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小行星 431 在我們的行星系統(tǒng)的隊(duì)列中,，存在著一個(gè)小小的空隙。在 1772 年,，一位叫約翰·提丟斯的數(shù)學(xué)教授注意到,，行星的位置和他們與太陽(yáng)之間的距離中存在著某種特殊的數(shù)學(xué)關(guān)系。作為特例,，他從 0 開始計(jì)數(shù),，然后是 3，然后讓后一個(gè)數(shù)是前一個(gè)數(shù)的兩倍這樣繼續(xù)下去,。這樣他就得到了 0,、3、6,、12,、24、48,、96,、192 等這樣的一組數(shù)據(jù)。提丟斯把剛剛得到的每一個(gè)數(shù)字都加上 4,，然后再把得到每一個(gè)數(shù)字都除以 10。然后得到了這樣的一個(gè)數(shù)字的序列：0.4 ,，0.7 ,，1.0，1.6 ,，2.8 ,，5.2 ，10.0 ,，19.6……有意思的是,，如果你把太陽(yáng)系里面遠(yuǎn)至天王星的那些行星到太陽(yáng)的距離,，除以地球到太陽(yáng)的距離，你會(huì)得到這樣的一個(gè)數(shù)列:0.4 ,，0.7 ,，1.0 ，1.5 ,，5.2 ,，9.5 ，19.2……簡(jiǎn)而言之,，從水星到天王星,，所有這些行星距離太陽(yáng)的距離除以地球到太陽(yáng)的距離以后，得到的數(shù)字都很接近提丟斯開始構(gòu)造的那個(gè)數(shù)列中的數(shù)字,。雖然如此,，在提丟斯構(gòu)造數(shù)列的方法中，可能并沒有蘊(yùn)含著實(shí)際的物理意義,。提丟斯注意到,，在他的數(shù)列中包含著數(shù)字 2.8。但是在實(shí)際的天文位置上,，那兒好像并不存在任何的物體,。根據(jù)提丟斯的“規(guī)律”，在火星和木星的中間應(yīng)該存在著一顆行星,，不巧的是,，在我們太陽(yáng)系行星系統(tǒng)的隊(duì)列中，那兒似乎是一個(gè)小小的空隙,。 432 在 19 世紀(jì)的第一個(gè)晚上,，這個(gè)行星的空白被填補(bǔ)上了。在 1801 年1 月1 日的夜晚,，非常湊巧地,，一個(gè)叫朱塞普*皮茨的意大利天文學(xué)家在他的天文望遠(yuǎn)鏡中看見了一個(gè)黯淡而模糊的小物體。隨著這個(gè)物體每天晚上在星空中的運(yùn)行,，它的軌道很快就被計(jì)算了出來：2.8倍的地球距離太陽(yáng)的距離,。 皮茨以古希臘神話中“豐收女神”(Ceres)來命名它，即谷神星,。 433 谷神星雖然填補(bǔ)了提丟斯的那個(gè)空隙,，但是似乎事情比不是那么完美。谷神星雖然剛好出現(xiàn)在火星和木星中間那個(gè)空缺的“地方”,。但是人們從一開始就很清楚一點(diǎn),，谷神星本身并不是一顆行星。它黯淡得人的肉眼都無法看見,。谷神星橫跨距離只有 600 英里,，這大概只有月球直徑的１／４左右,。皮茨把這個(gè)最新發(fā)現(xiàn)的物體稱作小行星，意思是“星星般閃耀的”,，因?yàn)楣壬裥鞘侨绱说男?，以至于在皮茨的望遠(yuǎn)鏡里面，他能觀察到的最多也就是一個(gè)閃光的點(diǎn)而已,。直到今天,，天文學(xué)家們既可以叫它們“小行星”，也可以把它們稱作“二流行星”,。 434 今天,，我們知道谷神星并不是孤單的，它還有很多同伴,。在發(fā)現(xiàn)了谷神星的以后幾年內(nèi),，其他的一些小行星陸續(xù)被人們所發(fā)現(xiàn)，它們被命名為：巴拉斯（智慧女神）,、維斯塔（女灶神）或是秋諾（木星 Jupiter 的妻子）之類的,。