正文 第十三章 小行星的形成學說(1 / 3)

小行星的誕生和演化問題與整個太陽係演化的問題緊密相關。任何關於太陽係形成的理論,都必須同時能夠說明小行星環帶的形成。但是,由於自地球上有人類以來的年代同太陽係產生以來的久遠時間相比實在是太短了,所以要完全弄清太陽係的由來並不怎麼容易。我們一卞麵要仔細觀測,從看到的宇宙的現實情況加以分析;另一方麵,我們當然也要發揮理解力和想象力的作用。為了推進研究工作,人們在觀測資料還不十分充分的情況下往往會先提出一些看法,企圖對已有資料加以說明,在科學上這就叫假說。這些假說是否正確,或者其中哪一種假說比較接近實際情況,則有待於以後由更大量的觀測實踐加以說明。

關於小行星形成的最早的理論,是在1807年提出來的。這就是發現第2號和第4號小行星的德國醫生奧伯斯所提出的假說。他在發現第4號灶神星以後給天文學者彼德的一封信中說,他估計天上這種小星的數量肯定很多,這些小行星大概是由於大行星破碎而產生的。

從奧伯斯創立這第一個假說以來,迄今已有190多年,這期間提出過的假說多得不勝枚舉。其間不少人仍是支持奧伯斯的看法,也認為小行星是由於較大的星解體分裂而

產生出來的。另外還有一種比較流行的假說,認為小行星就是在太陽係形成初期由於某種原因未能團聚發展成為大行星的那些原始材料,它們仍以分散的狀態遺留至今。

以上兩種假說是關於小行星來源的比較流行的理論。此外還有人認為,太陽係在運動中從太空俘獲來的物質才是構成小行星的原材料;也有人設想,木星原來可能也具有似土星的光環,由於某種災變的原因,木星光環斷裂,就像斷線的項鏈拋撒出珍珠那樣形成了小行星帶。不過,這些新奇的想法沒有獲得多少支持者。

小行星是由一些較大行星破碎而產生,或者由太陽和原始物質集聚而形成的這兩種說法,驟然看去,似乎相互衝突的。但是,從一些觀察結果看,它們能夠互相補充,統一起來。

小行星帶將來會演變成什麼樣子呢?要作出準確的預言是很不容易的。但有一點似乎可以肯定,即它們之間的互相—會導致產生出更多的碎屑和粉末。這種太陽係塵埃的存在,有所謂黃道光的現象可以證明。

黃道光是密集在太陽附近的一片塵埃。黎明前太陽尚未升到地平線上時,東方天空黃道有略似銀環的光輝,這就是所謂黃道光。黃昏太陽落到地平線下不久時,在靠近太陽這段黃道上同樣可以看到黃道光,不過,清晨和黃昏時候,黃道和地平線所成角度一年四季隨時間變換,逢到這角度最大時,才是觀察黃道光最有利的時機。

觸雷說

“爆炸說”的開山鼻祖是2號小行星的發現者-奧伯斯。1804年9月他的同事哈丁發現婚神星之後,他就開始思考這個問題,並在他頭腦中萌發了“爆炸說”的輪廓,以後他又著手仔細研究這3顆小行星的軌道和軌道變化,更覺得信心百倍,因為他發現三者的軌道都有一段從室女星座的天區通過。接著1807年他自己在那個區域中又等到了4號灶神星,於是他大膽地公布了自己的見解。

奧伯斯的假說提出後,天文界一片嘩然,天文學家們很不以為然,要對這樣一個初步設想進行質疑,並非是什麼難事。因為既是爆炸,那麼請問,爆炸的原因是什麼?在那個時代,―這種高效炸藥還未發明,人們實在不能想象哪裏有如此巨大的能量!因為地球上火山爆發、地震、海嘯雖然驚心動魄,但它們對地球而言似乎又是蚍蜉撼樹,根本傷不了半根“亳毛”,要把一個直徑上千千米的行星炸掉,實在難以想象。盡管奧伯斯絞盡腦汁搜索枯腸,但甚至連這根引爆的“導火線”是什麼也難以說清。

再說,既然是一聲爆炸,必然是支離破碎,碎片也一定是大小不一、奇形怪狀的,可是從當時所知的4顆小行星看來,似乎並沒有“怪裏怪氣”的征狀,反而與正常的球形相差不大。更使奧伯斯懊喪的是,他再也拿不出其他證據,盡管他仍在天上苦苦搜索追捕,但一晃10年,也未能找到第5顆小行星,這樣“數目很多”的論點也被動搖了,別人可以輕易地說,他發現的4號灶神星純粹是偶然的送氣而已。

奧伯斯逝世後,“爆炸說”,除了少數業餘天文愛好者外,慢慢地在人們的記憶中淡薄起來。奧伯斯的假說雖然受到了不少人的非難,但也有一部分支持者,為了證明還存在大量碎塊,他們堅韌不拔,年複一年的在天空中來回“掃蕩”。40年之後,即到了1815年,沉默已久的奧伯斯假說複活了。

亨克發現了第5顆義神星,他又是奧伯斯假說的熱情擁護者,而此後小行星的發現又確實像潮水般地湧來,至綜少奧伯斯預言“數目很多”已不再有任何懷疑之處了。

進入20世紀後,由於物理學的發展,電磁理論、熱力學等的興起,使得風行一時的康德-拉普拉斯由“星雲”形成太陽係的一些學說,遇到了當時無法克服的困難。西方國家出現了各種不同形式的“災變學說”,這是用突然的“宇宙事故”一恒星與太陽碰撞或與太陽接近,去解釋太,陽係的形成。既然恒星可以相撞,那末小行星為什麼不可以是原來一顆行星被“什麼東西”撞碎的呢?這樣小行星的“爆炸說”被改頭換麵一下,把“爆炸”換成“碰裂”,也就得到了東山再起的機會。

前蘇聯一些天文學家首先複活了奧伯斯的學說,有個名叫薩伐利斯的天文學家甚至認真地計算了這顆“原始行星”的大小和質量。他認為,它當初的直徑為6千千米,質量是地球質量的1/15,與今天的火星相仿。不僅如此,他還對這顆行星的內部結構也提出了看法:它的最外麵是一層堅實的玄武岩,最內部是一個鐵-鎳組成的核。後來又有一個名叫克利諾夫的天文學家還把它的內部分為5層,從裏到外分別是鐵-鎳核心;鐵矽組成的包殼屑;玻璃狀橄欖石層、結晶狀橄欖石學和玄武岩組成的地殼。後來他為這個假想的原始行星取了個富有詩意的希臘名一一譯成中文則是“法厄同”。

“核大戰”說

有關“法厄同”的設想,也曾有過不少響應者,尤其在前蘇聯學術界更是不乏其人。他們為了尋找論據而花過不少心思。持這種主張的人認為,地球上的隕石都是當年法厄同爆炸後的遺物,與今天的小行星出自一體。因為按照他們的說法,不同種類的隕石所具有的比重、成分都可以從法厄同行星的不同層次中找到說明。他們還推論,發生爆炸的時間大約在迄今5千萬到5億年之間,而美國費米核物理研究所有些人甚至把它確切地定為4億年前!根據是他們對一些隕石中的同位素氦4和氬40的測定,發現這些元素隻有4億年左右時間,當然這不是說,這些隕石貞比地球年輕了十多倍,而應當解釋為在4億年前發生了一參次大爆炸,以前積存的氦4和氬40都被驅盡了。