏度。可是星云包层的高温从何而来呢?人们无法解释。

    太阳表面温度约有60000摄氏度,而它周围的包层一日冕的温度却达到百万摄氏度以上,能不能用它来解释共生星现象呢?

    有人提出,日冕的物质非常稀薄,完全不同于共生星的星云包层。因此,太阳不算共生星,也不能用来解释共生星之谜。

    也有人提出了“双星”说,认为共生星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星组成的双星。但是,当时光学观测所能达到的分辨率不算太高,其他观测手段尚未发展起来,人们通过光学观测和红移测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这些正是确定共生星是否为双星的最基本物质特征之一。

    近些年,天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明,不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动,这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有很高的空间分辨率的射电波段进行探测,查明了许多共生星的星云包层结构图,并认为有些共生星上存在“双极流”现象。现在,大多数天文学家都认为,共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星,以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。

    有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型:共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀,其物质不断外溢并被邻近的高温矮星吸积,形成一个巨大的圆盘,即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远,我们区分不出它们是两个恒星,而看起来像热星云包在冷星的围。

    有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座Z型星是这类星中比较典型的,这是由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统,经常爆发,爆发时亮度可增大数十倍。它具有低温吸收线和高温发射线并存的典型的共生星光谱特征。

    天文学家指出,对共生星亮度变化的监视具有重要意义。通过不间断地监视可以了解其变化的周期性、有没有爆发,从而有助于揭开共生星之谜,这对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个谜看来还需要付出许多艰苦的努力。

    让人困惑的类星体

    1960年,美国天文学家桑德奇用当时世界上最高倍的天文望远镜观察到一个名叫3C48的射电源;但是随后人们又发现,其实它并不是一个射电星系,而是一颗颜色发蓝的暗星。它的光谱中有一些又宽又亮的发射线,这些发射线在光谱中所处的位置很奇特,以至在长达3年之久的时间里,竟然无人能辨认出。

    1963年,另一位旅美荷兰天文学家施密特,又发现了距离我们有23亿光年并且与3C48相类似的天体3C273。施密特在对3C273的光谱进行详细研究分析后,发现它们不过是普通的氢光谱线,因而可以确定在这个天体上,并没有什么地球人未知的新元素。

    然而与其他天体元素所不同的是,这些元素的谱线都向长波方向移动了一段距离,天文学上把这种现象叫做“红移”。当一颗恒星背我们而去时,从地球上看,恒星的光波频率会降低,波长会变长,这就是红移现象。红移值越大,则恒星离去速度越大,与我们距离越远。一般恒星发生这种红移现象时,移动的数量很小。可是这个星体的红移量非常大,比一般恒星的红移要大上几百倍甚至上千倍。

    这种新型的天体即使用最大的天文望远镜观测,绝大多数也仅仅呈现为恒星似的微小光点。根据美国天文学家哈勃在1929年总结出来的规律,红移的大小同星系与我们的距离成正比,红移越大,星系距离我们也就越远。这种巨大的红移表明它们是极遥远的河外天体。按照哈勃定律,可以推测出这些天体远在年年以。

    当初,天文学家们正是因其貌似恒星而实非恒星,便将它们命名为“类星体”,意即“类似恒星的天体”。不过,后来发现有些类星体的周围有微弱的星云状包层,还有一些有喷流状结构,因此其外观与恒星并不完全相似,所以严格说来,“类星体”这个名称已经不能算名副其实了。

    如今,多数天文学家认为,类星体乃是星系一级的天体,它们可能是某些活动剧烈的星系的核心部分。经过科学家们的研究,类星体的发光能力极强,比普通星系要强上千百倍,例如3C273亮度为12.8星等,若把太阳放到其位置上,我们根本就观测不到,因此类星体得到了“宇宙灯塔”的美名。更令人们吃惊的是,类星体的体积很小,直径仅有普通星系的十万分之一甚至百万分。