它們每一個(gè)都要比谷神星還要小——平均的橫跨距離都不到 300 英里。到今天為止,，超過 20,000 顆小行星已經(jīng)被發(fā)現(xiàn),，而且每一年還要再新發(fā)現(xiàn)好幾打的小行星。如果你把像冰箱那么大的也計(jì)算在內(nèi)的話,，小行星實(shí)際的總數(shù)差不多超過了 100,000 個(gè),。它們中的絕大部分（不是全部），都集中在火星和木星之間的帶狀空間內(nèi),。它們并不是完全遵循著唯一的軌道來運(yùn)動(dòng)的,。 435 在那兒存在著一定數(shù)目大的小行星，以及數(shù)目更多的小個(gè)頭的小行星,。只有 15 顆小行星的跨度超過了 150 英里,。剩下的大部分直徑都只有幾英里左右，還有好些小行星差不多只有露天足球場(chǎng)那么大,。造成這樣的原因是,，從我們的太陽(yáng)系形成以來，在擁擠的小行星帶里面就充滿了碰撞,。以至于現(xiàn)在看來全是碎片,。 436 很多小行星都有自己的名字和編號(hào)。小行星的編號(hào)顯示了它們被人類發(fā)現(xiàn)的先后順序,。大一些的小行星往往還有自己的名字。因此,，首先被發(fā)現(xiàn)的四顆小行星被很正式地依次命名為：1 希爾維斯（谷神星）,、2 巴拉斯,、3 秋諾和4 維斯塔，人們也往往會(huì)只寫出名字,，而很少去記住名字之前的編號(hào),。（當(dāng)然同時(shí)，這四顆小行星也是目前發(fā)現(xiàn)的體積最大的小行星,。）但是,，天空中存在著如此多的小行星，以至于那些來自神化的帶有異國(guó)情調(diào)的名字很快就用完了,。所以在今天,，人們還會(huì)把芝加哥、加利福尼亞,、之類的地名,，蓓莎之類的人名也用在給小行星的命名上。 437 小行星并不是行星爆炸以后的碎片,。小行星是行星碎片的想法在以前的一段時(shí)間里面很流行,。但是即使是在那個(gè)時(shí)候，也沒有任何的名顯證據(jù)或是讓人比較信服的機(jī)制,，以任何方式,，來證明這種想法的正確性。事實(shí)上,，如果你把現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的所有的小行星粘合到一起,，你可以得到一個(gè)比我們的月球的質(zhì)量的 1/10 還要小的物體。事實(shí)是,，在火星和木星之間從來沒有存在過足夠的物質(zhì)在最初的狀態(tài)下形成行星這種物體,。可以說,，這些小行星只是一顆從來不可能存在過的行星的碎片而已,。 438 大多數(shù)小行星并不是圓的。從人類對(duì)行星的衛(wèi)星的觀測(cè)來看,，基本上直徑超過 300 英里的星體的形狀都是十分接近球形的,。但是那些小一點(diǎn)的衛(wèi)星們則不是那回事，它們的形狀往往離球形還差得很遠(yuǎn),。導(dǎo)致這樣的事情發(fā)生的原因有兩個(gè),。第一，當(dāng)含有足夠質(zhì)量的物理在形成星體的初始階段,，在重力的作用之下（伴隨以放射線所產(chǎn)生的熱能）,，各個(gè)組成最初星體的碎片聚合到一起時(shí)所產(chǎn)生的熱量使所有物質(zhì)足以在很短的時(shí)間內(nèi)熔化，從而形成一層殼一樣的物質(zhì)。第二個(gè)因素就是碰撞,，較大的物體時(shí)常在碰撞中破碎成小塊,，小塊的則會(huì)變?yōu)楦〉乃槠?/div>
