太阳系的己知成员包括我们称为太阳的1个恒星、9个行星、36个卫星、大约5000个小行星、数以百万计的陨星以及约1000亿个彗星,外加无数的尘粒、气体分子以及电离原子。太阳系的物质有99.869集中在太阳内,在剩下的认14呢的物质中,地球与月球合起来所占的份额还不足。
行星的英文名词源出希腊文,意为流浪者,这是指行星的运行总是漂流于恒星之间,而于渺茫天外不知归宿何处。
最接近太阳的行星是水星。水星无水,只有炽热。它的椭圆形轨道一端与太阳距离略小于4500万公里,另一端则为6900万公里。因为没有大气层的保护,太阳风与太阳光使水星朝向太阳一面的温度高达427摄氏度,而背着太阳一面的温度则降至零下171摄氏度。水星离开太阳如此之近,经常被太阳的光辉所淹没。地球上的观星者看起来,水星与太阳之间的角距离很小,从不超过28度,因而寻找它看见它都是相当困难的。哥白尼直到辞世也没有见过水星,并以此为憾。
因而,在很长时间内,关于水星大多是传闻与推测。
水星真正进入人类的视野是20世纪70年代的事情了。
1973年11月3日,“水手10号”发射成功,飞行140多天后于1974年3月29日到达水星区域。探测器离水星表面最近时只有300公里,水星的部分真相终于暴露:水星表面密布着环形山,有大有小,千姿百态,足可与以环形山著称的月亮媲美。差别只在于:月球环形山一般都在高地,水星环形山集中在平原区;另外月球环形山有大山,水星上却都是小山。水星的直径为4800公里,是地球的38冗。水星表面有一个特大的地形构造,即位于赤道附近的卡路里盆地,直径约1400公里,周围是高约2公里的环状山脉,这个盆地有可能是一次极为猛烈的陨星撞击后形成的。
水星上空几乎没有大气。
但,同大多数科学家的推测相反,水星上有磁场而且是两个极的偶极磁场,现在尚不知水星磁场是怎样产生的。
金星是颗明亮而美丽的星。
1761年,当时的世界曾为罕见的金星凌日现象展惊。所谓凌日就是看似金星从日面穿越而过的现象。俄国人罗蒙诺索夫是众多的在地球上观测此一现象的观星者中的一个,根据金星圆面边缘的状态,罗蒙诺索夫准确判断并发现了金星大气。
当地球上的人远望金星时,又怎么知道金星上的风暴闪电?
你说你看见金星了,其实你没有看见金星在金星60多公里的高空中风速为每秒100米,地球上12级台风的速度也只是每秒32米。苏联于1978年9月发射的“金星12号”行星探测器到达金星区域后发送了一个着陆器。当着落器在大气中朝金星下降,在很短的一段距离内,接连不断地记录下了匕千次闪电,其中有一次为15分钟的长时间闪电。
金星上的雷暴啊!金星上的闪电啊!金星大气的主要成分是二氧化碳,达9770,低层约为999。浓密的金星云层主要集中在100公里以下的大气中,而在金星地面上空三四十公里范围内,那密布的浓云是由浓硫酸雾组成的,浓硫酸的腐蚀性自不待言,它在金星上是取之不尽的天然物,成为雾和云,自由自在。
大气中如此之多的二氧化碳使金星始终在“温室效应”的笼單下。二氧化碳对光线来说是透明的,但对热辐射而言则是不透明的。当热辐射无法散逸到太空,热量在金星表面的进的真的显现。
一步积累,便形成了“温室效应”。金星的温度一般都在465摄氏度与485摄氏度之间。此种“温室效应”以后达至的高温,使金星有任何生物存在的解释都化作了烟雾。
明亮而美丽的金星,灼热且荒凉的金星!确切地说,金星是地球人的警醒之星。
地球已经开始被“温室效应”初步困扰了。随着无节制的人类活动的日益增多,愈来愈多的二氧化碳不仅改变了大气之中天然的二氧化碳的比例,大气温度继续上升的趋势已经是铁定的事实。一旦迄今为止还被禁锢在地球岩石中的更大量的二氧化碳被释放出来,地球除了成为第二颗金星之外便别无选择。
