第24章 神秘莫测的可怕宇宙(3)

天王星是太阳系的第七颗行星，在太阳系的体积是第三大（比海王星大），质量排名第四（比海王星轻）。它的名称来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯，是克洛诺斯（农神）的父亲、宙斯（朱比特）的祖父。天王星是第一颗在现代发现的行星，虽然它的光度与五颗传统行星一样，亮度是肉眼可见的，但由于较为黯淡而未被古代的观测者发现。英国天文学家威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他发现了这颗星，在太阳系的现代史上首度扩展了已知的界限。这也是第一颗使用望远镜发现的行星。

天王星每84个地球年环绕太阳公转一周，与太阳的平均距离大约30亿公里，阳光的强度只有地球的1/400。它的轨道元素在1783年首度被拉普拉斯计算出来，但随着时间推移，预测和观测的位置开始出现误差。在1841年约翰·柯西·亚当斯首先提出误差也许可以归结于一颗尚未被看见的行星的拉扯。果然，1846年9月23日，迦雷在勒维耶预测位置的附近发现了一颗新行星，这就是后来被命名的海王星。

天王星内部的自转周期是17小时零14分，但是，和所有巨大的行星一样，它上部的大气层朝自转的方向可以体验到非常强的风。实际上，在有些纬度，像是从赤道到南极的2/3路径上，可以看见移动得非常迅速的大气，只要14个小时就能完整地自转一周。

于是，这就使得天王星上的春秋两季有着快速的昼夜交替，约每隔16.8小时太阳就升起一次。而冬夏两季则截然不同，当其南半球对着太阳时，南半球处于夏季，这时的太阳总不落下，整个夏季南半球始终是白昼。这时的北半球则处于冬季，整个冬季要度过长达21年的漫长黑夜。因此，有人把天王星称为“一个颠倒的行星世界”。

天王星上为何会发生如此奇异的现象？这或许与天王星的磁场有关。地球的磁极位于南北两极附近，与南北极存在一个偏角，称为磁偏角，目前二者交角为11.50，许多行星都与地球类似。但是海王星和天王星的磁场情况却十分特别，它们没有磁极，而且磁偏角很大，分别达到470和590。科学家试图解释这些异常的磁场，但仍没有达成共识。

20世纪末，科学家曾猜想，这可能是两个行星的薄外壳循环流动的结果。众所周知，地球的磁场产生于接近地球核心的外核。而天王星和海王星的外壳表面布满由水、甲烷、氨和硫化氢组成的液态“冰”，所以成为了带电的流体，可能正是薄外壳的循环或对流运动，导致了怪异磁场的产生。当然，这仅仅是一种猜测。

彗星的神奇爆发

哈雷彗星是一颗经推算预言必将重新出现而得到证实的著名大彗星。当它在1682年出现后，英国天文学家哈雷注意到它的轨道与1607年和1531年出现的彗星轨道相似，认为是同一颗彗星的三次出现，并预言它将在1758年底或1759年初再度出现。虽然哈雷死于1742年，没能看到它的重新出现，但在1759年它果然又回来，这是天文学史上一个惊人成就，这颗彗星因而被命名为哈雷彗星。

随着对彗星研究的不断深入，天文学家发现彗星出现时还有更为神奇的现象：它能喷发出是其自身亮度几万倍的亮光。

1991年，欧洲南方天文台的天文学家发现，哈雷彗星的亮度猛增了300倍，并形成了很大的彗发。当时它位于土星与天王星之间，这是首次观测到离太阳如此之近的彗星爆发现象。人们对这种现象感到疑惑：究竟是什么原因促使它爆发呢？

英国天文学家休斯认为：这可能是一颗直径为2.6-60米的小行星横向袭击了哈雷彗星。果真是这样的话，当2061年哈雷彗星再度回归时，人们将会从它身上发现一处近2千米的新伤。但休斯假说遇到了疑难，首先是在土星与天王星轨道之间，迄今只发现过3颗小行星，其中最小的也比哈雷彗星大5000倍。但休斯认为，太阳系有许多直径在60米以内的小天体，它们在土星轨道附近时的亮度很小，连哈勃空间望远镜也难以探测到，但不能因此就忽略它们。

然而，这样的解释仍然难以让人信服。

另外，还有两位美国天文学家从另一个角度解释了这次哈雷彗星的爆发。他们认为是太阳耀斑的激波撼碎了哈雷彗星薄弱的外壳，致使尘埃大量外逸。行星际的激波早就被“先锋10号”飞船在离太阳40天文单位以外探测到。两年前金星探测器也观测到多次太阳耀斑引起了激波。1991年1月31日，太阳上出现了特大耀斑，这次耀斑产生的强激波于两星期后抵达哈雷彗星，引起了爆发。