439 木星和土星之間的小行星帶（以下簡(jiǎn)稱為“小行星帶”）就是太陽(yáng)系形成過程中剩余的物質(zhì)碎片。整個(gè)星系是由巨大的氣體粉塵云霧團(tuán)在約 4,，600,，000，000 年前形成的,。漸漸地,，沙粒開始互相聚集，久而久之這些小的物質(zhì)顆粒互相粘連而行成圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的殘骸碎片群。其中的某些部分則持續(xù)增大,，變重,，進(jìn)而吸引更多的其它部分與之合并。 最終最大的成了行星或是行星的衛(wèi)星。而那些免于或是由于木星巨大的質(zhì)量形成的引力而不能被吸引的小部分則仍保持著散逸狀態(tài)。 這樣，不可估量的碰撞在這些碎片中發(fā)生,，越發(fā)徹底的使其破碎而最終形成了所謂小行星帶。 440 在去木星的途中,，伽利略號(hào)航空器帶給我們首次近距離觀察兩顆--或者應(yīng)該說是三顆小行星的圖片,。在1991年十月，伽利略號(hào)航空器路過了一顆名為 Gaspra951 的小行星,。正如預(yù)料中的,，其形狀是不規(guī)則的（看上去有點(diǎn)像一個(gè)有凹陷的大馬鈴薯），大約有 12英里長(zhǎng),。,。 在 1993 年八月，伽利略號(hào)又一次發(fā)生了預(yù)料中的相遇,。這次是和一個(gè)叫做 243IDA 的小行星,。 令人吃驚的是，僅有一英里直徑的 IDA,，具有一個(gè)環(huán)繞它運(yùn)轉(zhuǎn)的物體,。盡管有些人開始試圖以 Ho 命名此衛(wèi)星（如“Ida.Ho”），天文學(xué)家們最終選定為 Dacty1,。伽利略號(hào)與小行星和這些物體之間的相遇應(yīng)該有顯著的差別,。 因?yàn)?Gaspra和 Ida 兩者都具有不規(guī)則具有凹陷的外形?？茖W(xué)家們已經(jīng)可以斷定 Ida 的外形,。反過來這則可以作為關(guān)于地球?qū)τ谠诒砻媪炼群皖伾系囊粋€(gè)較大范圍內(nèi)的許多小行星的測(cè)量的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),。簡(jiǎn)而言之，小行星可能會(huì)涉及所有墜落地球的隕星,，不論它們是石質(zhì)還是鐵質(zhì),。而且，軌道離太陽(yáng)較近的小行星可能會(huì)表現(xiàn)出太陽(yáng)熱力對(duì)其形成時(shí)產(chǎn)生的影響,，而更遙遠(yuǎn)的行星則不能。 441另一個(gè)小行星帶的假設(shè)是從地球上的雷達(dá)得出的,。這個(gè)問題針對(duì)一個(gè)通常被稱為Toutatis 4179 的物體,。 從返回的圖像來看，這顆小行星看上去應(yīng)該是兩個(gè)緊貼著的物體構(gòu)成,。其中一個(gè)直徑大約 3 英里另一個(gè)則為 1.5 英里,，被一個(gè)很狹小的“頸部”所連接。 簡(jiǎn)而言之,，Toutatis4179 看上去有點(diǎn)像花生的樣子,。 442 一些小行星和木星公用軌道。 并非所有繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的小行星的軌道都是在火星和木星之間,，兩個(gè)被稱為 Trojan 小行星群事實(shí)上就在公用木星的軌道,。其一在這顆巨大星球之前約 60 度，另一個(gè)則在其后 60 度處,。這些點(diǎn)并非如此反復(fù)無常,，而根據(jù)首先開創(chuàng)此理論的法國(guó)數(shù)學(xué)家的名字被稱為 Lagrangian point（拉格朗日點(diǎn)）。拉格朗日點(diǎn)代表著木星和太陽(yáng)之間中立穩(wěn)定性增加的位置,。 443 其他小行星群則離他們的“家園”更近,。