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第4章 现代天文科学(3)

火星陨石怎么会落到地球上来?学者们指出,在这颗红色行星上有一个特大撞击坑,他们设想曾经有一颗直径超过8公里的小行星以每秒30公里以上的速度猛撞火星。它形成的撞击坑宽度超过170公里,并从火星表面上抛出大量岩石,离开了它的大气层,进入了一个相距7500万公里,与地球相交的轨道。

通过精心分析,科学家们还发现了在地球上找到的陨石中,有几颗的化学成分和年代与“阿波罗”宇宙飞船采自月球的样品相当吻合。这些样品大概是一颗很大的小行星撞击月球以后,所产生的月球碎片转而又袭击了地球。

美丽明亮的土星光环

众所周知,在太阳系中光环最美丽明亮的行星就是土星(实际上,宇航飞船发现天王星和海王星也都有光环,只不过不如土星环明显)。那么土星的光环是如何形成的呢?对此,《新晚报》1995年11月30日作了报道:

古时一颗或先后几颗主要由冰雪组成的彗星在宇宙中游荡途径土星时,被土星的巨大引力俘获并破碎成大量碎块。在围绕土星运转时,这些冰雪碎块之间以及它们与土星卫星之间不断相撞,产生无数细小的碎块分布在围绕土星的轨道上,形成了土星光环。

这一推测最近被“哈勃”天文望远镜初步证实。1995年5月22日土星光环与地面垂直,从地球上看,光环就“扁成”一条线,土星光环耀眼的反射光几乎没有了,从这一天到8月10日是天文学家观测土星的绝好时机。“哈勃”天文望远镜利用这一14到16年才有一次的难得机会观测到土星光环的细节。

科学家认为,由于土星光环和土星的众多卫星一同绕土星运行,构成土星光环的冰雪碎块之间、碎块与卫星之间就会产生复杂的引力作用。这种作用会使土星卫星远离土星,光环碎块逐渐落入土星,从而导致光环的消失。

令人欣喜的是,在不久的将来,人类的使者将再度造访土星。届时,人们将进一步揭开土星光环的奥秘。

遮掩暗淡的海王星环

在太阳系中,木星、土星、天王星和海王星有许多相似之处,它们常被统称为“类木行星”。木星环发现之后,人们立即联想到海王星是否也有环。

1984年7月22日,位于智利的两个天文台各有一组天文学家在观测海王星遮掩恒星,他们同时发现了一次历时仅1秒钟的短暂掩食,它是距离海王星大约7.6万千米的一个弧状物遮掩恒星造成的。有些天文学家认为这个“海王星之弧”实际上是一段不完整的环,其宽度仅约一二十千米,正在距离海王星大约76400千米的轨道上环绕海王星运行。

1985年8月20日又发生了一次海王星遮掩恒星,智利的欧洲南天天文台在2.2微米处的红外波段检测到两次减光,这可以理解为存在一个半透明的物质环。位于夏威夷的天文台也记录到了类似的现象。

1989年8月,“旅行者2号”与海王星会合,发现了6颗新的海王星卫星和5个很暗淡的光环。“旅行者2号”的发现表明,早先已知的“海王星之弧”实际上仍是完整的环,只是由于环上的物质分布不均匀,看起来才仿佛是间断的。

此外,火星那两颗小小的卫星也与火星很靠近,特别是火卫一与火星的距离仅为火星半径的2.76倍,它也因受火星的潮汐作用而日益逼近火星。估计也是在1亿年后,它将落入火星的洛希极限,并瓦解而产生一个非常暗弱的火星光环。

如果月亮不断地向地球靠拢,那么它有朝一日也会落入地球的洛希极限,并被地球的潮汐力撕得粉碎。那时,人们也许就不能再见到皎洁的明月了。然而,谁又能说,由此形成的地球光环就不比今日的月亮更加壮美动人呢?

绚丽多彩的流星雨

有时,人们会看到来自天空某一点的一群流星向四面辐射出来,犹如节日的礼花,绚丽多彩,这就是流星雨;天空中的这一区域称做流星雨的辐射点。流星雨是由于流星群体以相同的速度冲进地球大气层与高层大气摩擦生热发光而形成的。流星群体进入地球大气层时运动方向原本是相同的,但由于人眼的透视效应,便把遥远的平行运动的流星看做是从一个点辐射出来的。这如同我们日常看到两条平行的铁轨,似乎在遥远的地方汇聚在一点一样。