作为哈雷彗星爆发的发现之一，英国夏威夷大学的天文学家米茨则认为：组成彗星的成分中除了冰之外，还有一氧化碳冰。而且固态的一氧化碳易升华为气体。

如果它的压力一旦聚集到足够大时，就能将在表层的薄弱处冲开缺口，喷出大量的冰、尘埃而引发爆炸。

关于哈雷彗星爆发之谜，是由于太阳风暴激发引起，还是与小行星碰撞引起，还是另有他故，目前还无法定论。

美轮美奂的流星雨

我国是世界上关于流星雨的发现和记载最早的国家。流星雨是由于彗星的破碎而形成的。彗星主要由冰和尘埃组成。当彗星逐渐靠近太阳时冰气化，使尘埃颗粒像喷泉之水一样，被喷出母体而进入彗星轨道。但大颗粒仍保留在母彗星的周围形成尘埃彗头；小颗粒被太阳的辐射压力吹散，形成彗尾。剩余物质继续留在彗星轨道附近。然而即使是小的喷发速度，也会引起微粒公转周期的很大不同。因此，在下次彗星回归时，小颗粒将滞后母体，而大颗粒将超前于母体。当地球穿过尘埃尾轨道时，我们就有会看到流星雨。

流星雨看起来就像是许多流星从夜空中的一点迸发而坠落下来的，这一点被称为“流星雨的辐射点”。通常，天文学家都以流星雨的辐射点所在天区的星座给流星雨命名，以区别来自不同地点的流星雨。比如，每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座，天文学家便把它命名为“狮子座流星雨”。

流星雨有强有弱，弱的流星雨每小时只能观测到两三颗，甚至更少；强的流星雨每秒钟可达20颗以上，非常的美丽。当每小时出现的流星数超过1000颗时，流星雨就被称为“流星暴”，场面相当壮观。

地球上能观测到的规模最大的流星雨是狮子座流星雨，它也是最著名的流星雨，在每年的11月14～21日前后出现。一般来说，流星的数目大约为每小时10～15颗。但平均每33-34年，狮子座流星雨就会出现一次高峰期，流星数目多达每小时数千颗。

双子座流星雨在每年的12月13～14日左右出现，最高时流量可以达到每小时120颗，且流量极大的持续时间也比较长。双子座流星雨源自小行星1983TB，该小行星由IRAS卫星在1983年发现，科学家判断其可能是“燃尽”的彗星遗骸。双子座流星雨辐射点位于双子座，是著名的流星雨。

巨蟹座流星雨不但数量多，而且每年在固定时间出现。巨蟹座流星雨一般出现在7月17日至8月24日之间，高峰期的流星数从每小时100颗到160颗不等。

天秤座流星雨有两种，辐射点在参宿四附近的流星雨一般在每年的10月20日左右出现；辐射点在1，附近的流星雨则发生在10月15日到10月30日，极大日在10月21日，我们常说的天秤座流星雨是后者，它是由著名的哈雷彗星造成的，哈雷彗星每76年就会回到太阳系的核心区，散布在彗星轨道上的碎片，由于哈雷彗星轨道与地球轨道有两个相交点形成了著名的天秤座流星雨和水瓶座流星雨。

员石一自外太空的石头

陨石是地球以外的宇宙流星脱离原有运行轨道后变成碎块散落到地球上的石体。人们在观察中发现，在太阳的卫星——火星和木星的轨道之间有一条小行星带，即陨石的故乡。这些小行星在自己轨道运行，并不断地发生着碰撞，有时就会被撞出轨道奔向地球，在进入大气层时，与大气摩擦发出光热便形成流星。流星进入大气层时产生的高温、高压与内部不平衡，便发生爆炸形成陨石雨。未燃尽者落到地球上，就成了陨石。

1947年2月12日上午10点左右，在俄罗斯符拉迪沃斯托克（即海参崴）背面的锡霍特·阿林山脉，迎来了一颗巨大的陨石。根据陨石坠落的方向和角度，考察人员发现这颗陨石的轨道是细长的椭圆形，远日点在地球内侧，近日点在火星和木星的轨道之间。这说明，这颗陨石和小行星具有一致的轨道，而这颗陨石就是小行星。1959年4月7日晚，一颗陨石降落在捷克斯洛伐克的一个叫菲拉布拉姆的镇上。

科学家根据那颗陨石的方向和速度，也推测出它的前身是小行星。1970年，科学家根据降落在美国俄克拉荷马州北部的罗斯特西底的一颗陨石的运行轨道，也证明它曾是一颗小行星。

根据陨石内部的铁镍金属含量高低通常分为三大类：石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%，石铁陨石的铁镍金属含量E30%-65%之间，铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。石陨石是最常见的陨石。

陨石体高速撞击地表或其他天体表面所形成的坑穴，被称为“陨石冲击坑”。

美国的亚利桑那梅蒂尔坑是地球上已被确认为最著名的大陨石坑。亚利桑那梅蒂尔坑的直径约1240米、深170多米，坑的周围比附近地面高出约40米。据考察，该陨石坑是两万年前由一个直径约60米、重约10万吨的陨石体以约每秒20公里的速度撞击地面形成的。

