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第26章 天文历法(2)

天文学家使用美国宇航局的哈勃太空望远镜发现了太阳系内的3个最暗最小的天体。这些小天体由冰和岩石组成,体积约为美国费城一般大小。自太阳系诞生45亿年以来,这些天体一直在海王星和冥王星的轨道外运行。

除了这3个最暗最小的天体之外,还有很多类似的天体都聚集在这个被称为“柯伊伯带”环形区域。原本,天文学家希望使用哈勃太空望远镜能发现至少60个直径为15千米以下的天体,但到目前为止只发现了3个。

最暗的星系

2004年,美国天文学家小组在仙女座中发现了一个极其昏暗的星系,并将其视为截至目前宇宙间最暗的星系——“仙女座IX”。

根据天文学家的研究,“仙女座IX”距离地球约有200万光年,其看上去“比夜空还要暗100倍”。天文学家表示,“仙女座IX”的亮度约是银河亮度的十万分之一。美国天文学协会的一些成员表示,“仙女座IX”这一星系不会永久的保持其最暗纪录,今后还会发现一些更暗的天体。

最古老的黑洞

众所周知,黑洞是看不见的,科学家只能通过测量它附近发射出的x射线和γ射线来确定它的存在,通过测量它对位于它附近的星体的引力效应来确定它的质量。在2004年6月出版的《天体物理学报》上,美国科学家发表了他们的最新研究成果,他们发现在距离地球非常遥远的星系中有一个古老的黑洞,形成时间在127亿年前。

这个黑洞是科学家迄今所知的最古老的黑洞,将它命名为Q0906+6930,其重量是太阳质量的100多亿倍,能够在自己的引力场中吸纳上千个太阳系,其质量是银河系所有恒星的质量之和。

最大的卫星

木星的卫星木卫三,是太阳系中最大的卫星,也是第7颗发现的木星卫星,在伽利略发现的卫星中离木星第3近。其直径约为5276千米,比水星还要大得多。木卫三离木星有107万千米,只需要一个多星期就可以围绕木星旋转一圈。

早在2000多年前,中战国时楚国著名天文学家甘德就发现了木卫三,但是当时科学还不被广泛普及,所以这个结论被认为是谬论。直到1610年,木卫三被伽利略和Marius发现,才证实了甘德的这一说法。

宇宙究竟有多大

宇宙浩瀚无垠。人们通常说的“宇宙究竟有多大”,其实说的是可见宇宙。整个宇宙要比可见宇宙大得多。由于宇宙十分庞大,它的范围已经不是几亿千米、几十亿千米甚至几万亿千米可以度量的。天文学家测量宇宙的大小是用“光年”这把“尺子”,即光在一年里所走的路程,大约为9.7万亿千米(光速为每秒30万千米)。银河系的直径约为10万光年。银河系之外的星系,有的距我们有几十亿光年。最近发现的类星体是我们目前所能观测到的宇宙边缘,与我们相距100亿—200亿光年,它们是迄今所知的最遥远的天体。对我们常人来说,如此遥远的距离简直难以想象。

肉眼可见多少星星

众所周知,天上的星星有亮有暗。天文学家就按照每颗星星的亮度,把它们划分了等级。最亮的称为“1等星”,其次的称为“2等星”、“3等星”……每差1个星等,亮度相差2.512倍。由此可见,1等星和6等星的亮度正好差100倍。而人的肉眼能够看见的最暗的星星是6等星。根据天文学家的研究,在整个天空中,肉眼可见的1等星只有20颗、2等星46颗、3等星134颗、4等星458颗、5等星1476颗、6等星4840颗,总共是6974颗。如果再加上太阳和金星、木星、水星、火星、土星等行星,也只不过6980颗。

宇宙究竟有多大

人类天文史的发展表明:宇宙是无限大的。宇宙在时间上、在空间上都是无穷无尽的。比如,太阳系和太阳系外的众多的恒星,以及其他众多天体组成了银河系。而银河系外又有无数个类似银河系大小的星系。我们现在看到的总星系只是无限宇宙的一个有限部分。就算将来人类找到了总星系的边界,其实仍然没有达到“宇宙的尽头”,因为宇宙没有尽头。

总星系

总星系并不是一个具体的星系,而是指用现有的观测手段和方法,所能被人们观测和探测到的全部宇宙范围。人类研究,总星系的半径大约为200亿光年,年龄为200亿年,所包含的星系在10亿个以上。而总星系里的物质,在运动和分布上是均匀的,也不存在任何特殊的方向和位置。也就是说,人类没有发现总星系的核心和边缘,也没有发现运动的特殊趋向。

银河系是一条“流动的河”

银河系并不是一个单独的天体,它是约有2000多亿个恒星的星系。银河系侧看像一个中心略鼓的大圆盘,鼓起处是恒星密集区,这些恒星会以每秒250千米的速度运行。而在银河系外部边缘,一些恒星与其他物质缓慢地绕银河系中心运行。那么,银河系从内到外都在运动着,而银河系投影在天球上则是一道淡淡的发光带。所以,银河系是一条“流动的河”。