    为什么在这样小的体积内会产生这么大的能量?这一问题使得科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋。起初人们难以对它的能量来源作出解释,便将此称为类星体的“能源困难”。近年来,种种假说接踵而来。

    有人认为其能源来源于超新星的爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸。还有人分析是由于正反物质的湮灭。更有人推测类星体中心有一个巨大的黑洞,吸引并吞噬周围的物质,同时以辐射的形式释放出巨大的能量,单单这一过程已足够提供为解决“能源困难”所需的全部能量。当然,要想拨开类星体的迷雾,还有待于科学家们辛勤探索。

    另外,因为在类星体与我们之间的漫长距离上,存在着种种非常稀疏又非常暗弱的物质,所以通常人们是无法观测到它的。但是,这些暗物质会吸收类星体的辐射,使类星体的光谱中出现各种附加的吸收线。研究这些吸收线,就可以反过来推知那些暗物质的情况了。这也是人们对类星体极感兴趣的又一个重要原因。

    关于类星体,目前尚有许多争论,焦点就在于其距离究竟是否那么遥远。测定类星体距离的依据正是它们的光谱线红移,星系光谱线红移的原因是它们者卩在有条不紊地彼此远离。换句话说,星系红移的本原乃是光源运动造成的多普勒效应。类星体既是星系级天体,人们便猜想哈勃定律同样也适用于它。于是,只要测出类星体光谱线的红移量,就可以推算出它们的距离。然而问题在于:类星体的红移量异常之大,如果用多普勒效应来解释,则绝大多数类星体必定正在以每秒几万千米、十几万千米,甚至以接近光速的巨大速度退离我们而去。根据哈勃定律算出这类类星体与我们的距离远达数十亿乃至上百亿光年。正是由于类星体既如此遥远又显得相当明亮,才导致了其产能率高得令人吃惊的“能源困难”。这时,有人便转而怀疑:类星体是否果真如此遥远?用多普勒效应来解释类星体的红移是否合理?就这样,“类星体红移本原”成了当代天文学中的一大疑惑。

    在探求类星体红移本原时,天文学家有不同的意见,于是出现不少说法,如“宇宙学红移”“非宇宙学红移”“速度红移”等。遵循完全不同的思路,还先后有人用“光子老化”“基本物理常数的变化”等越出传统物理学框架的大胆假说来解释河外天体红移的本原。但是它们迄今尚未得到任何物理实验和天文观测事实的支持。

    总的说来,在现阶段,绝大多数天文学家认为类星体红移具有宇宙学本质。例如,按照一定的标准将类星体分类,将某一类类星体当做具有相同绝对光度的“标准烛光”,结果表明,它们大致遵循哈勃定律;又如已在几个星系团内各发现一个类星体,而这些类星体的红移与相关星系团的宇宙学红移相近等。

    但有不少天文学家,如美国的阿普认为,类星体红移具有非宇宙学的本质。而美国基特峰天文台台长伯比特则认为,类星体红移既有宇宙学红移,也有非宇宙学红移。

    大部分天文学家根据类星体光谱线有较大的红移认为类星体是相当远的天体。但是后来几位天文学家指出,至少有一些类星体距离地球比较近。他们的主要证据是在那里一颗类星体与一个多普勒位移小得多的星系有明显的联系。美国国家射电天文台的卡里利和他的同事对上述令人颇感兴趣的类星体一星系样本进行过研究。

    更令人惊奇的是,类星体的速度居然超过了光的速度。1977年以来的发现证实,还是那颗3C273,它的内部有两个辐射源,并且它们还在相互分离,分离的速度竟高达每秒2880000千米,是光速的9.6倍。不仅如此,继此之后,人们还相继发现了几个“超光速”的类星体。简直不可思议!因为迄今为止人类普遍认为,光速是不能超越的,然而上述发现又是那样的奇特,不能不让人感。