世界上已知的最大陨石坑是位于南非的弗里德堡陨石坑，它的直径达300公里。大约形成于20亿年前，它也被认为是地球上最古老的陨石坑。

另外，加拿大安大略湖萨德伯里盆地有一个直径为250千米的陨石坑。墨西哥尤卡坦半岛上有一个直径为180千米的希克苏鲁伯陨石坑，据说这颗陨石杀死了恐龙以及地球上的大多数生命。

法国科学家2010年在埃及发现了据称是世界上最大的陨石坑区。这一区域的面积达5000平力一千米。这些陨石坑大小不一，直径从20米到1000米不等，而其中最深的陨石坑达到了80米。科学家们认为，以前所发现的一系列著名的陨石坑区都是由一颗陨石在进入地球大气时燃烧、碎裂成多颗小陨石而形成的，但此次在埃及发现的这个大型陨石坑区很可能是多颗陨石“砸”出来的。

太阳会衰亡吗

太阳是我们这个星系赖以生存的能量源泉，没有了太阳就没有一切。那么太阳会不会有衰亡的一天呢？

太阳源源不断地以电磁波的形式向宇宙空间放射能量，这种能量是由四个氢原子核在高温高压的条件下聚变成1个氦原子核而释放出来的。我们知道，1个氢原子核的原子量是1.00728，1个氦原子核的原子量是4.0015，4个氢原子核的质量应为4.02920当4AI氢原子核聚变成1A1氦核时，就要亏损0.0276个单位的质量，其中1克氢核聚变成氦核时要亏损0.0069克的质量。这就是说，太阳能的产生是以消耗质量为代价的，而且这些质量转化成太阳辐射就不再属于太阳了。太阳每秒钟要损失大约400万吨的质量，不过，这对于巨大的太阳质量来说简直太微不足道了。从太阳诞生到目前的50亿年中，太阳仅消耗了0.03%的质量，即使再过50亿年也仅消耗太阳质量的0.06%。如此统计，太阳的质量终究有一天会都被消耗完的。

通过研究其他恒星的演变规律，科学家们推测，太阳上的氢聚变反应至今为止已经经历了几十亿年，氢不断减少，氦不断产生，这段时间是太阳的青壮年期。等太阳进入了老年期，就会变成“红巨星”。在这个阶段，恒星将会逐渐膨胀到比原来大十多亿倍的体积，同时表面的温度会降低，光度就会增大，变得十分明亮。

红巨星一旦形成，就朝恒星的下一阶段——白矮星进发。当外部区域迅速膨胀时，氦核受反作用力却强烈向内收缩，被压缩的物质不断变热，最终内核温度将超过1亿度，点燃氦聚变。最后的结局将在中心形成一颗白矮星。

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。如天狼星伴星（它是最早被发现的白矮星），体积和地球相当，但质量却和太阳差不多，它的密度在1000万吨/立方米左右。白矮星由于没有热核反应来提供能量，温度就会一直降低，最终停止发光发热而变成“黑矮星”，在宇宙中一直飘浮着。

太阳会不会像其他恒星一样演化，现在还没有定论。但科学家们认为，几十亿年后，太阳会在快要灭亡时迅速膨胀，太阳系内的星体和星际物质都会被“吞噬”

掉；50亿年后，太阳就会成为红巨星。那时地球上的一些生命就会消亡，海洋会消失，温度比现在要高两到三倍。对人类而言，那时无疑就会是世界末日。但幸运的是，“世界末日”距现在还很遥远。随着人类科技水平的日益进步，相信到那时的人类一定能够为自己找到生存的方法。

月球起源之谜

月球，就是我们常说的“月亮”。当我们仰望晴朗的夜空时，轮廓最大的天体就是月亮，它有时圆如银盘，有时弯若镰刀。在望远镜发明之前，人们只能用眼睛观察月亮，看到月亮表面有明有暗，就编出了诸如“嫦娥奔月”“玉兔捣药”等神话。实际上，月球上并没有生物存在。月球的年龄大约是46亿年，它与地球形影相随、关系密切。

多年来，人们对月球起源问题一直争论不休。科学家们提出了很多种可能性，被大家比较看好的有俘获说、同源说、分裂说、冲撞说等四种。

1.俘获说

这种学说认为，月球是太阳系里一颗普通的小行星，偶然运行到离地球很近时被俘获，于是成为地球的卫星。但这种说法难以进行圆满的理论解释。因为按照引力理论，当月球受地球吸引进入轨道的一瞬间，速度、角度要极其精确。而且对地球而言，月球这个卫星委实大了点儿，俘获它有些力不从心。一般行星的卫星直径，只有其行星的5%，而月球的直径是地球直径的27%。

2.同源说