金星是一颗奇特的星。
金星的公转周期是224.7天,而自转周期却是243天。也就是说金星一日比太阳系中任何一个行星的一日都要漫长,漫长到比它自己的一年还要长19天左右,这很容易使地球村里的中国人想起度日如年的成语。另外,金星的自转方向与除了天王星以外的所有行星的自转方向正好相反如站在金星的北极看金星的自转是顺时针方向,这样倘在金星上仰望天宇,太阳是西升东落的。
不过,这一切都不重要,我们说的金星的奇特总是脱不开地球人的眼光。金星就是金星,金星为什么要适合你我的口味呢?人类更应铭心刻骨的是金星的“温室效应”。谁知道呢请亲爱的读者允许我胡乱猜测金星的“温室效应”也是逐渐加剧并经历了地球目前的这个阶段……
关于地球的庄严妙相,后面将详细叙写。火星是太阳系所有行星之中颜色与众不同的一颗星星。它发红,有时甚至还相当鲜艳,像是一堆荧荧燃烧的火。在观星者的记载中,始终为这燃着火焰之星的时而在星空背景下的由西向东的“顺行”所吸引,时而又被它的“逆行”所迷惑,中国的古人诗意地称之为“荧惑”。
发明望远镜以后的最初的年代里,人们终于看清楚了这“火焰”原来是大片的红色沙漠,但进一步的观察所带来的推测更加激动人心:火星赤道地区的红色沙漠中有纵横交错的痕迹,某些天文学家认为那是人造运河,用来灌溉这个正在明显为干旱所折磨的行星。1976年,“海盗号”太空船两次降落火星,都没有获得运河的资料。但太空船拍摄的照片说明,那些业已干涸太久的水道,是10多亿年前火星上的洪水冲蚀出来的。
现在,火星上已不再有流水。
但,人们总是在谈论着火星,甚至火星人。尽管“海盗号”的实验结果显示:火星上连低等和原始生命都没有,哪来高等生物呢?这个距离太阳2.29亿公里、地球轨道之外的第一颗行星,看来在人类追寻别的太空生命的梦里,还不会从此沉寂。因为火星上的蜿蜒曲折的河床太叫人想入非非了首先是水其次是河床的开掘者。虽然科学家认定是10多亿年前的火星大洪水冲出了这些河道,这些长1000多公里、宽60多公里的河床却至少证明着火星上曾经有过的流水浩淼的时光,那时火星上还有些什么呢?水,总是叫人想入非非。
1996年8月19日,美国《新闻周刊》发表了题为“来吧,火星”的专题文章。
文章说,一个科学家小组上周向全世界宣布,他们对来自火星的一块重1.9公斤的陨石进行两年研究之后,发现了火星生命的证据。这些证据为:
一些复杂的分子,看起来像我们地球上的细菌产生的那种晶体,以及看起来像地球上化石细菌那样的细管。
任何一种单独的发现都可能被驳倒,但这几项发现加在一起,就足以使美国航天局在8月14日举行了一次震惊世界的记者招待会。这是一块来之不易的陨石。
这块垒球大小的陨石是美国科学家每年一次到南极搜寻陨石时,在阿兰山冰冻的荒原上发现的。这一块落到南极又被带到美国华盛顿的陨石,其旅程的初始是在40亿年前。当时这块陨石还是火星地壳的一部分,火星上40亿年前的样子跟如今也大不一样,它有厚厚的大气层,气温与地球相仿,火星表面有流动的液态水。
美国《新闻周刊》的文章又说:大约36亿年前,在岩石的小裂缝中形成碳酸盐微粒,像在水管里的水垢一样越积越多,火星的气候逐渐变化,液态水开始消失。也许在1500万年前,一颗小行星或彗星撞击火星,并撞下一块火星地壳,它沿着绕太阳的轨道运行,直到1.3万年前落到南极成为阿兰山84001号陨石。
只要让人类编上号,它就再也不是自由自在的了。
