第6章 星球揭秘
太阳温度的测量
我们平时所看到的太阳圆轮是太阳的表面,称为“光球”。光球外面是太阳大气,依次称为“色球”和“日冕”。色球和日冕平常看不到,只有在日全食时才能看到。太阳光球温度约为6000℃,这是根据它的辐射计算出来的。
太阳每时每刻向宇宙空间不停地以光辐射的方式输送巨大的能量。科学工作者可以通过专门仪器测定出太阳的辐射量。但是,光知道太阳辐射量还不能确定太阳的温度,还必须知道物体的总辐射量与它的温度之间的关系。1879年物理学家斯特凡指出:物体的辐射量与它的温度的4次方成正比。这样,得到太阳辐射量以后,再根据这个关系式,就可以计算出太阳表面的温度了。计算的结果约为6000℃。
另一种方法是根据太阳的颜色来估计它的温度。我们知道,一个物体被加热以后,它的颜色会不断变化,通常是:600℃为深红色;1000℃为鲜红色;1500℃为玫瑰色;3000℃为橙黄色;5000℃为草黄色;6000℃ 为黄白色;12000~15000℃为白色;25000℃以上为蓝白色。太阳的颜色是黄白色的,温度就约为6000℃。我们平常看到的太阳是金黄色或其他颜色的,那是由于受了地球大气影响的缘故。
太阳对地球的影响
19世纪时,著名天文学家赫歇尔指出地球雨量多少与太阳黑子有关。异常的降水或天气冷暖都与太阳黑子活动周期有关。
近年,科学家玛莎·亚当斯提出了一个惊人的观点:太阳是引发地震的原因。她指出,当太阳产生耀斑时,温度高达2000万度,爆发能量相当于百万吨级的氢弹。耀斑发射辐射能,电磁场携带高能粒子冲击地球,会使地壳的许多岩石产生受压放电和伸缩现象,使积聚着巨大能力的断层发生共振,导致地壳板块发生断裂、错动或滑移,引发地震。
太阳活动除了影响地球生物节律变化外,有人指出,它还对人类的创造活动有着极大的影响。苏联科学家伊德利斯曾指出,牛顿、库仑、法拉第等著名科学家一生有很多重要发现和发明,如果把他们的活动列表,就会发现一个周期,大小恰为11.1年,基本上和太阳活动周期等同。有些人还列出一些艺术家的创造活动,如著名音乐家肖邦的两首钢琴协奏曲、门德尔松的《苏格兰交响曲》、贝里尼的《诺匀玛》和《梦游者》等作品都是在1829~1830年间完成的,而1830年正是太阳活动高峰期。
针对上述奇妙现象,一些科学家解释说,强烈的太阳活动对人的神经系统有影响,这是因为它影响地球的磁场而造成的。当太阳活动剧烈时,特别是耀斑的爆发常使大气中放射性的氡含量增加,激发了人的创造力。
太阳对地球、对人类到底有哪些方面的影响,影响到什么程度,至今还无法解答,有待科学的进一步研究,一旦研究成功,将会给人类带来许多方便。
日食的秘密
有时候,太阳高悬在天空中,光芒四射,好端端的一个大白天,但是忽然太阳缺了一大半,变成了月牙形,甚至完全不见了。于是,天地间出现了夜色,星星也在眨眼。过一会儿,慢慢地太阳又出现了,一切都和平时一样,这是怎么回事呢?这就是发生了日食。
那么,日食是怎么产生的呢?
