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第53章 探索博大的天文奥秘之最(2)

纽约罗切斯特大学太空专业的沃森教授对此发现颇感兴奋,他认为对这颗“婴儿”行星的跟踪研究,很可能给行星形成理论带来新的突破。沃森表示:“有史以来第一次,我们通过太空望远镜看到了恒星周围尘埃组织的演变,而这些恒星可能与我们熟知的太阳系十分相似。”更令人惊讶的是,除了已被发现的这颗“婴儿”行星外,天文学家们发现“CoKuTau4”恒星周围至少还有300颗类似的新行星正在形成。华盛顿卡内基研究中心的波斯教授认为,这项发现在天文学上具有重大意义,它证明行星的形成具有普遍规律,而地球作为存在生命的行星,在宇宙空间中可能并非是唯一的。

最早被计算出来的行星

海王星是人们从“笔尖上发现的行星”,也可以说是世界上最早被计算出来的行星。

海王星的半径为24 700公里,质量是地球的17.2倍,密度为1.6克/立方厘米。它与太阳的距离约为45亿公里,公转周期164.79年,自转周期19.2小时。

海王星也有浓密的大气,主要由氢、氦构成,另外还有甲烷和氨。海王星的表面温度约为56K,甲烷和氨大都是固态的。从海王星接收到的太阳能量来计算,它表面的温度应该为46K,但这和实际测量值有差距,这可能是它的表面温度尚未达到平衡,还在继续冷却的过程中。

海王星有8颗卫星,其中最大的卫星比月球还大,它的表面温度是已知的太阳系中各星体中最低的,只有38K。

在1841年7月,亚当斯——英国剑桥大学的一位22岁的大学生,在阅读格林尼治天文台台长艾里的报告后,着手对天王星外行星轨道和距离进行反复思考和计算。在1843年年底才24岁的他计算出这个未知大行星的初步结果。

1845年,26岁的亚当斯已经研究推算出该假设行星的轨道、质量和当时的位置。10月21日他把计算结果寄给了英国格林尼治天文台台长艾里,请求他用天文台的大型望远镜来观测这颗行星。但是这位台长没有认真地对待青年天文学家的计算结果,不假思索地把亚当斯的计算结果束之高阁。

1846年6月这位台长收到了勒威耶发表的论文副本时,他才发现勒威耶的计算结果几乎与亚当斯的计算结果完全一致,他立即请剑桥天文台天文学家查理用望远镜搜索这颗行星,偏偏这位天文学家也对亚当斯的计算结果将信将疑,又一次使这位天文学家奋斗多年的成果被埋没。

法国天文学家勒威耶比亚当斯年长8岁,于1846年8月31日写出了一份标题是“论使天王星运行失常的那颗行星,它的质量、轨道和现在所处的位置结论性意见”的论文。柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒威耶计算出来的新行星的位置,把望远镜指向了黄经326度宝瓶星座的一个天区,只用30分钟就发现了一颗在星图上没有标出的8等星,为人类探索天外行星找到了第八颗新的行星——海王星。后来通过天文学家们观测均证实了这颗行星的存在。

海王星发现的荣誉归属问题,使得英法两国展开了争论,但亚当斯和勒威耶两人却处之泰然,该荣誉应当由亚当斯和勒威耶两人共享。

水星之最

在太阳系的八大行星中,水星获得了几个“最”的纪录:

离太阳最近

水星和太阳的平均距离为5 791万千米,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近于太阳的行星。

轨道速度最快

它离太阳最近,所以受到太阳的引力也最大,因此在它的轨道上比任何行星都跑得快,轨道速度为每秒48千米,比地球的轨道速度快18千米。

一“年”时间最短

地球每一年绕太阳公转一圈,而“水星年”是太阳系中最短的年。它绕太阳公转一周只用88天,还不到地球上的3个月。这都是因为水星围绕太阳高速飞奔的缘故。难怪代表水星的标记和符号是根据希腊神话作比喻,把它比作脚穿飞鞋、手持魔杖的使者。

表面温差最大

因为没有大气的调节,距离太阳又非常近,所以在太阳的烘烤下,向阳面的温度最高时可达440摄氏度,但背阳面的夜间温度可降到零下160摄氏度,昼夜温差近600摄氏度,是行星表面温差最大的冠军,这真是一个处于火和冰之间的世界。

卫星最少的行星

太阳系中现在发现了越来越多的卫星,总数超过60个,但只有水星和金星是卫星数最少或根本没有卫星的行星。

一“天”时间最长

在太阳系的行星中,水星“年”时间最短,但水星“日”却比别的行星更长,在水星上的一天(水星自转一周)将近两个月(为58.65地球日)。在水星的一年里,只能看到两次日出和两次日落,那里的一天半就是一年,地球人到了水星上很不习惯。

最早发现天王星的人

天王星是太阳系中离太阳第七远的行星,从直径来看,是太阳系中第三大行星。天王星的体积比海王星大,质量却比它小。

天王星基本上是由岩石和各种各样的冰组成的,它仅含有15%的氢和一些氦(与大都由氢组成的木星和土星相比是较少的)。天王星和海王星在许多方面与木星和土星在去掉巨大液态金属氢外壳后的内核很相像。虽然天王星的内核不像木星和土星那样是由岩石组成的,但它们的物质分布却几乎是相同的。