考察小组成员、斯坦福大学化学家理查得扎雷利用激光和质谱仪查验这块陨石时发现了一种叫多环芳香烃的分子,它是在燃烧过程中形成的,但是生物有机体的分解和变化过程中也会产生多环芳香烃。扎雷说阿兰山84001号陨石中的残留物,跟简单有机物质腐烂时产生的东西非常相似。”这些多环芳香烃是在陨石裂缝深处发现的,其密度大大高于南极冰层中多环芳香烃的密度。这两个事实表明:这些多环芳香烃来自火星而不是来自外层空间或地球。进一步的研究更发现,陨石中的晶体形状像管子和泪滴,跟地球上产生细菌的晶体物质完全一样。换句话说,它们看起来很像细菌滴。
由此,阿兰山84001号陨石,便被美国的一些科学家推断为来自火星的生物化石火星曾有生命。
德国《明镜》周刊记者就火星上的新发现采访了长期从事生命起源研究的德国格丁根马普学会生物物理化学研究所所长、诺贝尔奖得主曼弗雷德艾根。他说,人类不可能在宇宙找到知音,我们所在的地球的进化过程是何等的艰难和难以想像,就证明了这一点。因此,人类在宇宙中是不可能发现更高级的生命或者说是不可能找到智慧生物的,至少是在可以达到的距离内是找不到的。但是,我们在科学方面有一条原则,那就是:什么时候都不应该不发表看法。
让我们暂且离开火星。
从火星向外看去,或者说从火星背着太阳向外飞驰5.47亿公里,浩瀚的天空几乎就是空的,太阳系给人以曲终人散之感。但有小行星,若散兵游勇,这些小行星由岩石与金属组成,又小又崎呕不平,加起来还不到月球质量的5嗝。第一个小行星是意大利天文学家基塞浦.皮亚齐于19世纪的第一个夜晚,即1801年1月1日晚上发现的,他把它命名为谷神星。后来的测置揭示,谷神星直径约为1000公里,按一定的轨道运行。
小行星被不断地发现,而且主要集中在火星与木星之间的一片广阔的区域内,不知道它们是怎么来的,它们就这样来了,而且数量愈来愈多,人们对此估计的数字从3万到50万相去甚远,而比那些小行星更小的小小行星包括只有漂砾、卵石般大小的,估计将以10亿计。
在所有的这些小行星中只有2000个曾被仔细观察过。
这些飞行流浪者会撞向地球吗?
大如漂砾的小行星每年约有1500个与地球撞击而最终结束其漂泊的历程成为陨石。大如飞山的小行星揸上地球的次数要少得多,大概每一万年发生一次。地质地貌专家吿诉笔者,如果不是大气的障蔽,以及地球上绿色植被的保护、复原作用,我们借居的这个动荡不宁的行星早就像月球表面那样伤痕累累不堪入目了。
1997年1月20日,中国北京天文台兴隆观测站发现了一颗近地小行星199788。根据国际小行星中心的测算,这个小行星的运行轨道与地球轨道相切。消息一经公布,世界立即为之震悚,与不久前火星生命的争论相比较,地球人似乎又明白了一些什么,人类能够完全掌握自己的命运吗?
比如说这颗被称作1997811的小行星,如果它执意要和地球撞一下后果又将如何呢?1997811的直径约为1?2公里长,科学家认为一颗直径超过1公里的小行星与地球相撞对地球生物的影响,将是毁灭性的。
6500万年前至少是一次可能是几次的小行星撞击事件,使地球上恐龙绝种、恐龙时代结束。1997811之所以引起人类如此大的震动,是因为如果真的对撞,其灾难性不言而喻:人类历史的相当一部分将会发生前所未有的突发性中断如果不是全部的话。
1994年“彗木相撞”,“木星表面因撞击而形成的‘尘埃罩’,其厚度比地球直径还要长。如果这种噩运降临地球,除了大量物质被抛入太空、尘埃遮天蔽日以及海啸之外,还将有数以万亿吨计的岩石被气化。无情的酷热使大地变为焦土……而对于残存的人与生物来说,等待它们的将是持续数年不散的‘尘埃罩’、难以存活的漫长‘冬天’。《中国环境报》,1997年3月30日,梅冰文究竟会如何动作呢?