    红色的星球——火星

    在太阳系中,火星是一颗旋转于地球轨道外侧的行星。它呈现出不寻常的红色光芒,突突如火,给人类留下了极深刻的印象。在中国古代,人们将火星称为“荧惑”。很早以前,日本人也曾把火星当成是一颗不吉祥的星,给它取名为“灾难星”和“红焰星”。而古罗马人称它为“马尔斯”(神话中的战神),将它与战争鲜血联系在一起。

    的确,火星是一个红色的世界,它充满了神秘的色彩,就连它为什么是红色的,人们都研究了数千年。后来,科学家们从发射的火星探测器带回的新资料的分析中才知道,原来,火星的红色与它的表面物质状况是分不开的。火星表面有如同月亮上那样众多的环形山和火山,风化作用产生的大量铁镑使这里几乎到处是红色沙漠,连天空也是红橙色的。火星表面为什么含铁量会如此的丰富呢?这个问题直到现在也没有人能够说明白。

    在太阳系八大行星中,人类对火星的探测力度最大。从20世纪60年代初至今,美国和前苏联一共向火星发射过20多个探测器。其中探测收效比较好的有:1971年美国发射的“水手9号”;1975年美国发射的“海盗1号”和“海盗2号”;1996年美国发射的“火星环球勘测者号”和“火星探路者号”。其中“海盗1号”和“海盗2号”和“火星探路者号”三个探测器均在火星上软着陆,并进行了多方面的考察。“探路者号”还带去了“旅居者号”火星车,实现了可移动性的探测考察,为宇航员登上火星开辟了道路。一系列探测活动使得人类对火星的研究有了较大的进展。

    我们为什么偏偏对火星情有独钟呢?也许因为它是我们的近邻,也许因为它和地球太相似,所以对我们别具吸引力。

    火星素有“小地球”之称。它的半径为3390千米,比地球的半径(6378千米)差不多小了一半。

    论体积,在类地行星中,它只是比水星大些,比地球和金星都要小。

    相对于地球,火星离太阳的距离远些,它的运行轨道比较长,运行的速度也慢些,因此,它的公转周期是687天。这样一来,地球每隔两年又两个月才能遇上火星。另外,它以24.623小时的周期绕轴自转。

    自转周期与地球如此相近的行星,目前尚未发现第二颗。不仅如此,火星的自转轴的倾角方式也和地球非常接近。火星上也有四季交替,只是它的每一季都是地球的两倍长。有趣的是,火星的南、北极白色的隆起部分,会随着季节变化而扩大、缩小,人们把它们叫做“冰冠”“极冠”。从天空中观察火星,还能看见它有稀薄的大气层,有两个“月亮”一火卫一、火卫二围绕着它运行。

    这一切都让人感到亲切,它简直就是地球的影子。毫无疑问,“小地球”增强了人类对它作出深人研究的信心,更多的人则是希望拨开层层迷雾,见到期待已久的宇宙同类,哪怕它们是“小绿人”之类的另类生命;也有人希望能通过对火星的研究为地球上日益膨胀的人口开辟出一个更加美好的世界。

    1965年7月,当“水手4号”火星探测器首次飞越火星上空,把拍摄的照片传送到地球时,人们喜悦的心情混杂了些许失望。

    火星是怎样的一种状态呢?原来,火星像月球那样布满了环形山,其中有些大山高度在2万米以上,地球上的最高峰都无法与之相比。另外还有被陨石撞得坑坑洼洼的地表以及深沟宽壑。

    火星上稀薄的大气层,密度相当于地球大气层30~40千米高处的密度,大气的主要成分是二氧化碳,约占95%,此外还有氮占2%~3%,氩占1%-2%,氧的含量很少。火星表面白天最高气温为-13°C,夜间最低气温为-73°C,气温和气压都变化很快。在最冷的地方连二氧化碳都会结冰,它的冰冠至少有一部分是冻结的二氧化碳。在这样的状况下,液态水存在的可能性极小。

