從形狀上看,體積大的衛星基本上都呈球形,體積小的衛星有的呈球形,有的是橢球形,有的是不規則的形狀。在不規則形狀的衛星中,我們了解最多的是火衛一和火衛二,它們的形狀很像兩塊馬鈴薯。衛星的大小和形狀展示出它們自身的不同經曆,記錄了它們複雜的生涯。至於它們的曆史究竟是怎麼回事,現在還說不清楚。

現代太陽係演化理論認為,九大行星和大多數衛星的軌道,都遵循一些基本規律。它們是:同向性,即都是沿反時針方向運動;共麵性,即衛星軌道基本上都在自己行星的赤道麵內;近圓性,絕大多數衛星軌道都近似正圓軌道,甚至比行星軌道還圓。同時,絕大多數衛星的自轉周期等於公轉周期,即像月球一樣,總以同一個半麵向著自己的行星。

然而,“別出心裁”的不規則的“小字輩”也大有“星”在。比如,木衛六、木衛七、木衛八、木衛九、木衛十、木衛十一、木衛十二、木衛十三、土衛九、海衛二和海衛二等,它們的軌道都不在自己行星的赤道麵內,而有20°以上的交角。特別是木衛八、木衛九、木衛十一、木衛十二和土衛九,它們與眾不同,在軌道上沿順時針方向運動,在天文學上稱這樣的運動為逆行。

更奇特的是土衛三、土衛十三和土衛十四,這三顆衛星共“居住”在同一個軌道上。土衛十三在土衛三前麵60°,土衛十四則在土衛三後麵60°。

三個“小字輩”運行得還很協調,令人刮目相看!土衛七更有自己的“絕活”,它的自轉似乎有點雜亂無章,在軌道上公轉也搖搖晃晃,活像一個醉漢。它為什麼是這個樣子呢?有人認為,可能它遭到過一次撞擊,偏離了原軌道,正在逐漸恢複之中。土衛十和土衛十一的軌道十分靠近,離土星都在15.1萬~15.2萬公裏之間,公轉周期都是16小時40分左右。所不同的是土衛十的軌道與土星赤道之間的傾角是0.3°,土衛十一則是0.1°。有人認為,這兩顆衛星原來可能就是一顆衛星,後來在某次還不知其原因的撞擊事件中分成兩半。

海衛二的運動也有特色。它的軌道非常扁,離海王星最近時有140萬公裏,最遠時竟達到970萬公裏,相差近7倍,實屬罕見。

最有趣的衛星和行星之間的運動關係要算冥王星和冥衛一。冥衛一的自轉周期和公轉周期及冥王星的自轉周期,都是6.3867個地球日。這意味著冥衛一總以同一麵向著冥王星,而冥王星也總以同一麵向著冥衛一。也就是說,從冥王星上看冥衛一時,它在天空中的位置是固定的,在冥衛一上看冥王星時也是這樣。這真是太空奇觀!

太陽家庭中的這些五花八門的衛星,為我們深入地認識太陽係內的天體規律提供了豐富多彩的信息,同時也提出了眾多的疑難問題。

太陽家族的鄰居

我們居家總要了解自己周圍環境和鄰居的狀況。地球的空間環境和鄰裏就是太陽係內的行星際空間。那麼,太陽係所處的恒星際空間又有哪些鄰居呢?它們的狀況如何?我們知道,在銀河係內約1000億顆恒星中,離太陽最近的恒星是半人馬座的比鄰星,它離太陽約4.2光年,目視星等為11等星。

可見,在距太陽4光年半徑的星際空間是沒有任何恒星的,隻有太陽和它的家族在這裏安居樂業,這是一個充滿活力的空間。在距太陽5光年之內,有3顆恒星。它們是:上麵介紹的比鄰星,還有與比鄰星在一起組成目視三合星的另外兩顆恒星,它是半人馬座a星(甲星),叫南門二,它是全天第三顆最亮的恒星,約為0等星,它與我們太陽屬同一類恒星,其體積和質量比太陽稍大一點,距太陽約4.3光年。另一顆星亮度為1等星,距太陽約4.3光年,體積和質量略比太陽小一點。在距太陽10光年內共有11顆恒星,除上麵介紹的3顆恒星外,還有著名的蛇夫座巴納德星,它是1916年由美國天文學家巴納德發現自行最大的恒星,它每年自行10.31",為9.5等星,距太陽5.9光年;大犬座天狼星,它是目視雙星:甲星就是天狼星,是全天最明亮的恒星,距太陽約8.6光年,為-1.5等星;另一顆乙星是天狼星的伴星,為8.5等星,距太陽也是8.6光年,它是一顆典型的白矮星;鯨魚座中UV星也是一顆雙星,距太陽都是9光年,其中UV星B是1948年發現的特殊型的變光恒星,它在3分鍾內,光度可增強11倍,然後又慢慢暗下來,它為13等星,是距太陽最近的耀星;獅子座佛耳夫359星距太陽8.1光年;大熊座拉蘭德21185星距太陽8.2光年;人馬座羅斯154星距太陽9.3光年。距太陽21光年內,則有100顆恒星,其中包括天鷹座中的牛郎星,小犬座中的南河三和天鵝座61星(兩顆)等。

太陽的這些近鄰各有特色,天文學家們早已把它們列為重要的研究對象。

太陽家族之謎

在所有的各類天體裏麵,與我們人類關係最密切的要數太陽,影響最大的也是太陽。人類最關心和研究得最多的天體,除了地球這艘“宇宙航船”外,大概就是太陽了。人類對太陽的研究,可以一直追溯到最遙遠的古代,而科學地研究太陽,並取得輝煌成果,那是最近幾百年的事。從把太陽當作神到今天我們對這顆太陽係中心大體的了解,是個不斷解謎而又不斷提出新謎、以及逐步深化和更全麵地認識的發展過程。