兴隆观测站小行星观测课题项目的专家朱进认为:
轨道相切说明有这种可能,虽然可能性是微乎其微的。问题在于行星轨道始终在不断演化,演化将随时增加或减少着这种可能性。它也许将远远地一掠而过;也许恰好以适当的速度与方向靠近地球,因地球的吸引而成为又一个月亮;也许在运动中与别的星体发生撞击,我们就再也见不到19978只了,只剩下它的残片;当然也可能是和地球正好撞上,但我们不希望算出这样的结果,那将是个糟透了的新闻。
也许就是不确定,对人类来说不确定的未来是更真实的未来。
火星与小行星之后,先把困惑和惊吓放到一边,现在我们要谈谈木星。亏得木星是如此巨大,它的赤道直径超过14万公里,是地球的11倍多;它的体积更是地球的1300倍以上;而它的质量也惊人地为地球的318倍还多一点,是其余八大行星的质量总和的两倍半。木星倘若不是如此庞然大物彗木相揸”之下,也许已经支离破碎了。
从任何方面来看,木星都是八面威风的。它有已经确认的16颗卫星,其中“木卫三”是卫星世界中的最大者,直径超过5200公里。木星不知为什么总是急匆匆的,它自转一周只需9小时50分左右,在赤道地区达到每小时4.5万公里,高速自转引发的大气湍流程度极其猛烈,使有色气体条纹在整个木星的大气层中勾勒出无数神秘的可见线条。一个直径大于地球直径的巨大红斑已经在木星赤道以南徘徊了300多年,使伽利略开始的手持望远镜的观星者一律瞠目结舌至1973年。直到美国的“先驱者10号”太空船拍摄到红斑的内部云层,人们终于明白这是大气层的气旋骚动。
木星多风暴。
木星有大磁场。
土星是人类早期的观星者用肉眼看到的五大行星中的最后一个。伽利略用望远镜观测土星之后,说这个奇怪的星长有一对“耳朵”,实际上这是土星光环。直到20世纪中叶,土星一直是太阳系中惟一带有光环的行星,也是人类观测到的所有天体中的独一家。
无论大小还是质量,土星均仅次于木星位居第二。土星的赤道直径约12万公里,是地球的9倍多,质鼉是地球的95倍,可是如此之大的一颗行星的密度却只是每立方厘米0.7克。有人说如果能找到足以容纳土星的海洋,而它又肯屈尊俯就洗一回海水浴的话,土星将会漂浮在蓝色波涛之上。
从土星再往外14.5亿公里远才到达下一个行星一一天王星一一这个距离是土星到太阳的2倍。
天王星的直径约5.2万公里,质量是地球的14.6倍。
天王星的自转轴与公转轨道轴为98度,也就是说它不像地球那样倾斜着绕太阳运动,而是舒适地“躺”在自己的轨道上自转和公转的。
海王星离太阳更加遥远了,远45亿公里。
海王星的发现是牛顿天体力学推导的直接结果。在发现天王星以后的60年内,天文学家发现天王星的运行轨道不太规则,这使他们推测,在天王星的轨道外面还有一颗未曾发现的行星,并且对天王星具有摄动作用。19世纪40年代,英国数学家亚当斯和法国数学家勒维耶分别计算出了这一深藏不露的行星位置。1846年,一位德国天文学家采用勒维耶的数据,把望远镜对着数字指示的方位,半个小时后就发现了这颗后来被称为海王星的行星。
它是个淡绿色的天体,发出的光亮不超过八等星,围绕太阳公转一周需166个地球年。从1846年由人类捕捉到它的星光算起,还没有走完绕太阳一圈的旅程。
发现总是与发现连接着。
海王星之后,天文学家的想像没有停顿,他们认为还应该存在着另一颗可以摄动海王星的行星。1930年,克莱顿·汤博发现了冥王星。
这是一颗真正远离太阳的、太阳系中迄今为止认定是最后一颗的行星,它离开太阳60亿公里,绕太阳公转一周需248年,这真是在人看来十分艰难而又缓慢的行程。
冥王星是一颗幽暗而且极为寒冷、荒凉的星。
冥王星的亮度只有海王星的七百分之一。冥王星的运行轨道十分古怪,轨道的一端距太阳76亿公里而另一端则为45亿公里。不少天文学家认为冥王星曾经是海王星的卫星,后来在太阳系形成初期脱离。按照这种假设推想,当太阳开始发光时,它把新生的海王星大气层的气体大量地驱散了,由此而减少了海王星的质量和引力,致使冥王星有机会漂离海王星,由卫星而变为行星。
