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第10章 璀璨的星球(1)

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,

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