正文 第1章 發現浩渺星空的蔚藍星球(1 / 3)

1.銀河係——星河璀璨的“眾星之城”

親愛的同學,你的生日是屬於什麼星座?每當我們說起這些天上的星鬥,就都會忍不住有些激動,都會不由自主地向往它們的神秘。漫天的繁星和星座不僅僅是美麗的,它們更是我們人類苦苦探索的秘境。那麼,你對它們的了解又有多少呢?下麵,就讓我們一起來看一看我們所在的星係,看看這條“銀河”到底有多少奧秘!

相信許多同學對“牛郎織女中秋會天河”的故事都耳熟能詳了,在這個淒美的故事裏,牛郎和織女隻能在每年的七夕這一天相見,其餘的時間隻能在對彼此的思念中苦苦煎熬。而阻隔他們相見的就是銀河——也就是我們常說的銀河係。

銀河真的是一條大河嗎?當然不是!浩瀚的銀河係是一個由二千多億顆恒星、數千個星團和星雲組成的恒星係統。它的巨大絕對會遠超你的想象:據天文學家觀測,銀河係直徑約為一萬多光年,中心的厚度約為六千多光年,而它的總質量更是高達一千四百億個太陽質量。我們地球所在的太陽係就屬於這個龐大星係。

對於銀河係的形狀分類,人們一直眾說紛紜。按照以前的說法,它應該屬於“旋渦星係”,但最近幾年也有人指出它實際上是一個“棒旋星係”。不管它的形狀到底像什麼,從地球上看去,它都是一條流淌在天上的“大河”,這也就是它名字的由來。在北半球的夏季,我們可以在晴朗的夜空很好地觀賞頭頂的銀河:它的範圍大致是從天蠍座、人馬座延伸至夏季大三角,甚至到仙後座。不過,隨著氣溫的逐漸變冷,銀河也會變得黯淡很多。

銀河係的發現經過了一個漫長的過程。四百多年前,科學先驅伽利略首先用望遠鏡觀測了銀河,並率先提出“銀河是由恒星組成”的觀點。隨後,天文學家賴特、康德、朗伯等也相繼得出了類似的結論。

1785年,天文學家赫歇爾利用他自己製作的堪稱當時世界上最大的反射望遠鏡對銀河係恒星進行了計數觀測。在此基礎上,他又建立了第一個“銀河係模型”。自此以後,人類才開始漸漸了解並接受了銀河係的存在。赫歇爾雖然提出了“銀河係”的確切概念,但他的結論很快就受到了挑戰。這個挑戰來自於荷蘭著名天文學家卡普坦。

卡普坦創建銀河係模型的方式與郝歇爾不同,他運用統計視差法測定了恒星之間的平均距離,然後結合恒星計數,最終得出了一個新的銀河係模型。在這個模型裏,銀河係是透鏡狀的,直徑為55000光年,厚11000光年,而太陽則位於其中心附近。事實上,因為沒有考慮到星際消光的問題,所以他得到的銀河係大小僅為銀河係真正大小的一半左右。但即便如此,他的模型也還是比赫歇爾給出的結果大了九倍。

現在,隨著科學技術的發展,我們已經得到了相對準確的銀河係模型了,但我們還是不應該忘記為了這個模型而付出努力的先驅們!

銀河係是巨大的,那麼,這個龐然大物到底經過了多長時間才最終成為了現在這個樣子的呢?136億年!這個由歐洲南天天文台研究得出的結果讓幾乎所有人都為之驚訝。事實上,銀河係幾乎與宇宙一樣老。

對於美麗的銀河,古今中外的人們都對它寄予了深切的喜愛之情。在中國,古代詩人們絲毫不吝嗇對它的讚美;在古希臘,關於銀河係的故事也廣為流傳。像什麼“銀河是赫拉喂哺嬰兒的奶汁”之類的傳說故事都伴著無數孩子進入過夢鄉。而這些,也無一不顯示了人們對銀河係的喜愛之情。

銀河係中的“土著”和“外來戶”

銀河裏的星星都是“原產”於銀河嗎?英國皇家天文學會曾經在一項研究報告中稱,銀河係中的星鬥大約有四分之一來自銀河係外。這些各種各樣的天體很可能是在星係兼並過程中進入銀河係的。澳大利亞和加拿大的研究人員利用哈勃太空望遠鏡建立了迄今為止全世界最大的銀河係球狀星團數據庫。在建立數據庫過程中,他們也提出了類似的觀點。這一理論剛剛提出時,天文學家可以確定的來自於銀河係外的小星係有兩個,但最新研究結果表明,至少有6~8個小星係被銀河係兼並了。

2.太陽係——漫長的認識過程

在我們的頭頂上,有這樣一顆恒星:它炙熱地燃燒自己,為周圍的世界送去能量,就連我們的地球也在它的照拂下生長——這就是我們的太陽。可你知道嗎?雖然我們就生活在太陽係裏,但對這個“大環境”的認識卻經曆了漫長的過程。