现在,科学家已弄清了日食产生的原因。我们知道,月球本身不会发光,因此,在太阳的照射下,在它的背面会有一条长长的影子。当月球绕地球公转转到太阳和地球的中间时,这时太阳、月球和地球恰好处在一条直线上,从而使月球挡住了部分照到地球上的光线,或者说,月球的影子投射到地面上。这样,在月影扫过的地区,人们就会看到日全食。
日食在1年里一般会发生2次,有时也会发生3次,最多会发生5次,不过这是针对全地球而言,在地球上某个具体地方就很难碰到多次观日食的机会。
月亮的盈亏圆缺
月亮的表层是由岩石和尘土构成的,它和地球一样本身不会发光。可它却能从太阳那里“借光”,它可以把照在它那里的太阳光反射出来。月亮在不断地围绕地球转,因此,月亮、地球、太阳的相对位置都在不断地改变着。
农历每月初一,月亮处在太阳和地球之间。这时,月亮对着人们的那一面太阳光照不到;而受到太阳光照射的那一面人们见不到。因此,人们看不到月亮,即此时为“新月”或“朔月”。
过了两三天,月亮改变了位置,太阳光逐渐照亮它向着地球的这半球的边缘部分,人们也就开始看到月亮被照亮的一小部分。它好像弯弯的蛾眉,人们称它为“蛾眉月”。这以后,月亮向着地球的这半球照到的太阳光一天比一天多了,于是弯弯的月牙也就一天比一天“丰满”起来,直到农历初七、初八前后,月亮面对人们这半球,有一半可以照到太阳光。人们可以看到半个月亮,即为“上弦月”。
月亮逐渐越变越丰满,直到农历十五、十六,地球处于月亮和太阳的中间,这时月亮对着地球的那一面完全被太阳光照亮。人们就可以看到一个滚圆的月亮,这就是“满月”,也叫“望月”。
满月之后,月亮一天天地“瘦”下去。农历二十二三,又只能看到半个月亮,为“下弦月”;又过四五日,又只能看到蛾眉月;直至农历月份的最后一二天,月亮又消失了。再过三四天,月亮又开始出现,于是开始新的循环。
月亮的盈亏圆缺就是这样变化的。
月食的奥秘
人们在户外赏月,有时会看到这样一种情景:一轮皎洁的月亮在慢慢地移动着。忽然,月亮的边缘开始缺了一点,渐渐地,这个圆弧状的阴影越来越大,月面逐渐残缺,变成月牙,最后连月牙也不见了,只是隐隐约约地看到一个古铜色的圆盘。这就好像一个嘴馋的小孩,慢慢地在啃食月亮这块“烧饼”。过了好一会儿,月亮逐渐又露出来,月牙也越变越大,最后又完整无损地出现了。这就是发生了月食。月食是怎么回事呢?
月食就是地球的影子掩蔽了月亮。由于月亮和地球本身都不会发光,只能反射太阳光,因此月亮和地球在太阳光的照射下,在它们背着太阳的一方就会拖着一条阴影。在月亮绕地球公转的时候,如果月亮走进地球的阴影,照不到太阳的光线就发生了月食。如果是整个月亮被地球的阴影遮住,就是“月全食”;如果月亮只有部分被地球的阴影遮住,就是“月偏食”。
月食的发生也是有规律的。它一般发生在“望”日,即农历的十五或十六。但每个月的十五或十六不一定都会发生月食,因为地球运行的轨道和月亮运行的轨道不在一个平面上。大多数的“望”日,月亮都在地球运行轨道的上面或者下面溜过去。只有当月亮、太阳、地球都处在一条直线上的时候,月亮才进入地球的阴影,从而引起月食。
月食通常每年发生一二次,也可能发生3次。有时候整年都不发生。不过发生月食时,一般全世界都可以看到,因此,见到月食的机会要比见到日食的机会多。
探究月球上的“建筑物”
近年,有关宇宙探测器对于月球秘密的意外发现使科学家们对月球产生了种种怀疑和推测。
