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第17章 探究宇宙的奥秘(8)

1986年哈雷彗星回归的时候,由于它黯淡无光,使人们难以看清。然而,在1991年2月,当它已经距离地球20多亿千米时,竟在几天内亮度突然增加了几百倍,并长出了长长的彗发。这个现象引起天文学家的关注,因为这是哈雷彗星的一次大爆炸。

对于这次哈雷彗星的爆炸,英国天文学家休斯认为,是由于一颗小行星撞击了哈雷彗星。如果这个猜测正确,等到哈雷彗星2061年再度回归时,人们就可以发现它身上有一个近2千米的伤痕。

两位美国的天文学家则认为,这是因为1991年1月31日爆发的太阳特大耀斑引发的。太阳特大耀斑爆发所产生的巨大能量激波,在两个星期后到达哈雷彗星,震破了哈雷彗星的外壳,使大量尘埃外溢。

而英国天文学家米茨则认为组成彗星的成分中有一氧化碳冰。如果固态一氧化碳的压力聚集到足够大,就能在表层的薄弱处冲开缺口从而引发爆炸。中国紫金山天文台的专家就于1986年12月10日拍到了类似哈雷彗星爆炸时的照片。

小资料,彗星的结构

完整的彗星是由彗核、彗发和彗尾三部分组成。彗核集中了彗星的大部分质量,由比较密集的固态物质组成,是彗星的主要部分。彗核外面包裹着一层像云雾一样的东西,称为彗发。彗核和彗发合称彗头。当彗星接近太阳时,彗发变大,形成一条长长的尾巴,叫做彗尾。

恒星的生命过程是什么样的

人们已经知道,恒星是由大片的尘埃气体云形成的。恒星的生命开始于尘埃气体云中间密度较高的一部分。

由于受到某种震波的影响,尘埃云慢慢开始坍缩,形成一个扁平、密集、像薄饼那样的圆盘,圆盘不断地收缩,密度高的中心开始高速旋转,形成不少团块。团块中密度高的部分就形成恒星,密度低的外部星云就收缩形成行星。恒星内部进行着强烈的氢氦反应,产生大量的光和热。在这些能量衰竭的时候,恒星也就慢慢地收缩变成白矮星。最后当恒星没有任何能量的时候,恒星就死亡了,它将继续不断地坍塌形成旋涡状的黑洞。

小资料,恒星的分类

恒星的外部形态差别很大,它们的质量、体积相差上亿倍。按大小可分为超巨星、矮星、中子星,而根据内部结构又可分为双星、聚星和变星。双星就是有两颗星,但看上去只是一颗。双星又可分为目视双星、分光双星、食双星。变星就是平时亮度很小,而一瞬间突然增亮的星。

为什么恒星有不同的颜色

恒星并不只有白色的,还有红色、蓝色等各种颜色。恒星的不同颜色是由它本身的质地和温度所决定的。恒星发光是因为恒星内部在发生着激烈的氢氦反应。由于每个恒星的密度、质量和所含的元素不完全相同,所以它们在进行化学反应时会发出不一样的颜色。而且由于温度不同,恒星发出光的颜色也不同。比如发白色光的星星表面温度很高,可达12000℃以上;发红色光的星星表面温度达2600℃~3600℃;发蓝色光的星星表面温度达25000℃~40000℃。而太阳表面温度是6000℃,看上去就是黄颜色的。

但是人们用肉眼并看不到星星五颜六色的光,这是因为人们距离星星非常遥远,加上地球大气的折射作用,所以人们看到恒星的颜色都是白色的。

小资料,最南的亮星十字架二

在南天,有一个全天最小的星座,叫南十字座,星座内的四颗星构成了一个十字架形。十字架二就是星座中最亮并且处于最南端的一等亮星。这颗星只有在北纬27度以南的地区,才有可能看到它。十字架二呈蓝色,与我们的距离大约有407光年,它是由甲、乙两颗星组成的目视双星。

为什么质量大的星球大多是球体

质量大的星球主要包括恒星和行星。恒星的表面都有极高的温度,使得它上面所有的物质都是气体状态的,而气体的扩散在各个方向都相同,范围也大致相等,同时各部分的气体都受到星体内部万有引力的吸引。所以在这些力量取得平衡的情况下,想要使所有的物质都尽量靠近星球重力中心,唯一的办法就是形成球状。而行星自己是不会发光发热的,它是一个有一定质量的、坚硬的圆球体。只不过在它刚形成时,也是炙热的熔化物质,由于它有自转,会产生一定的离心力,同时又受到自身万有引力的吸引,所以它的形状一般为球形或扁球形。而小行星、彗星等其他小天体,由于其质量较小,对自身的引力不足够大,因而无法超越本身结构的力量,也就保有不规则及不完整的形状,不会形成球状了。

小资料,地球的形状

人们对地球形状的认识经历了一个漫长的过程。早期,人们凭直觉认为天是圆的、地是方的,称为“天圆地方”。公元1522年,麦哲伦和他的伙伴完成环绕地球一周的航行后,人们才证实了地球的球体形状。今天,通过地球卫星拍摄的照片,我们可以清楚地看到圆球形的地球。