存在三個(gè)這樣的“族”：the Amors（愛神族），他們的軌道可以容許他們?cè)诘厍蚺c金星之間運(yùn)行,；the Apollos（太陽(yáng)神族）,，他們的軌道穿過地球的軌道；后者激發(fā)的明顯不只是學(xué)術(shù)上的興趣,，直徑位置還沒有任何這個(gè)軌道上的物體和地球的軌道相遇過,，而且這類軌道處在不斷的改變之中由于許多其他星球重力所產(chǎn)生的牽引力的作用。最終,，這一千多個(gè)被稱為 Amor-Atem-Apollo（或稱為 AAA）的物體中的任何一個(gè)都可能對(duì)地球造成嚴(yán)重的威脅,。事實(shí)上，我們星球的坍縮很大程度上就是有這樣的物體對(duì)地表的撞擊造成的,。 444 一些科學(xué)家倡導(dǎo)對(duì)這些物體的長(zhǎng)期監(jiān)控,。近些年來，一些存在擔(dān)憂的學(xué)者已經(jīng)建議國(guó)會(huì)財(cái)政支援對(duì)這類地球附近的存在潛在威脅的物體進(jìn)行的系統(tǒng)的具體的研究項(xiàng)目,。目前,，三個(gè)觀察站輪流進(jìn)行不間斷觀察，將來會(huì)有一天以電腦網(wǎng)絡(luò)連接的天文望遠(yuǎn)鏡將能夠自動(dòng)的監(jiān)測(cè)整個(gè)夜空，追蹤所有已知的物體并發(fā)現(xiàn)新的并計(jì)算其軌道,。盡管事實(shí)上一個(gè)大體積的物體與地球相撞的機(jī)率非常之小,，這種觀測(cè)現(xiàn)在已經(jīng)成為了技術(shù)上的可能。 在給于足夠警告之后,，我們?nèi)杂锌赡芤燥w行器去影響甚至消滅可能與地球相撞的物體,。（飛行器將會(huì)貼在小行星上向纖夫似的把它拖走）或者帶著核武器將其炸毀。很有趣而且諷刺的是可以用來毀滅這顆星球上一切生命的力量有朝一日可能會(huì)起到保全他們的作用,。 445 每多久時(shí)間小行星 Apollo 會(huì)可能撞擊地球一次,？ 平均而言，估算給出的結(jié)果是大約每一百萬(wàn)年以內(nèi)會(huì)有三顆 Apollo 小行星撞擊地球,。 446 近些年已經(jīng)有一些可信的行星和地球的近距離交匯（從天文學(xué)上出發(fā)）,。 在 1968 年，一顆名叫 Lcarus 的 Apollo 小行星和地球相距 3,750,000 英里掠過地球,。在 1989 年,，另一顆名為 1989FC 的小行星，距離僅為 500,000 英里,。在 1991 年,，第三顆小行星 BA 以 106,000英里--少于地月距離的一半--的遠(yuǎn)近掠過我們。 447 地球附近的小行星有多大,？大多數(shù) Apollo 小行星直徑都不超過 1 英里,，但是其中一顆被發(fā)現(xiàn)具有約 6 英里的直徑。 448 多大的小行星與地球相撞會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果,？在亞利桑那州 Winslow 附近的隕石坑 Barringer Meteor 大約有 4,200 英尺直徑,，而墜落于此的隕石直徑只有 160 英尺。一個(gè)直徑僅約 500 英尺的行星碎片墜地會(huì)造成的能量足以將一個(gè)主要的大都會(huì)地區(qū)夷為平地,。彗星Shoemaker-Levy9 大約有幾英里的直徑,，當(dāng)它在 1994 年撞擊木星時(shí)產(chǎn)生的震蕩波波及的范圍大約有整個(gè)地球那么大,。這樣尺寸的小行星如果撞擊地球,，很可能所有的生命將會(huì)被毀滅。 449 木星其實(shí)是這里面的罪魁,。木星巨大的重力場(chǎng)很容易改變附近小行星的運(yùn)行軌道。事實(shí)上,，自從太陽(yáng)系形成開始,，木星就一直在改變小行星（以及彗星）的運(yùn)行軌跡，在多數(shù)情況下使它們向太陽(yáng)系的內(nèi)側(cè)偏移,。 