    虽然人们美好的愿望遭到打击,但对于火星的认识却跨出了重要的一步。如过去人们一直困惑于火星的红色,有人甚至猜测说,火星上生长着大片大片红色的植物,而冰冠的冰雪消融,正好灌溉红色植物。经过火星探测器探测,人们才知道火星上并没有红色植物,它之所以呈现红色光芒,是因为地表风化浮土层富含氧化铁,这种浮土层厚达20米,并有2米厚的氧化硫尘埃。当火星反射太阳光的时候,富含铁的铁镑红便反射了出来。有时火星上狂风大作,黄色尘埃腾空而起,形成所谓“大黄云”,有时能将半个星面盖住。

    虽然现在的火星是完全干涸的,但研究显示,火星上曾经有过水。有丰沛的水,又有大量的氧,加上比较充足的阳光,这三条产生生命必备的条件都有了,不禁让人追问:火星上存在过生命吗?如果存在过,它是以什么样的形式存在的呢?

    1996年8月,人们在地球南极的冰层下发现一块陨石,随即掀起了一场“火星生命热”。一块重约1.9千克、看起来并不起眼的陨石,一下子变成了稀世珍宝,备受世人瞩目。美国航天局和一些着名大学的科学家宣称,他们发现了来自火星的陨石,这块陨石在南极的冰层下已沉睡了1.3万年,它的内部存在着微生物的化学、化石残留物。

    这块陨石被命名为ALH84001,根据推测,它是在大约1600万年前,随着一场意外的爆炸(也许就是未知的卫星撞击火星时)被抛到了火星大气层。偶然的机会让它摆脱了火星的引力,在星际空间流浪了几百万年。约在1.3万年前,它划出美丽的弧光,落在地球南极洁白的冰原上。

    天外来客ALH84001受到了极高的礼遇。科学家们围着它整整研究了3年。人们用扫描电子显微技术,对它的内部构造、

    成分进行分析,发现了它有一些分节段的管状物、若干碳酸盐小球、一种与地球上古代细菌化石类似的圆形物等。研究结果认为,有理由表明火星在36亿年前是一个有生命的时期。

    这一研究结果使许多人感到振奋,但也有人认为就一块限石而下如此结论为时过早。他们认为,火星生命之谜是一个不寻常的课题,必须要有充足的证据来证明。这并非否定火星生命的命题,而是必须对火星进行深层次的探测。

    火星上是否有生命,是科学家们非常关注的话题。目前,“火星环球勘探者”上有专门探测火星表面矿物构成的仪器。现在它还没有发现能够产生构成生命基本成分的岩石。

    可以预计,科学家们探索火星的手段也将越来越高。根据报道,下一步将计划火星有人探测。它是继月球探测之后的又一重大目标。到火星去,单程即需要200多天,它涉及许多领域和新技术。预计在2010年,将由一个庞大的宇宙飞船团实现伟大的火星之旅。在此之前,地球的南极将被科学家们用来做“适应性训练”的实验场。因为南极有永久冰封的大陆,长期缺乏阳光,用它来星表面,也是不的。

    有人说,全面揭开火星秘密的时代即将到来。凭借今天的科技力量,再用百余年的努力,火星也许就是人类的理想居住地。

    沉默的巨人——泰坦星

    千百年来,人类一直梦想在浩渺的宇宙空间里能找到人类自己的伙伴或地球的伙伴。他们的目光先后投向过月球、火星、金星、木星、土星,乃至遥远的河外星系。虽然一切都是未知,但探索和寻觅的脚步从未停止。

    最初,火星的种种神奇曾令科学家们满怀希望。从20世纪70年代风靡一时的“火星人”传闻,到20世纪末“探路者号”着陆火星,世人对它的关注程度始终有增无减。即便一些科学家一再说明,火星上生命存在的可能性微乎其微,但人们幻想向火星移民的热情似乎仍在日益高涨。最近的探测飞行表明,火星上可能真有水的存在,只不过它们不是如人们最初想象地流淌在火星运河中,而是以固体一冰的形式存储在这颗红色行星的极地里。于是,人类丰富的想象力再次被激发。火星曾是一个鸟语花香的世界吗?我们能在火星上建立另一个地球吗?这些问题现在还无法回答,我们只能等待新的发现、新的突破。