迄今为止,冥王星是惟一一颗没有任何太空探测器造访过的太阳系中的行星。它离开太阳那么远,所得到的太阳的光和热还不到地球所得的千分之一。它是个孤独而瘦小的天体,其直径只有2300公里,质量只是地球的千分之一二。
冥王星也是所有行星中最寒冷的一颗星。
太阳系的边缘几乎没有阳光。
边缘总是意味着孤独与冰冷。
但边缘并不寂寞,已知的漫游于太阳系冰冷边缘的只有一种天体为数却甚众数逾1000亿的彗星。
相比起来,它们更像太空流浪者群落,但这个群落又是如此松散,除了同属太阳系之外,就是对这边缘的流连了。它们孜孜不倦地以行星的扁圆平面作绕日飞行,还围绕太阳系作球形晕圈式运行,能向靠近的恒星的后院伸展16万亿多公里。
它们固执地保持着和太阳的大距离。
它们只是极偶然、极少数地闯入太阳周围的高热中心区,使人们一睹其风采,并且有机会让天文学家了解到:彗星不过是各种冻结气体与粗砂岩的堆积物,直径可能只有几公里,密度比水小。彗星单独在外层空间运行时不带彗尾,但当它不知是因为迷失还是出于冒险的冲动接近太阳运行时,太阳热能使它的外层气化而形成彗头,同时又把这气化物质的一部分逼向外层空间成为白炽、高贵、典雅的彗尾。这个时候彗星的奇观出现了:
它的整个体积可能大于或者接近太阳所占的空间,但实质上这一颗彗星却轻如蝉翼,其重量还不到太阳的一千万亿分之一。随着它更接近太阳,太阳的粒子流促使它更进一步瓦解,使彗尾伸展到更远太阳家族处。1843年的一顆大彗星拖着一条8亿多公里的普尾,其壮观可想而知却又难以形容。
埃德蒙哈雷〈1656?1742)最早明确地认定彗星是太阳系的成员,而且其大多数可能还是太阳系最早的成员,自远古时代起就在自己的轨道上运行。偶尔从混沌寒冷的太阳系边疆飞回中心地区的,极有可能是被某恒星或某行星引力吸引而被“踢”出轨道的。此种情况下,这一颗被“踢”出轨道的彗星不外乎三种选择:被扭曲进一条新的轨道,如哈雷彗星,每76年穿返太阳系一次;也可以作一次绕日大环行,然后回到晕轮里;被拉进太阳系深处,最后分崩离析。孰幸孰不幸?
对彗星来说,过分地接近太阳似乎是既美丽又危险的。
美丽不会恒久,辉煌导致崩溃。
太空中到处是距离的神机。
曾经有一颗名叫“比拉”的彗星,人们在1772年第一次注意到它从外层空间疾驰而来。此后每隔六年半,比拉彗星便定期回访,使观者赏心悦目。1846年,当它又一次掠过太阳时,突然分裂为两个并肩运行的彗星。1852年,再次以分裂而又一同归返的形式出现,但此后便失去踪影。比拉彗星到哪里去了呢?到1872年,望眼欲穿的欧洲人快要忘记比拉彗星的时候,整个欧洲突降烟花一般的流星雨。大群流星进入地球大气层而纷纷燃烧,这烟花流星雨抵达英伦三岛时,“人们每分钟可看到100个发光的流星”。在大西洋上空,其程度已大为减弱,纽约人那天半夜所见的是发光的丝丝细雨。
此后的研究与测算认为,这次烟花流星雨是比拉彗星最后解体的残余的物质,而在它尚未解体的多年间说不定一直在追逐地球!一颗彗星在未受太阳作用而被解体之前,如果真的与地球相撞,后果是不堪设想的。1908年6月30日,西伯利亚的一次大爆炸使爆炸中心48公里半径圆周内的原始森林全部夷为平地;160公里外人被厲倒,窗户玻璃粉碎;640公里以外西伯利亚铁路的一段铁轨翘起来并猛烈抖动;爆炸后的整整一个星期,北欧受尘幕的影响,落日时间特别长,景象非常美丽。1960年苏联科学院陨星委员会认定,这个惊人的事件是由一颗奋不顾身地扑向地球的小彗星弓起的。因为这个小彗星不是从后面赶上地球的,而是与地球迎头相揸,合成速度达到了每秒40公里,便有了更加惊天动地的大爆炸。
还有更多的更频繁的碰撞被人们忽略了。
那是彗星细小的碎片、尘埃微粒,被称之为微陨星,或是小行星长期漫游太空之后经无数次碰撞研磨留下的残余。估计地球与此等物质每天碰撞的次数以十亿计,每年为地球增加的物质为360万吨。
我们耕作的土地中,有古老的星之尘埃。
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