這種運(yùn)動(dòng)幫助產(chǎn)生了太陽(yáng)系早期的一系列爆炸，正是這造就了月球,，睡醒和火星表面的這么多隕石坑,。其他改變運(yùn)行方向的小行星剛好可以解釋現(xiàn)存的令我們煩惱不堪的 Amor-Atens-Apollo 物體。 彗星 450 彗星事實(shí)上是一大團(tuán)被封凍的泥,。其核心部分,，是一塊昏暗的形狀不規(guī)則的冰，巖塊和粉塵混合物,，看起來有點(diǎn)像發(fā)黑的馬鈴薯,，其直徑從幾百英尺到幾英里不等。這種冰塊是典型的水,，氨,，固態(tài)二氧化碳混合解凍的產(chǎn)物。 451 如果你發(fā)現(xiàn)了一顆彗星,，你可以讓自己的名字永遠(yuǎn)的留在天空中,。有一種古怪的傳統(tǒng)，在天文學(xué)中如果你發(fā)現(xiàn)了一顆新的彗星,，你可以以自己的名字去命名它。這種“尋找彗星名垂青史”的傳統(tǒng)使得很多新手天文學(xué)者專門去觀察模糊難辨的星空,，試圖發(fā)現(xiàn)本位置異常的星體,。其中的一些人就是這樣取得了成功而擁有許多以自己命名的彗星,。 有時(shí)一組人會(huì)共同發(fā)現(xiàn)一顆新的彗星，比如在 1994 年撞擊木星的彗星 Shoemaker-Levy9,，就是以共同發(fā)現(xiàn)者的名字命名的,。完全隨機(jī)發(fā)現(xiàn)的這顆彗星已經(jīng)是 Caroline 和 Eugene Shoemaker 和 david Levy發(fā)現(xiàn)的第 9 顆彗星了。 452 曾經(jīng)有一個(gè)人在試圖發(fā)現(xiàn)彗星的過程中因?yàn)橐恍┢渌虺擅?。Charlies Messier 是1700 年左右的一個(gè)彗星搜尋者，隨著他日復(fù)一日的觀察星空，偶然間他發(fā)現(xiàn)了一些模糊的看上去像是彗星的東西,，但它們并沒有隨著其他星群緩慢的移動(dòng)。作為一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腻缧撬阉髡撸^察這些東西是沒有意義的。在沮喪中--也是為了幫助其它一些希望發(fā)現(xiàn)一兩顆彗星而成名的人--Messier 列出了包含 103 個(gè)此種物質(zhì)的名單,，希望別人不要在觀測(cè)它們上面浪費(fèi)時(shí)間。事實(shí)上,，他的這份名單中列出的正是天文現(xiàn)象中最壯麗的現(xiàn)象：從巨大的形成新星的星云到整個(gè)銀河系中億萬(wàn)顆爆炸的星球所保留的殘骸,。直到今天，這之中的每一個(gè)都仍以字母 M（代表Messier）加上其在那份名單中所在的位置來命名,。在這本書中我們將會(huì)有機(jī)會(huì)遇到其中的一些并對(duì)它們作進(jìn)一步的探討,。 453 在所有彗星中，哈雷彗星是最著名的,，但是哈雷本人并沒有看到過它,。哈雷彗星每隔75 或 76 年就會(huì)回到地球的星空中,，他曾與 1910 年造訪地球，之后在 1985 到 1986 年間再次來訪,。1705 年,，英國(guó)天文學(xué)家愛德蒙·哈雷期限準(zhǔn)備應(yīng)用牛頓發(fā)明的新的數(shù)學(xué)模型通過追蹤彗星在天空的位置畫出彗星的軌道。在這項(xiàng)工作中,，哈雷發(fā)現(xiàn)有一顆 1682 年被觀測(cè)到的明亮彗星有一條很扁的橢圓軌道,。這條軌道使它可以十分接近太陽(yáng)，而后又能運(yùn)行到遠(yuǎn)超出海王星軌道的地方,。