    “永远的”火星总是令人牵肠挂肚,除了它,木卫二也是近年来天文学家研究的热点。木卫二是伽利略于1610年用他自己简陋的望远镜发现的一颗木星卫星,被命名为“欧罗巴”。1979年,美国“旅行者号”探测器对其近距离观测时发现,木卫二表面大部分是光滑的冰块;1989年美国发射了飞向木星的“伽利略号”宇宙飞行器,它于1997年传回了木卫二的照片。通过照片,人们能清晰地看到它表面的冰原及裂缝。1999年,“伽利略号”从距木卫二仅600千米处传回的照片使这颗直径3138千米的卫星一跃成为继火星之后又一个生物天文学的“圣地”。通过对图片的地质分析,天文学家推断,木卫二和地球一样含有液态水,不过,这些水被封在冰层下。有水就意味有生命(水是形成氨基酸的必要成分,氨基酸可形成化学链,化学链又促使脱氧核糖核酸与活性细胞的形成)。有人正计划向木卫二发射一个可穿透冰盖的小型潜水探测器,以探知是否真有生命存在的痕迹。

    在火星和木卫二引起人们的兴奋还未平复时,另一颗神秘的卫星一泰坦星又重新闯人我们的视野,希望的火焰再一次点燃。

    泰坦星也叫土卫六,距太阳14亿千米,表面重力为地球表面重力的1/7,表面温度-178°C,直径4828千米。它是土星23颗卫星中最大的一颗,体积在太阳系众行星的卫星中位居第二。早在1655年,荷兰天文学家惠更斯就发现了这颗巨大的卫星,人们便用希腊神话中力大无穷的独眼巨人泰坦为其命名。1940年,美国天文学柯伊伯发现它被厚重的大气层包围。

    1980年,“旅行者1号”探测器拍摄到泰坦星的照片,照片上的它为浓密的橘红色云雾所笼罩。据“旅行者1号”的仪器分析,泰坦星上大气的主要成分是氮,还有甲烷及少量碳氢化合物。这一成果令科学家们雀跃不已。因为数十亿年前地球的原始大气环境与目前的泰坦星极为相仿,也就是说,泰坦星这种状况有可能导致得到了最后一次加速。2004年7月1日,“卡西尼号”已经来到土星近旁,同时进人环绕土星运行的轨道。其任务是环绕土星飞行74圈,就地考察土星大气及大气环流动态。它还多次飞临土星的众多卫星,其中会飞掠泰坦星45次。在强烈的温室效应,从而使其表面温度升高,也许会形成一个类似地球生命诞生的。

    科学家们迫切地想进一步探知泰坦星厚重的大气层下究竟隐藏着哪些奥秘。1997年10月,“卡西尼号”太空飞船升空。飞船于2004年7月进人土星区域,开始对土星大气、光环和卫星进行历时4年的科学考察;其后,一个名为“惠更斯”的登陆舱还实现了在泰坦星上成功登陆。

    “卡西尼号”飞船直径约2.7米,总重达6吨,由轨道探测器和着陆器两部分组成(轨道探测器装有12种探测仪器,着陆器装有6种探测仪器)。为了加快飞行速度,1998年4月“卡西尼号”飞掠金星时获得了第一次加速。绕太阳公转一周后,它于1999年6月再次飞掠金星,获得第二次加速。同年8月,它在地球附近掠过,获得第三次加速。而2000年12月,“卡西尼号”飞掠木星,接近泰坦星时探测器将用雷达透过云层绘制泰坦星的表面结构图。此外,预计探测器可发回近距离探测土星、土星环和土卫家族的图像50万帧。