离人类最近的太阳系

太阳系是以太阳为中心,和所有受到太阳引力约束的天体组成的集合体。它包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星8颗行星,还有行星的卫星(已知至少165颗)、包括冥王星在内的3颗矮行星,以及数以亿计的众太阳系小天体。这些小天体包括小行星、科伊伯带的天禧、彗星和星际尘埃。所以,人类生活的地球是属于太阳系里的一颗行星。那么,当然离人类最近的星系则是太阳系。

为什么恒星会发光

天上的恒星表面温度在上千摄氏度甚至几万摄氏度,在恒星内部,温度高达千万摄氏度以上。在这样高的温度下,物质会发生热核反应,反应过程中,恒星释放出巨大的能量。这能量以辐射的方式从恒星表面发射至空间,其中包括发出可见光的各种电磁辐射所以,恒星会长期在宇宙中“闪闪发光”。

陨石与普通石头的不同

从表面上来看,一块刚坠落的陨石表面会有光滑的黑色或深棕色熔壳。这个表壳是在它进入地球大气层时,外表层摩擦产生高温熔化形成的。这个过程还会在陨石表面形成拇指印状的缺痕,陨石冷却后通常在熔壳上产生一组裂纹。而普通石头的表面,大都是由于风和水的长期腐蚀而形成的裂纹。从内部结构来说,陨石比普通石头密度大,重量也比同等大小的石头重很多,而且大多数陨石都会吸起磁铁。

太阳会不会熄灭

据人类研究,太阳已经燃烧了46亿年,算是生命中的成年期,再过50亿年,太阳将燃尽它的能量而灭亡。人类推测,太阳的灭亡是有过程的,而且这个过程将会十分漫长。太阳在存在的最后阶段,其中的氦将转变成重元素,体积也将开始不断膨胀,直至会把地球吞没,形成红巨星。之后,这个红巨星经过1亿年的变化后,将突然坍缩(恒星的物质收缩而挤压在一起)成一颗白矮星。再经历几万亿年,它将最终完全冷却,然后慢慢地消失在黑暗里。

太阳活动与人类的健康

太阳活动时强时弱,天文学上把太阳活动最强的年份称为太阳峰年,是以11年为周期。在太阳峰年中,太阳黑子增多,黑子上空和附近地区的太阳大气就会发生爆炸,从而出现太阳耀斑,使得太阳的紫外线、X射线和电辐射会增加数倍至数万倍。现代医学认为,紫外线过度侵袭人,会使人反应迟钝,记忆力和注意力下降,易激动、焦躁,容易发生和流行感冒。经研究发现,流感有11年左右的周期,这与太阳峰年的周期基本吻合。自18世纪以来,人类共发生过12次全球性流感,其中11次出现在太阳峰年。

太阳能发出奇妙的绿光

当太阳西沉,恰好从地平线上完全消失的时候,有时太阳顶端边缘会发出一抹绿光,持续时间通常不到1秒,这种现象被称为“绿闪”。一般在地势低平、视野辽阔的地方,如海边或草原上,而且是天气晴朗、万里无云的情况下,才有可能看见“绿闪”。这种现象被认为是太阳光通过大气,形成折射和散射造成的。大气层像一块三棱镜能对太阳光线进行分光。当太阳光线射入大气而产生折射时,太阳光中波长较短的光线(光谱只靠近蓝色的一段)折射角度很大。太阳下山时,蓝色因大气的散射而散失,而绿色则成为最容易看到的色光。

太阳活动对地球的影响

太阳活动对地球产生的影响,主要有以下几个方面:

1.气候。地球气候变化和太阳黑子变化周期密切相关,在黑子活动的高峰期,地球气候就容易出现异常;在黑子活动低峰期,气候就比较平稳。

2.无线电通讯。地球大气层在太阳辐射的紫外线、X射线等作用下形成电离层,无线电通讯的无线电波就是靠电离层的反射向远距离传播。太阳耀斑的活动会影响电离层,造成高纬度地区的雷达和无线电通讯的紊乱,甚至中断。

3.磁场。太阳活动会扰动地球磁场,产生磁暴现象。这种现象会使罗盘磁针摇摆,不能正确指示方向,影响到海上航行船只、空中的飞机、甚至是信鸽的飞翔。

太阳刚诞生时什么样

20世纪70年代,美国和日本的天文家依靠计算机模拟方法推测了原始太阳从暗星云里诞生出来的情景。结果显示,在原始太阳周围先有气体云形成,而气体云里的气体不断向原始太阳掉落和沉积,使原始太阳逐渐长大。当气体云里的气体掉落时,就像废水急流入排水孔那样会形成漩涡状的圆盘。这样的圆盘,美国宇航局在20世纪末已经实际观测到了。

20世纪80年代,射电望远镜性能有了很大提高,曾观测到几颗原始恒星正向两个方向喷出气体喷流。1985年,日本东京大学的内田丰博士等人对此作出解释,他们认为,原始恒星转动时,带动许多垂直贯通原始恒星盘面的磁力线扭曲,磁力线扭曲便会将一部分气体抛射到外面。这种解释曾在1998年得到计算机模拟的支持,但却没有获得直接的观测证据。