同時(shí)他還發(fā)現(xiàn),，1682 年那顆彗星實(shí)際上于 1607 年和 1531 年觀測(cè)到的兩顆亮彗星的軌道是重合的。他認(rèn)為這三次記錄的實(shí)際上是同一顆彗星,。通過對(duì)它前幾次記錄以固定年數(shù)間隔出現(xiàn)的行為推斷,，哈雷預(yù)言這顆彗星將于 1785 年再次光臨地球。哈雷沒能活到那一天,，不過在 1785 年平安夜,，那顆彗星如約而至。為了紀(jì)念哈雷,，這顆彗星被命名為哈雷彗星,。在哈雷之前，天文學(xué)家一直認(rèn)為一顆彗星只會(huì)出現(xiàn)一次?，F(xiàn)在的觀點(diǎn)任務(wù)為,，至少有一部分彗星是可以被重復(fù)看到的(譯者注——原文用了“慣犯”一詞)。根據(jù)這一啟示,，天文學(xué)家們把對(duì)哈雷彗星的記錄推溯到了公元前,。 454 所有的彗星都分為三個(gè)部分。在彗星的中心是彗核,，是一個(gè)冰凍的泥塊,。當(dāng)離太陽(yáng)足夠近的時(shí)候，和會(huì)被近球狀的氣體和塵埃云包裹,，這就是彗發(fā),。從彗發(fā)向外流動(dòng)的部分是彗星最易被識(shí)別的部分，那就是彗星的彗尾,。 455 大多數(shù)彗星要在太陽(yáng)系的邊緣區(qū)域度過它的大部分生命時(shí)光,。大多數(shù)彗星運(yùn)行與遠(yuǎn)在冥王星和海王星之外的軌道上。因?yàn)橛凶C據(jù)表明一些彗星于科伊柏帶上,，那是在大約 8 倍冥王星和太陽(yáng)距離處的一個(gè)盤狀地帶,；還有上百萬(wàn)顆彗星可能運(yùn)行在一個(gè)被稱為 Oort 云（奧爾特云）的遼闊的球狀區(qū)域中，Oort 云可以從遠(yuǎn)在科伊柏帶之外的地方延伸到最近的恒星之間,。 456 如果通常處在距太陽(yáng)那么遙遠(yuǎn)的地方,，什么事的他們能夠造訪太陽(yáng)系的核心范圍從而能被我們地球上的人類發(fā)現(xiàn)呢,？鄰近的恒星和木星那樣的大質(zhì)量行星起了重要作用。他們的引力足可以周期性的對(duì)彗核產(chǎn)生攝動(dòng),，恰可以把彗核送上前往太陽(yáng)系核心區(qū)域的漫長(zhǎng)旅行,。當(dāng)它接近內(nèi)層行星的軌道時(shí)，速度加快,，最終繞過太陽(yáng)。這后隨著軌道被改變程度的大小不同,，彗星們各有不同的命運(yùn),。它可能朝向星際空間的深處走上不歸之路（譯者注——原文“再也不能被看到”）；也可能走上一條較小的軌道,，使得它可以周期性的來到太陽(yáng)系的內(nèi)層,，稱我我們地球上可以重復(fù)看到的彗星。 457 一些彗星實(shí)在太靠近太陽(yáng)了,。偶然地,，以顆彗星會(huì)正好撞向太陽(yáng)，在一次猛烈的光亮爆發(fā)中毀滅自己,。 458 彗星可以有小的核,，但是拖著長(zhǎng)的彗尾。彗核通常不超過 15 英里,，在天文學(xué)尺度下這是很小的一點(diǎn),。但這么一個(gè)微小的核，已生成一個(gè)令人嘆為觀止的彗星,。隨著彗核跌入太陽(yáng)系內(nèi)層,，來自太陽(yáng)的輻射開始加熱它的冰和塵埃，然后像威力巨大的間歇泉那樣把他們釋放到真空空間中,。這些塵埃煙霧變成彗發(fā),，它可以長(zhǎng)達(dá) 100,000 英里。來自太陽(yáng)的太陽(yáng)風(fēng)和輻射可以對(duì)彗發(fā)中游離的氣體和塵埃作用,，向遙遠(yuǎn)的外層空間推動(dòng)彗發(fā),，形成彗星長(zhǎng)而美麗的彗尾。一個(gè)較大的彗尾可以伸展至 100,000,000 英里,。 459 一些彗星在接近太陽(yáng)的過程中光度相當(dāng)穩(wěn)定,，而另一些彗星就不那么正常。