    现在“卡西尼号”飞船正遨游在太空,人们对泰坦星的研究也在加紧进行。新的成果不断涌现。美国能源部的天文学家宣布,他们发现泰坦星上可能存在大片由液态碳氢化合物组成的“海洋”,如果得到确认,目卩么这将是人类在太空首次发现“海洋”。天文学家们在夏威夷通过巨型望远镜“凯克”对泰坦星进行观测时发现,在泰坦星上一些可能由冰或岩石组成的大洲或高地之间,存在着一片肾脏形的深黑色区域。他们认为,这即是由液态碳氢化合物组成的“海洋”。参与观测的科学家麦金斯·托斯介绍,那片海洋可能是由液态甲烷、或其他碳氢化合物组成,当然也有可能是一种固态的有机物质。有迹象显示,这种复杂的化学组成类似于地球早期呈现的状况,或许在这充满有机分子的环境里存在着某种形式的生命。

    从前曾有科学家认为,泰坦星上的乙烷会聚合,并以黑雨的形式降落到表面。无独有偶,2001年10月20日出版的《科学》杂志,发表了美国北亚利桑那大学格里菲斯教授关于泰坦星的最新研究结果。文章说,泰坦星是太阳系中唯一一颗有大气层的卫星,且它的表面包含着许多构成生命的基本物质,如氮、碳和水等。因此,近年来它成为人类寻找外星生命的热点之一。

    虽然泰坦星的表面重力只有地球表面的1/7,但由于极其寒冷,泰坦星的大气处于能量较低的状态,这样,它以比地球弱得多的引力吸住了比地球浓密得多的大气层。格里菲斯教授对泰坦星不可见光波段的辐射进行了观测,结果发现正像人们原先预计的,泰坦星上每天都有云层形成和消失。而云层的消失就意味着在泰坦星上每天都会“下雨”,不过从这颗星球的天空降下的不是“雨水”,而是液态或固态“甲烷”。甲烷是地球上很多家庭使用的天然气的主要成分。在地球上,天空的云是由于阳光的照射、加热,水变为水蒸气,水蒸气上升到温度较低的高空后凝结成水滴或冰晶形成的;但泰坦星表面温度极低,接受到的太阳能量只有地球表面的1/100,所以泰坦星天空中的云可能是由于其内部的热量形成的。格里菲斯教授的观测还表明,泰坦星上被甲烷云层覆盖的部分只有1/100(地球有50%的部分被云层覆盖),因此这颗星球上的天气变化非常柔和,“降雨”较稀少(尽管这样,科学家们认为泰坦星上的低洼地区仍可能存在着由液态甲烷组成的“海洋”。

    到目前为止,科学家们为我们描绘的泰坦星上的景象,是已发现的所有星球中和地球最为相似的:天空中不时有云朵飘过,偶尔还会雪花飞舞;地面上山丘起伏,广阔的海洋里甚至可能有生命的存在。但这幅颇具诗意的图景仅仅是科学家们的推测。

    值得一提的是,在重达350千克的“惠更斯”上,除了众多的科学仪器外,还有一个特殊的光盘,光盘上录制了通过网络征集的给“泰坦人”的信件,多达100万封,人们的热切、渴望可见一斑。这些发给“泰坦人”的信件五花八门,读后令人忍俊不禁。绝大多数信件的语气十分友好,很诚恳地邀请“泰坦人”来地球做客。例如,一位13岁的小朋友要“泰坦人”“赶快到我们这个蓝色的星球上做客”;一个自称“老鼠”的网虫整封信里只有一句滑稽的问候:“喂,泰坦上的绿色虫子,你们好”;据说还有一封美妙的征婚信:“一位身材高挑的法兰西女郎,拟结识一位魁梧英俊的外星人男士,如有可能,请来些罗曼蒂克”,该信署名为“30岁的弗兰西斯斯·朱古亚”。但愿他(她)们都能梦想成真!

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