1969年7月至1972年12月,在美国执行“阿波罗”登月计划的过程中,宇航员拍下了一些月面环形山的照片,从这些照片上看,环形山上分明留有人工改造过的痕迹。
其实,有关月球的多种令人不解现象在近200年间人类对月球的观测过程中,已被陆续发现。
1877年11月23日夜晚,英国的充来因博士和在美国的一批天文学家惊愕地看到一些光点从其他环形山集中到柏拉图环形山中,这些光点穿越了柏拉图环形山的外壁,在山的内部会齐,并且排列成一个巨大的发光三角形,看来很像某种信号的图案。
1910年11月26日发生月食时,法国和英国的科学家分别观测到“有一个发光的物体从月球出发”,“月亮上有一个光斑”。据当年观测者的描述,月食过程中月亮上出现的物体形似现代的火箭。
1953年12月21日,英国天文协会月球部主任威尔金斯博士在广播谈话中透露:在月面的危海地区观察到了大量的“圆屋顶”;这些半圆形的“建筑物”呈耀眼的白色,它们中最小的直径也有5公里。
唯一的推测,就是活动在地球之外的超级智能力量支配的特制轰炸机在月球上的出现与隐没。更多的线索,可能是为地球上的人们所想像不到的。
围绕月球出现的一系列无法解释的现象,已使科学界中的有识之士警觉到:地外智能力量正在“使用”月球。
月球上有水吗
1998年3月5日,美国国家航空和航天管理局的科学家们声称:由佛罗里区发射升空的“月球探测者号”机器人发回的数据表明,月球陨石坑底部的土质很松,里面有大量的氢;而氢的存在表明干土里有冰碴。
人们不禁会问:月球上为什么会有水?有多少水?会有生命吗?
1997年,中国学者雷文星曾作过试探性的解释:月球与地球的年龄相当,内能与动能都小于地球,故体温上升得慢一些,演化的速度也慢了一拍,目前它还处于水冰球阶段。在其约5公里厚的水冰层底部,有一层并不环流的水幔。水幔底部是硅酸盐类和硫包裹着的铁镍核。水冰壳表面是一层冰土和砾石,若向月球表面发射一颗导弹,便可揭示出它尘下冰壳的构成及壳下水幔的存在。
声称发现月球有水的美国科学家则进而认为:在过去几千亿年里,由于冰彗星和冰陨石袭击月球,故而把冰留在月球上。
据推断:月球上水的总储量有可能在1100万吨至3.3亿吨之间。如果月球陨石坑底土壤含水层非常深的话,月球上水的总储量有可能达到13亿吨。
关于月球上水的问题,要想有个确切的答案,还得继续去探索。
登上月球最早的人
1969年,乘坐“阿波罗11号”登上月球的美国阿姆斯特朗是最早登上月球的人,已被大家所公认。但是,最近传出一个令人难以置信的消息:1890年,已经有两个美国人成功登上了月球,比阿姆斯特朗整整早79年!
据一封最近被发现的古老信件透露,当时一位瑞士富商用他庞大的物力资助了这次私人太空探险计划,而整件事一直未外透一点点消息,原因只是不想被某些国家在军事上加以利用。
从信中得知,那两名只知他们姓氏叫做安德逊和沙特斯基的太空人,是由一支20吨重英国制造的单台式火箭将他们送上月球的,时间是1890年9月1日。
四天后,他们安全返回地球,太空囊就跌落在大西洋某个地方。
从信中得知,那两位太空人看到的月球是一片荒凉暗淡的平地,没有空气也没有水,地心吸引力特别小,穿着加了铅块的靴子,才能勉强行走。
但从它上面看地球和外太空,那种景象真的是太迷人了,难怪那两位太空人要叫它“上帝的太空”。
赫之曼的信件是在1989年3月由他的曾孙交给一位记者后发表的。
虽然信中也提到两名太空人返回地球后身体并无不妥,但信内却一直没有提到他们后来的情况,另外他们的真正身份也一直是个谜。
到底谁是最先登上月球的人,目前仍不能下一个确切的定论,还有待考证、研究。