通常,人们按照流星雨辐射点所处的位置来给它命名,辐射点在哪个星座,就用哪个星座的名称来称呼这个流星雨。例如,辐射点在英仙座的叫英仙座流星雨,辐射点在天琴座的叫天琴座流星雨,辐射点在狮子座的叫狮子座流星雨等等。中国在公元前687年就观测到天琴座流星雨,有“夜中星陨如雨”的记载,这是世界上最早的关于流星雨的记载。

在冬季,你还有机会观看到美丽的红色流星雨,它来自仙女座方向,辐射点在赤经α25度,赤纬δ43度。一条条流星丝光,从仙女座辐射点向四方射出,真可谓“仙女散花”。

可能有生命的土卫六

土卫六是土星的第六颗卫星。它的直径约5800千米,是太阳系中最大的一颗卫星。它也是太阳系里已知的惟一具有真正大气层的卫星。根据1944年奎伯对其光谱的分析,认为它的大气主要由甲烷和氢组成,其大气压约在0.1个~1个大气压之间。也就是说,其大气密度虽不及我们地球,但比火星大气却要密得多。土卫六的表面温度,因距太阳较远,大约维持在零下150℃左右。

根据著名科学家米勒等人对生命起源的实验研究,人们知道,用紫外线照射甲烷和氢,就能形成许多有机化合物,如乙烷、乙烯、乙炔等。事实上,1979年9月,“先驱者”11号宇宙探测器在距离土卫六356000千米处,拍摄到的照片显示,这颗卫星呈现桃红色。这表明它的大气中确实含有甲烷、乙烷、乙炔等,还可能有氮的一些组分。乙烷、乙炔的存在使人们相信,土卫六上有可能找到更复杂的有机物。因此人们认为,在土卫六表面可能存在一层由较复杂的有机物构成的海洋和湖泊,其情形也许十分酷似地球生命发生前夕的所谓“有机汤海”。如果这一推测是可靠的,那么土卫六上就很可能有一些原始的生命形态。

1980年底,“旅行者”号飞船飞临土星上空时,人们曾期望它能给我们带来更多的有关土卫六的信息。遗憾的是,它只发现土卫六的大气并不像早先所认为的以甲烷为主,而是以氮为主,约占98%,甲烷仅占不到1%。此外,还有乙烷、乙烯、乙炔和氢。值得高兴的是,在红外探测资料中发现其云层顶端含有与生命有关的分子,可能是属于生命前的氢氰酸分子。但是,由于它的大气几乎完全呈雾状,妨碍了飞船对土卫六表面的观测。因此土卫六上是否真有生命,也还有待进一步证实。

死寂冷清的月球

月球表面与地球表面有许多不同,它不仅毫无绿色植被,也无河流和海洋,只是布满许多环形山,某些地区是具有较大比重的熔岩地带——月海。这些月海在明亮的月面上形成阴影。在古人的想象中,似乎像兔子或美女侧面的影子,故编撰出好多美丽传说。其实,月面上是一片没有生气的死寂世界,冷清而没有任何生命存在。其表面为灰暗平坦的低地,称为海(无水)和像火山口的环形山。海的面积约占月面总表面的30%。其余是星罗棋布,纵横交错的环形山。直径超过1公里的环形山有33000多个,直径小于1公里的则不计其数。环形山有的相当高,最高的是牛顿环形山深达8788米。

月球的表面覆盖着一层约10厘米厚的细沙,这些沙粒的直径不到0.03厘米。此外,大小不同的岩石在月面随处可见,它们含有丰富的铝和硅,不过,各地的岩石组成不一样,有的岩石寿命达47亿年,与地球一样的古老,科学家推测月球大概与地球是同时期的产物。但也有人认为月球与地球年龄不同,因为月面上曾发现过具有70亿年历史的岩石。究竟哪种认识正确,看来还得继续考察下去。

月球的地质活动非常弱,地震很少。磁场强度为地球的万分之一。

奇异瑰丽的极光

人类自有历史以来,便一直研究在北极高空出现的微弱光线——北极光,但到现在,它仍然是个神秘的现象。

有一些关于极光的解释是,极光是由于太阳的反射作用,在北极方面,以北冰洋四周或者北纬70°左右为最常见,每一年平均出现约100次。

极光的形状不一致,有的像一条彩色的带子,有的成为弧形,有些成为冠冕状,但也有是成为帐幕形,十分灿烂美观。据天文学家研究,极光往往会在南极与北极同时出现,在地球上其它的地方,也可以见到,但机会不多。

另外一个最新的解释,是地球磁场和太阳辐射有关。当太阳黑子里发出的高能质子和电子达到地球时,受地球磁场的影响向南北两极地区偏斜,大部分进入南极和北极地区的大气层,从而形成极光。

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