最早发现天王星的人是英国的天文学家威廉·赫歇尔,在这以前,人们只认识水星、金星、火星、木星五大行星,因为这五颗行星都可以用肉眼观察到。

德意志诞生的英国天文学家威廉·赫歇尔(1738年—1822年),出生于汉诺威,最初是一个音乐家。17岁时来到英国,当宫廷歌会的双簧管吹奏者。他一方面以音乐维持生活,另一方面他刻苦努力学习数学和物理。1774年在他36岁的时候,亲自制造成功一台反射望远镜。他一生中制造了400多台望远镜,口径最大的有125厘米。

在1781年3月13日,这是一个很平常的日子,晴朗而略带寒意的夜晚,跟往常一样,在他妹妹加罗琳(1750年—1848年)的陪同下,用自己制造的口径为16厘米、焦距为213厘米的反射望远镜对着夜空热心地进行巡天观测。当他把望远镜指向双子座时,他发现有一颗很奇妙的星星,乍一看像是一颗恒星,一闪一闪地发光,引起了他的怀疑。

第二天晚上,他又继续观测。原来这颗星还在移动,尽管这颗星没有朦胧的彗发,也没有彗尾,肯定不是一颗恒星,但他以“关于一颗彗星的探讨”为题提出报告。

经过一段时间的观测和计算之后,这颗一直被看做是“彗星”的新天体,实际上是一颗在土星轨道外面的大行星,一下子太阳系的范围被扩大了整整一倍之多。天王星离太阳系约28亿8千多千米,而土星离太阳系约14亿千米。

天王星的发现使赫歇尔闻名于世,并被英王任命为皇家天文学家。此后,他致力于天文学,一生中作出过许多贡献。

最早记录哈雷彗星的国家

中国民间将彗星叫做“扫帚星”。“彗”字在中国语言中有扫帚的含义。在古希腊人的语言中有“毛发”的含义。

世界上公认中国是对彗星观测和记录最早的国家。中国古书《淮南子·兵略训》中就记录了公元前1057年的一次彗星,它就是后来被命名为“哈雷”的彗星。1973年,从中国湖南长沙马王堆的一座汉朝的坟墓内,出土了一幅彗星图,图上画有29种彗星,形状和名字都离奇古怪。

中国的《史记》、《文献通考》等古书,也记录过公元前240年这颗彗星的出现。《宋史》曾用166个字记载了它在1066年回归时的情况。从公元前1057年至公元1986年,哈雷彗星共回归了41次,中国除了有早期的3次记录外,还有从公元前240年往后的全部30次记录。

最早的彗星运行图

南京博物院内珍藏的两块盱眙木块星象图是世界上发现的最早的彗星运行图。

彗星,古代称妖星,是绕太阳运行的天体。它形状很特别,远离太阳时,是一个发光的云雾状的小斑点;接近太阳时,则由彗核、彗发、彗尾三部分组成。中间近乎圆形透明发光的部分是“彗核”,彗核周围的雾状物是“彗发”。由于太阳风和太阳辐射的压力,彗发的气体和尘埃被推开,向一个方向延伸,形成“彗尾”。

宇宙中彗星很多,但能用肉眼见到的彗星却很少。因此,在古代,除日食、月食以外,最令人惊异的天象就是彗星的出现。彗星的出现,往往被人们视作不祥之兆,认为它会给人类带来各种各样灾难。

盱眙木块星象图是1974年8月出土的,它出土江苏盱眙县的东阳古城址东南约200米处的一座西汉古墓中。盱眙木块星象图共有两块,纵向模置棺盖上。其中一块长188厘米,宽45.3厘米,厚3.5厘米。左方刻有圆日与金乌,金乌的头尾在圆日的两边,上首和右首分布有9个小日,左上有一人捷奔,类似于“羿射九日”。右方则刻有圆月,月中有蟾蜍角排列,日月的中间有三条鱼形图案。

而另一块图长188厘米,宽28.2厘米,厚3厘米。主体是两条带翼的飞龙。左方排列着三颗三角形的星辰,以线条连接;右方也有高低参差的三颗星辰。其中一个人前面有一个头部尖锐、尾部散开,形状像扫帚的东西。特别引人注目的是,该图上彗星的尾部被月球遮掩一部分,这说明当时天文学家已经认识到彗星比月亮距离地球更为遥远。

据南京博物院考古人员考证,盱眙木块星象图与汉元帝初元五年(公元前44年)的一颗彗星记录大至吻合,从而断定其为彗星运行图,运行轨迹是由东向西。而在这以前,人们一直认为公元66年的耶鲁撒冷彗星图是最早的彗星运行图,但是事实上盱眙东阳出土的星象图比它还早110年。

世界上最早关于流星雨的记录

我国是世界上最早发现流星雨并记载下来的国家。《竹书纪年统笺》中记载“帝癸十五年,夜中星殒如雨”,这说的就是公元前16世纪商朝出现的一次流星雨,这也是世界上最早的关于流星雨的记录资料。

此外,《春秋》中也记载了发生在鲁庄公七年(公元前687年)的一次流星雨:“夏四月,辛卯,夜,恒星不见,星殒如雨。”这是关于天琴座流星雨的最早记录。

而《宋书》也有记载:“有流星大如桃,出天津。”这是发生在南北朝刘宋元嘉二十年二月乙末(443年4月9日)夜晚的一次流星雨。

最早的日食记录

公元前1217年5月26日,居住在我国河南省安阳的人们,正在从事着各种各样的正常活动,可是一件让人吃惊的事情发生了。人们仰望天空,之前光芒四射的太阳,突然产生了缺口,光芒也暗淡下来。但是,在缺了很大一部分后,却又开始复原了。这一事件过程被刻在一片甲骨文上。这就是人类历史上关于日食的最早记录。