星星为什么会眨眼睛

人们常看见星星一闪一闪的,好像是在眨眼睛,这实际上是地球周围的大气层在变戏法。

地球是一个很特别的星球,它的周围有一层厚厚的大气包裹着。这些大气看不见,摸不着,但是很活跃。位置不同空气的冷热也不一样,热空气的密度小,冷空气的密度大。热空气上升,冷空气下沉,这样冷热空气不停地循环流动,使空气动荡不定。空气流动就像飘荡的薄纱一样,有的部位厚一些,有的部位薄一些。天上的星星是宇宙中的恒星,它们像太阳一样燃烧发光,只是因为距离太远,看起来就像一个个的小亮点了。星星发出的光本来是沿直线传播的,但是当这些光穿过大气层时,碰到厚薄不一样的大气层,发生了折射,不再沿着直线方向传播了,一会儿偏向左,一会儿偏向右,一会儿强,一会儿弱,最后传到人们眼睛里,就好像眨眼睛一样,一闪一闪的。

小资料,光的折射现象

光的折射是光线从一种物质进入另一种物质时,运动速度改变而发生偏折,同时光的传播方向也发生偏折的现象。人们将筷子插入水中时,看起来好像弯折了,就是光的折射现象。

天上有多少颗星星

天空中星星虽然看起来密密麻麻,但是只要人们有足够的耐心,一个星座一个星座数,几个夜晚就能将看到的星星数个遍。天文学家仔细计算过,全天空用肉眼能够看见的星星大约只有6900多颗。而且,一个人在同一时刻只能看到头顶的半个天空,另一半在地平线以下,是看不到的。所以人们在同一天空能看到的星星只有3000颗左右。

当然,如果人们借助望远镜,情况就不同了,哪怕只用一台小型天文望远镜,也可以看到5万颗以上的星星。现代最大的天文望远镜能看到20亿颗以上的星星。其实,天上星星的数目还远不止这些。宇宙是无穷无尽的,现代天文学家所看到的,只不过是宇宙中很小很小的一部分。

小资料,北天恒星与南天恒星

当你仰望北部天空时,你的目光是从恒星密布的银心向外转移,所以北部天空一般不如南部天空亮。北部天空最有名的景象是大熊星座和猎户星座。当你仰望南天时,你是朝银心的方向看去,那里的恒星非常多,银河显得比北天更亮。南天有丰富的星云和星团,包含了大小两个麦哲伦星云。

天空中哪一颗星星最亮

在北半球冬春两季的上半夜,偏南方向的天空中,从猎户座三星向东南方向延伸,人们可以很容易找到一颗全天最亮的恒星--大犬座α,中国古代称之为天狼星。天狼星是一个双星系统,呈蓝白色,但是根据古书记载,在1400年之前,它还是红色的,后来由于一些人们无法知道的原因变成了现在的蓝白色。

天狼星的质量、体积大约是太阳的2倍,温度比太阳高得多,亮度是太阳亮度的20多倍。其实宇宙中还有许多星比天狼星要亮得多,因为天狼星距离地球较近,仅有8.7光年,所以在地球上看,天狼星就是最亮的星星。

天狼星的伴星是1862年美国天文学家最先观察到的,它的发光量仅是主星的万分之一。尽管天狼星主星光芒四射,但是用大望远镜还是能看到伴星的。天狼星伴星的质量与太阳差不多,而半径却比地球还小,它的密度极高,比太阳还要大得多,这是第一颗被发现的白矮星。

小资料,白矮星

白矮星是一种低光度、高密度、高温度的恒星。因为它的颜色呈白色、体积比较矮小,因此被命名为白矮星。白矮星属于演化到晚年期的恒星。恒星在演化后期,抛射出大量的物质,经过大量的质量损失后,如果剩下的核的质量小于1.44个太阳质量,这颗恒星便可能演化成为白矮星。

什么是星云

星云是由气体和尘埃组成的呈云雾状外表的天体,主要组成物质是氢。除个别外,多数星云必须借助望远镜人们才能看到,在望远镜里呈云雾状外表。它可以说是人们已知的天体中最美丽的,因为它的形状不规则,而且没有明确的边界。从形态上,星云可以分为行星状星云、弥漫星云和超新星遗迹。人们有时将星系、各种星团及宇宙空间中各种类型的尘埃和气体都称为星云。

同恒星相比,星云具有质量大、体积大、密度小的特点。一个普通星云的质量至少相当于上千个太阳。据理论推算,星云的密度超过一定的限度,就会在引力作用下收缩,体积变小,逐渐聚集成团。一般认为,恒星就是星云在运动过程中,在引力作用下,收缩、聚集、演化而成的。恒星形成以后,又会大量抛射物质到星际空间,成为星云的一部分原材料。所以,恒星与星云在一定条件下是可以互相转化的。

小资料,星云的形状

行星状星云的样子有点像吐出的烟圈,中心是空的,而且往往有一颗很亮的恒星。比较著名的有宝瓶座耳轮状星云和天琴座环状星云。弥漫星云则像它的名称一样,没有明显的边界,常常呈不规则形。比较著名的弥漫星云有猎户座大星云、马头星云等。

