太阳系的探索和研究

http://astro.tom.com   2004年07月28日   来源:    石中隐玉

在远古的时候,人们就注意到天上许多星星的相对位置是恒定不变的。但有5颗亮星却在众星之间不断地移动。因此人们把“动”的星星称为“行星”,“不动”的星星称为“恒星”,并给行星各自起了名字,即:水星、金星、火星、木星和土星。其中水星也称辰星,它最靠近太阳,不超过一辰(30度)。金星又叫太白星或启明星、长庚星。它光彩夺目,是全天最亮的星;火星又称“荧惑”,因它的火红颜色而得名;木星也称岁星,它大约12年运行一周天,每年差不多行经一次(全天分成十二次),古代用它来纪年;土星也称镇星或填星,因为它大约28年运行一周天,一年镇守一宿(中国古代把全天分成二十宿)。这就是人们肉眼能看见的五大行星,中国古代统称它们为“五星”,再加上太阳、月亮总称为“七曜”。

近两个世纪以来,天文学家又发现了3颗大行星(天王星、海王星和冥王星)。这样,包括地球在内的9颗行星就构成了一个围绕太阳旋转的行星系统。离太阳最近的行星是水星,以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。除了水星和金星之外,所有的行星都有卫星。在火星和木星之间存在着数十万颗大小不等、形状各异的小行星,天文学家把这个区域称为小行星带。此外,太阳系中还有许许多多的彗星、流星以及稀薄的微尘粒和气体等。

太阳质量占太阳系总质量的99.8%,它以自己强大的引力将太阳系里的所有天体牢牢地吸引在它的周围,使它们不离不散、井然有序地绕自己旋转。同时,太阳又作为一颗普通恒星,带领它的成员,万古不息地绕银河系的中心运动。

太阳系起源包含两个基本问题:太阳系中形成行星的物质从何而来和行星是怎样形成的。围绕这两个问题,产生了各种各样的学说。随着现代天体物理学和物理学的发展,特别是恒星演化理论的建立,产生了现代星云说,并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算,提出它的主要观点:太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个小云,一开始就在自转,并在自身引力作用下收缩,中心部分形成太阳,外部演化成星云盘,星云盘以后形成行星。目前,现代星云说又存在不同学派,这些学派之间还存在着许多差别,有待进一步研究和证实。

太阳系八大谜

谜之一:水星如何诞生。太阳系由九大行星其中水星、金星、地球、火星及冥王星,是以岩石为主要成份的“地球型行星”;木星、土星、天王星及海王星,是大量气体包围的“木星型行星”。最靠近太阳的行星是水星,它是如何诞生的呢?有两种说法:一、由于水星最靠近太阳,科学家认为水星是在原始太阳系星云中的高温区域,由凝固的金属铁及其它富含物质的材料物质堆积而成。二、水星是在巨大的原始行星互相碰撞的时候,由彼此的金属铁融合而成。

谜之二:金星为什么灼热?金星的大小和地球最接近,两颗行星的内部构造可能也很相似。但根据探测船和雷达观测,金星是一个灼热的世界,如同炼狱,表面笼罩着二氧化碳的浓厚大气。地表温度高达450摄氏度左右,是地球地表温度的30倍。由于金星靠近太阳,当太阳能量上升之后,金星上的水化为气体释出到大气中。这时,原本溶于海中的二氧化碳也积存大气中,引发强烈的温室效应,导致地表温度暴增。

谜之三:月球离地球越来越远?月球目前距离地球大约60倍地球半径。但是,由于在地球和月球之间的潮汐力的影响,月球正以每年约3厘米的速度慢离地球远去。另一方面,地球的自转速度也逐渐变慢。也就是说,以前月球比现在更靠近地球,而地球的自转速度比现在更快。证据就在科学家发现的“二枚贝”化石上。二枚贝的成长速度会随着潮汐的涨落而变化,一边成长一边形成树木年轮一样的条纹,条纹数量和宽度依潮湿的大小而异。根据这些条文数量和宽度,科学家发现,大约5亿年前,地球一天之有21小时,1年有410天。

谜之四:真的有火星人吗?1996年8月美国航空太空总署研究小组发表研究成果说火星曾有生命存在,证据是掉落在南极大陆的火星陨石。研究小组在陨石中的碳酸盐部分检测出有机物,推断远古时代的火星,应该像30多亿年前的地球。那时地球已有生命,因此不能否定火星曾有生命的可能性。

谜之五:木星为什么有大红斑?地球人观测位于木星南半球的大红斑,已经有300多年了。大红斑差不多有两个地球那么大。大红斑是反时针旋转的高度压云形成的巨大旋涡。 它之所以呈现红色,是因为云下层的磷化氢被搬运到上空,受到太阳紫外线照射而转化为磷的缘故。大红斑是如何形成的呢?目前科学家还不清楚。

谜之六:气体卫星为什么有环?木星、土星、天王星、海王星全部有环,各不相同。土星的环又薄又暗,由岩石粒子构成。土星的环又大又亮,有水冰构成。环的成因,有几种不同的说法。其中一种是:过去存在的卫星或彗星被行星的潮汐力破坏,分裂成小碎片,有的碎片进入环绕行星公转的轨道,因而形成了环。

谜之七:冥王星以外有什么?以前有人主张,冥王星以外可能有第十颗行星星。1992年夏天,科学发现冥王星轨道外面有一颗直径250公里左右新天体接着41颗轨道长半径大于海王星的天体陆续现身。此外,1950年,天文学家欧特统计了当时已经观测到的周期彗星的轨道,结果发现绝大多数周期彗星都是从距离太阳几万AU(天文单位)的地方全方位飞 来,可能有一个呈球壳状包住太阳系的彗星巢。整个彗星巢,叫做“欧特云”。

谜之八:太阳系尽头在哪里?科学家说,太阳会喷出高能量带电粒子,称为“太阳风”。太阳风吹刮的范围一直达到冥王星轨道外面,形成一个巨大的磁气圈,叫做“日圈”。日圈外面有星际风在吹刮,但是太阳风会保护太阳系不受星际风侵袭、并在交界处形成震波面。日圈的终极境界叫做“日圈顶层”,这就是太阳所支配的最远端,可以把这里视为太阳系的尽头。至于日圈层顶距离太阳有多乐?它的形状如何?航海家1号和2号已分别飞到距离太阳66AU和51AU的地方,希望日后能够揭开太阳系最远的面貌。

 
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