火星适宜居住吗
圣迭戈马林太空科学系统的两位科学家马林和埃吉特对火星地球勘探者号近两年发回的6.5万张照片进行了大量的分析和比较,最后筛选出200张,经过多方研究和查证,终于大胆提出:火星上存在水的时间距离我们比较近,最多也就是几百万年前或几千年前的事,甚至可以说,“火星现在就有水”。
根据他们的研究,火星上面有许许多多的山沟、溪谷和扇形的三角洲,这些很可能是水从火山口的悬崖峭壁上急流而下造成的。马林指出,火星地球勘探者号从太空发回的高清晰度照片上,一条条山沟、溪谷历历在目,与地球上的水流特点毫无二致。他们还发现照片上山沟、溪谷边的水印十分平滑,不像过去看到的火星照片上遍布火山口和到处是黑尘的样子,因而推断水流迹象是最近形成的,“这说明某些事情现在发生,或者说只过了一两年”,埃吉特说,“这些水流迹象十分年轻”。
许多专家认为,火星若果真有水,人类“红色星球”居住的梦想在不远的将来就会成为现实。水可以分解为化学成分氢和氧,这就能供机器人当燃料使用。从水中分离出的氧对人的用处就更大了,可以用来在未来人类“火星基地”内建立一个可供人呼吸的大气环境。
为此,国际火星学会正在积极准备建立空间站,以便训练宇航员以及相关设施的制作,我们希望人类登上火星居住的梦想早日实现。
发现木卫二上可能有水
美国亚利桑那大学的行星科学家宣布,他们对伽利略探测器发回的照片的分析结果进一步确定,木卫二冰冻的表面下存在一个液态水构成的全球性海洋。
伽利略探测器是美国宇航局1989年发射的,自1995年接近木星以来一直围绕着木星及其4颗最大的卫星飞行,拍摄了大量的近距离照片。科学家根据这些照片认为木卫二上有水,但对其表面上呈扇形排列、密如蛛网又长达数百千米裂纹的成因感到迷惑不解。现在亚利桑那大学的科学家们指出,这种裂纹是木卫二上存在海洋的证据。
由于对木卫二是否存在着水越来越感兴趣,美国宇航局计划于2003年发射一个探测器并于2008年进入木卫二的轨道,利用能够穿透冰盖的遥感仪器对木卫二进行考察,以便最终回答木卫二是否真的有水这个问题。
土星的卫星
以前卫星数的记录被“旅行者1号”打破,土星卫星的数目由12变成15。必须提到的是,在土星的卫星家族中,天文学家最关注土卫六。
1655年惠更斯首先发现了土卫六。一直以来,土卫六被誉称为卫星之王,是卫星中体积最大的,直径为5800公里。跟太阳系中其他卫星不同,土卫六是唯一有大气存在的卫星。过去认为它的大气主要成分是甲烷,地面测量它的温度也不是极低,因此人们推测它可能存在生命。
当“先驱者11号”飞近土卫六时,正赶上太阳上发生了一次激烈的黑子爆发,使无线电通讯受到了干扰,导致地球上未能收到探测的结果。“旅行者1号”却给我们发送回来许多出人意料的情报。首先,发现土卫六并不是太阳系中最大的卫星,它的直径只有4828公里。因此,“卫星之王”的桂冠让木星的卫星木卫三(直径5150公里)夺得,土卫六只好屈居第二位。其次,“旅行者1号”发现,土卫六大气的主要成分也不是甲烷,而是氮占98%,甲烷的含量还不到1%,还含有少量乙烷、乙烯、乙炔等气体。
土卫六的大气厚度约2700公里,大气温度为-210℃。在如此低的温度下,大气中的氮可能呈液体状态,在卫星的表面上形成了液氮的湖泊。还发现土卫六云层顶端有氢氰酸分子,这是一种形成生命前的物质分子。
恒星的颜色揭秘
恒星的颜色不一样,有红色、黄色、蓝色和白色等,犹如五颜六色的明珠。恒星为什么有多种多样的诱人色彩呢?