原始太阳的情景,也可以根据上述对原始恒星的研究推测。原始太阳周围有一个气体圆盘,圆盘里的气体不断被原始太阳吸积,于是原始太阳就不断长大。这个过程大约持续了10万年,圆盘消失后,一颗崭新的太阳诞生了。

太阳的能量来自哪里

太阳是太阳系的中心天体,它由里向外分别是太阳核反应区、太阳对流层、太阳大气层。太阳的中心区不停地进行热核反应,所以会产生大量的能量,这些能量以辐射方式向宇宙空间发射。其中二十二亿分之一的能量辐射到地球,成为地球上光和热的主要来源。

什么是太阳色球

太阳大气层大致可分为光球、色球、日冕3个层次,色球层在光球层外面,平均厚度约为2500千米。色球层的密度很稀薄,温度从光球顶部的4000多度增加到色球顶部的几万度。由于磁场的不稳定性,色球层经常会产生激烈的耀斑爆发以及与耀斑共生的日珥等。由于光球层亮度太强的影响,只有在日全食时,观测者才能用肉眼看到太阳周围有一层玫瑰色的光辉,即色球层,而平时只能用专门仪器(色球望远镜)才能观察到。

月亮的起源

关于月亮的起源有多种学说,综合可以归纳为3类:分裂说、俘获说、共同起源说。

分裂说认为:在地球形成初期,地球尚处于熔融状态,且自转很快。在离心力和太阳起潮力的作用下,从地球赤道处分离出一块物质,形成月球。

俘获说认为:月球是一颗在地球轨道附近的小行星或在火星区域的一个独立天体,后来被地球俘获成为地球的卫星。

共同形成说认为:地球和月球是由同一块太阳星云所形成。只是月球形成时间比地球稍晚,是由残余在地球周围的非金属物质聚集而成的。

三种假说,除分裂说一般难成立外,其他2种假说哪一个更合理,还有待进一步研究。

月球上有什么

月球上主要有:

1.环形山。它是月面的显著特征,几乎布满了整个月面。最大的环形山直径295千米。直径不小于1000米的环形山大约有33000个,占月面表面积的7—10%。

2.月海。它是肉眼所见月面上的阴暗部分,实际上是月面上的广阔平原。

3.月陆。月面上高出月海的地区称为月陆,是月球上最古老的地形特征。

4.月面辐射纹。月面上有一些较美丽的“辐射纹”,是一种以环形山为辐射点向四面八方延伸的亮带。

5.月谷。月面上有看起来弯弯曲曲的黑色大裂缝即月谷。它们有的绵延几百到上千千米,宽度从几千米到几十千米不等。

除此之外,月球上有丰富的氧、硅、铝、氧化钛铁、钙等元素。

月球上的脚印为何能长期保存

由于月球上没有空气,所以月球上就不会有空气流动形成的风。而飞扬的尘土是由于风把地面上的细颗粒状物质抛到空中形成的,所以月球上就不会有飞扬的尘土。因此,月球上陨石撞击的痕迹会一直保存下来,也就是月球上的那些环形山。甚至第一个登月人阿姆斯特朗的脚印,还完好地保存在月球上。

月球上一天有多长

月球上的一天,也就是月球自转一周的时间,相当于我们地球自转27.32圈,就等于我们的27.32天。

日食和月食是怎么回事

地球和月球都是不发光的天体。当月球运行到太阳和地球之间,并且太阳、月球和地球三者正好位于或接近同一条直线时,月球挡住太阳光射到地球,地球表面形成了阴影区,在这个区域的人们就能看到日食现象。日食可以分为日全食、日偏食和日环食三种。不同类型的日食主要与日、地、月三者的距离和近似成一线的程度有关。

当地球处于太阳和月亮之间,地球挡住一部分太阳光射向月球,月球表面形成了阴影区,地球上的人们看到的月球就发生了月食。月食分月全食和月偏食两种。

什么是光球

光球是太阳大气最低的一层,即一般用白光可以观测到的太阳表面。我们接收到的太阳能量基本上是光球发出的。因此,太阳的光谱实际上就是光球的光谱。在光球的活动区,有太阳黑子、光斑,偶尔还有白光耀斑。

个头最大的木星

木星是太阳系的第五行星,是八大行星中最大的一颗。木星直径约为14.3万千米,是地球直径的11.25倍,体积为地球的1316倍,而质量是所有太阳系中其他行星总和的2.5倍。它绕太阳公转一周约12年,而自转一周还不到10小时。由于它自转太快,致使星体变扁。

水星上是否有水

在太阳系的众行星中,水星是离太阳最近的行星。白天,水星的表面温度可以达到绝对温标700K(427℃)以上。水星自转一圈长达176天,这种相对太阳的缓慢转动,使水星表面长时间受太阳光炙烤。所以,水星上存在水的可能性是很小的。但是,地球上的雷达成像系统显示,水星的南北两极附近对雷达波有着很高的反射率。这可能是水星常年不被太阳照射的地区,可能有水或冰存在,但这一推测期还有待进一步证实。

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