星座是怎样命名的

天空中的星星密密麻麻,数也数不清。天文工作者为了便于研究,将星空划分为许多区域,把这些区域叫做星座。

很早以前,古人就开始研究星座了,但是各国划分的角度和位置不同,数量和界限也不一样。为了便于交流,1922年国际天文学联合会在前人的基础上,根据天体上的赤经圈和赤纬圈,将星空划分了88个星座。在这88个星座中,有29个在天球赤道以北,46个在天球赤道以南,跨在天球赤道南北的有13个。

天空中88个星座的名字,大约一半是以动物为名的,如大熊座、天鹅座等;四分之一是以希腊神话中的人物名字命名的,如仙后座、仙女座等;其余四分之一是以用具命名的,如显微镜座、望远镜座等。

小资料,赤经圈与赤纬圈

天文学家把天空想象成是一个巨大无比的天球,把地球赤道投射到天球上,便成为天赤道。天球上和天赤道平行的圆圈叫做赤纬圈,通过天球两极并与赤纬圈垂直的大圆圈叫做赤经圈。

怎样正确看星图识星星

星图是将天体的球面视位置投影到平面上,表示它们位置、高度和形态的图形,是天文观测的基本工具之一。星图上用赤经和赤纬来表示星星的位置,用星等来表示星星的亮度。人们把肉眼可以看见的星星分为6个等级,最亮的叫一等星,大约20颗,其次是二等星,再暗的依次是三等、四等、五等星,肉眼勉强能看见的是六等星。每相差一个等级,亮度就相差2.5倍,所以,一等星就比六等星亮100倍。

星图和地图一样也是有方向的,北在上、南在下、东在左、西在右。古人为了辨别方向,就把天上的星星分为一群一群的,并用一些想象中的线条连接起来,就构成了一个一个的星座。现代人们把全天划分为88个星座,每一个星座都有一定的形状和名字,如大熊座、小熊座、猎户座、仙王座等。按照星图上标示的位置,可以将星星一一辨认,这样就可以很清楚地认出天上的星星了。

小资料,中国的二十八星宿

中国古代为了观测天象及日、月、行星的运行,选取了28个恒星组作为观测时的标志,称为“二十八宿”或“二十八星”。它们又平均分为四组,每组七宿,与东、西、南、北四个方位和苍龙、白虎、朱雀、玄武等动物形象相配,称为“四象”,自古以来受到道教的尊崇,被视为守护神。

为何夏夜的星星比冬夜多

地球绕太阳公转一周需要一年的时间。而整个银河系有很多颗星星,它们大致分布成一个椭圆形。夏天地球转到银河中心与太阳之间,银河系的最阔、最密、最亮的中心部分正好是夜晚时出现在人们的天空里。而在其他季节,这段最亮的部分,有时在白天出现,有时在黄昏出现,有时在清晨出现,这样人们就不容易看到它们了。尤其是冬天,地球转到银河边缘与太阳之间,白天才能看到银河的中心部分,但由于白天阳光强烈,人们看不见星星,而晚上人们看到的是银河薄薄的边缘,那里的星星就特别少了。所以夏夜人们看到的星星比冬夜多。

小资料,春夜最亮的大角星

大角星位于牧夫星座内,是北天一颗著名的亮星。春天的夜晚,我们仰望苍穹,顺着北斗七星的斗柄,向东南方向延伸下去,它就在大约与斗柄长度相等的地方。大角星以每秒可达483千米的速度在太空中遨游,是所有肉眼可见的亮星中,运行速度最快的。

离人们最远的星系在什么地方

宇宙是一个浩瀚无边的空间,在这个空间中,无数的恒星和天体组成了星系,由几十个星系组成的叫星系群,100个以上星系组成的叫星系团,星系群和星系团构成了超星系团。

银河系所在的超星系团的核心是室女星系团。不用借助任何工具,凭肉眼人们就可以看见的河外星系是大麦哲伦星云和小麦哲伦星云,其中大麦哲伦星云离人们最近,大约有16万光年,也就是说,它所发出的光信号要经过16万年才能达到地球。然而,这只是离人们最近的星系,那么,离人们最远的星系是什么星系?从那里到地球上又需要多长时间呢?

目前,天文学家经过探测发现的离人们最远的星系是8C1433+63,有150亿光年,在室女星座方向。也就是说,从这个星系中发出的光信号需要经过150亿年才能到达地球。

小资料,室女星座

室女座是全天较大的星座之一,在所有星座中,室女座是面积仅次于长蛇座的大星座。它北邻牧夫座,东邻天秤座,西邻狮子座,南邻长蛇座,是12个黄道星座之一。室女座有一个大型的星系团,它包含着类似于银河系那么大的星系2500多个,距离我们约数千万光年。

织女星是什么样子的

织女星在中国人的心中是一颗美丽的星星,它代表着爱情与智慧,但真正的织女星其实只是一颗普通的恒星。