你是否到炼钢厂去参观过:当钢水在钢炉里的时候,由于温度很高,它的颜色呈蓝白色钢水,出炉后随着温度的慢慢降低,它的颜色也变为白色,再变成黄色,再由黄变红,最后变成黑色。可见,物体的颜色受物体温度控制。天上的星星也是如此。它们的不同颜色代表星体表面温度的不同。天体的温度不同,它们发出的光在不同波段的强度是不一样的。从恒星光谱型我们已经知道,不同颜色代表不同的温度。一般说来,蓝色恒星表面温度在25000℃以上,如参宿七、水委一、腹一(甲星)、十字架二(甲星)和轩辕十四等。白色恒星表面温度在11500~7700℃,如天狼星、织女星、牛郎星、北落师门和天津四等。黄色恒星表面温度在6000~5000℃,如五车二和南门二等。红色恒星表面温度在3600~2600℃,如参宿四和心宿二等。
太阳的表面温度约6000℃,照理讲,太阳应是一颗黄色的恒星,为什么我们白天看见的太阳发出耀眼的白色呢?其实,这是因为太阳离我们较近的缘故。如果有机会乘宇宙飞船到离太阳较远的地方,你会发现,太阳将是一颗黄色的星星。而美丽的朝霞和晚霞绽放红光的原因是因为地球大气对太阳光七种颜色中的红光折射偏角最大的原因引起的。
哈雷彗星的真貌
50个国家的900名天文学家组成了国际哈雷彗星联测组织,除了有组织地观测外,还第一次进行了空间现场考察,先后发射了5颗太空探测器,在非常近的距离内对其观测。其中,以英法等西欧10国花了5年时间建造的“乔托”号最引人注目,它深入到离彗核只有500多千米的地方,已进入彗发的深处,所获得资料也最丰富、最有价值,让人类第一次目睹了彗核的真貌:日照率4%,比煤炭还黑;独具特色的喷流上千千米高,喷泉核表面粗糙,像煤块般极黑,核外部是由非挥发性物质组成的多孔表面层,接近太阳外表30℃~130℃,里面仍存在零下70℃;有裂纹和凹坑多处,从里向外喷射气体尘埃流、尘气。
值得一提的是我国对彗星的观测和研究有最早、最完整的记录,开始见于《春秋》(公元前613年):“鲁文公十四年秋四月,有星季于北斗。”比外国早几百年,我国也有世界上最早、最珍贵的彗星图案,这是公元前168年,长沙马王堆汉墓发掘的帛书中所绘,比公元66年绘下的耶路撒冷上空的彗星早得多了。
彗星的风采也和宇宙其他星体一样,逃不过年华老去的命运,一次不如一次亮丽,最后会耗损殆尽而崩解。然而,每隔一段时间,总会有另一颗光耀的彗星出现,作为“新力军”加入人类发现彗星的名单中去,所以人们得以不断目睹彗星的风姿。
彗星起源的假说
当太阳系形成时,由于它的中心产生的引力,不能充分束缚它最外部大量的宇宙尘埃和气体星云等原始物质。彗星有存在于上述云系中的可能性,这些彗星以特别缓慢且不变的速度绕太阳旋转,但是,在某些情况下,由于彼此间的碰撞或其他恒星的吸引,彗星的运行将发生变化。
彗星起源的第二种假说——彗星来自太阳系边缘彗星带。
这种学说(以澳大利亚天文学家提出)认为太阳系边缘有个彗星带,那里大约有100亿颗彗星,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形成的,而且有规律地向太阳系地球飞来。
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,成了周期彗星。
第三种假说认为,彗星有来自木星喷发物的可能性。
这种假说认为大部分周期彗星的轨道远日点都在离木星轨道挺近的地方,由此可推测彗星非常有可能是由木星内部向外喷发的一些物质形成的。彗星的化学成分的确也与木星大气成分相似,这一点证实了喷发说。要想喷发,必须达到60公里/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。
另外有一种更奇怪的学说认为太阳有一颗姐妹星,叫复仇星。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,使地球上飘浮长久不散的尘埃,环境发生剧烈变动,导致生物从地球上消逝。且每隔2600万年复仇星离太阳最近时,彗星在引力的迫使下从奥尔特云中飞出,其中一部分就飞入地球大气层。因此关于彗星来源问题,至今仍处在假说研究证实阶段,最后打开彗星之谜的金钥匙还没有找到。