太陽是我們每個人都熟識的天體,由於它無時無刻不在散發著巨大的能量,所以包括人類在內的所有生物都無比依賴於它。太陽看似非常神奇,但事實上它卻並不特殊——在茫茫宇宙中,太陽也不過是一顆普通恒星而已,隻不過它在太陽係中占據了主要地位罷了。

除了太陽之外,太陽係中還包括八顆行星、165顆已知的衛星和數以億計的各類小天體——它們包括彗星、柯伊伯帶、小行星和星際塵埃。

首先讓我們來認識一下這八顆主要行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。在這八顆行星中,有六顆擁有屬於自己的天然衛星。

除了我們所在的地球以外,另外七顆行星中的五顆都是肉眼可見的。在我們漢語裏,這五顆行星以“五行”為名,而在西方則以古希臘和古羅馬神話中的神祇為名。至於另外兩顆不可見行星,就是發現很晚的天王星和海王星了!除了八大行星,太陽係還有五顆矮行星,即冥王星、柯伊伯帶內的鳥神星與妊神星、小行星帶內的穀神星和屬於黃道離散天體的鬩神星。

大致介紹完太陽係,我們就來看一看太陽係的曲折的發現過程。

對太陽係的第一次科學探測是在望遠鏡發明以後才開始的。伽利略就是第一位運用望遠鏡發現了太陽係天體細節的天文學家。在望遠鏡裏,伽利略發現了月球的環形山和火山口,發現了太陽表麵的黑子,還發現了木星的四顆衛星。惠更斯隨後也踏上了這條觀測之路。他發現了土星的衛星泰坦和土星環。接下來還有發現了土星四顆衛星的意大利人卡西尼,發現了哈雷彗星的英國人哈雷……人類對太陽係的了解就這樣逐漸增加著。

這裏,我們要著重提一提發現了哈雷彗星的愛德蒙·哈雷。哈雷用敏銳的直覺在1705年發現了一顆定時回歸太陽係的彗星。這顆每隔75~76年就會重複出現的彗星在當時並不引人注目,但隨著哈雷準確預報了它下一次的回歸時間,它開始慢慢闖入了人們的視野。通過這顆彗星證明了這樣一個現象的存在:除了行星,太陽係其他天體也會圍繞太陽公轉。

1781年,威廉·赫歇爾在金牛座方向發現了一顆行星。據後來觀測,人們確定這就是太陽係第七顆行星——天王星。它也被認為是人類發現的第一顆行星。

1801年,朱塞普·皮亞齊發現了矮行星——穀神星。這顆運行於火星和木星軌道之間的小天體曾經一度被認為是一顆行星,可人們很快發現,在這個區域裏類似穀神星的小天體多達數以萬計。於是,穀神星被降級為矮行星。

天王星被發現了,可是它卻總顯得有那麼一絲怪異:它的實際運行軌道總是與人類的計算結果有誤差。於是,許多人開始懷疑在天王星外圍是不是還有另一顆大行星對它實施幹擾。最後,埃班·勒維耶的計算幫助人們揭開了海王星的麵紗。同樣的,因為水星在近日點時常表現出一些牛頓力學無法解釋的“異動”,因而人們便也假設有一顆水內行星“祝融星”存在。雖然後來人們用“廣義相對論”對水星的異動做了解釋,但某些天文學家仍未放棄對“祝融星”的尋找。

冥王星的發現同樣是因為海王星軌道的偏差。最先提出冥王星存在理論的是帕西瓦爾·羅威爾。他將這顆還沒有發現的行星稱為“X行星”。在羅威爾過世後,由他一手創立的羅威爾天文台繼續搜尋著這顆“X行星”。終於,湯博在1930年發現了冥王星。從那時起一直到2006年,冥王星一直被人們當做行星,列入太陽係“九大行星”之列。但是,因為它實在太小,不符合行星的標準,終於在2006年舉行於布拉格的第26屆國際天文聯會中慘遭降級為矮行星。

1992年,柯伊伯帶被夏威夷大學的天文學家大衛·朱維特和麻省理工學院的珍妮·盧發現。這是我們太陽係的“彗星之家”。

我們已經發現了太陽係全部秘密了嗎?當然沒有!隨著科技的不斷進步,相信總有一天,人們會踏遍太陽係的每一個角落,會對我們這個家園了如指掌!

如果冥王星有自主意識,那麼在2006年8月24日這一天,它一定會悲痛萬分。因為就在這一天召開的國際天文學聯合會大會上,天文學家們通過五號決議,將冥王星“開除”出太陽係“九大行星”行列,而太陽係的行星數目也因此降為八顆。也是從這一天開始,冥王星這個在太陽係邊緣運行的天體有了一個新的稱呼——“矮行星”。

3.地月係——月球是地球的孩子嗎

月球是我們地球的衛星,可你知道嗎?也許我們與月球之間的關係還不止於此呢!有的科學家認為,在45億年之前,地球和月亮其實本是一顆行星,隻不過因為一顆名為“忒伊亞”的行星的撞擊,導致月球從地球上分裂了出去——換句話說,月亮也許是地球的“孩子”。那麼這到底是怎麼一回事呢?