太陽(yáng)的活動(dòng)是彗星的彗發(fā)和彗尾生長(zhǎng),，所以許多彗星在接近太陽(yáng)的過程中逐漸變得壯麗,。但是許多彗星彗核中冰和塵埃的混合物不是很均勻的。結(jié)果會(huì)造成塵?；驓怏w的突然爆發(fā),，進(jìn)而將導(dǎo)致零度突然的增加或同樣具有戲劇性的黯淡,。出現(xiàn)在 1973、74 年間冬天的科胡特克彗星就是一個(gè)著名的失敗的例子,，她在接近太陽(yáng)的過程中十分的黯淡,。因?yàn)橛羞@種情況的存在，天文學(xué)家們?cè)陬A(yù)言一顆彗星是否會(huì)成為“世紀(jì)之星”時(shí),，通常都很猶豫,。 460 哈雷彗星的最近一次來訪為什么讓大多數(shù)人失望了？哈雷彗星在它上一次現(xiàn)身期間為偉大的科學(xué)成就提供了有利機(jī)遇,。許多人聽說了它在 1910 年是如何的壯麗,，而對(duì)它在這次造訪中表面上毫無光彩的演出很失望。難道關(guān)于 1910 年哈雷彗星的描述是在夸張嗎,？也許有一點(diǎn),，但是還有極個(gè)別的重要因素。首先,，1910 年哈雷彗星離地球更近,，所以它看起來比較大。其次,，1910 年哈雷彗星的最佳觀測(cè)點(diǎn)在北半球,，但 1985 到 1986 年的這次來訪，南半球的觀測(cè)位置更好,。這是的哈雷彗星在歐洲和北美的天空中的位置很低,，有更多的水蒸氣使其模糊。再其次,，80 年代的哈雷彗星比 1910年時(shí)回歸時(shí)小了一點(diǎn),。因?yàn)殄缧堑腻缥捕紒碜藻绾耍缧请S時(shí)間推移會(huì)有品質(zhì)損失,。但是導(dǎo)致哈雷彗星在 20 世紀(jì)的兩次來訪中差異的最大原因無論如何不能歸于彗星,，而在我們地球本身。20 世紀(jì)80 年代地球上有了更多的城市燈光,。都市的燈光照亮了夜空,，遮擋了亮星以外的一切。在南半球廣闊的海洋上,，澳大利亞遠(yuǎn)離海岸的內(nèi)陸,，或在非洲大陸一望無垠的草原上，哈雷彗星在這次來訪中依然是個(gè)壯麗的奇觀,。但在紐約,、倫敦那樣的都市或是靠近繁華都市的地方，哈雷彗星徹底被都市的燈光所遮蔽，在星空中不再絢麗,。 461 我們總能知道彗尾指向何處,。因?yàn)樗潜惶?yáng)風(fēng)和陽(yáng)光的光壓吹向星際空間的，所以彗星總是指向背離太陽(yáng)的方向,。當(dāng)彗星接近太陽(yáng)時(shí),，彗尾飄揚(yáng)在核后。但是,，當(dāng)彗星從太陽(yáng)向太陽(yáng)系外層撤回去時(shí),，回味是指向彗星前進(jìn)方向的。如果你認(rèn)為這似乎不太尋常,，不妨讓我們來想象一下,，一個(gè)長(zhǎng)發(fā)的女士走在風(fēng)中，在她逆風(fēng)走和順風(fēng)走時(shí),，頭發(fā)分別飄向身后和身前。 462 有些彗星長(zhǎng)著兩條尾巴,。一個(gè)典型的彗星是由冰和塵埃組成的,。有時(shí)有利的氣體形成一條彗尾，而塵埃形成另一條彗尾,。塵埃組成的彗尾看上去顯得十分平滑,。而氣體彗尾可以表現(xiàn)出更粗糙的外表，顯得更像直瀉而下的瀑布,。 463 有些彗星有不止一個(gè)彗核,。彗核是由十分易碎的材料組成的。確實(shí),，如果一顆彗星運(yùn)行的太靠近大質(zhì)量天體如木星或太陽(yáng),，引潮力會(huì)將彗核撕裂稱兩塊或多塊。在 1992 年,，舒梅克-列維9號(hào)彗星飛臨木星,，碎成了 20 多塊。后來這些碎片像一個(gè)飛行中隊(duì)的飛機(jī)在列隊(duì)飛行,，直到 1994 年撞向木星,。 464 舒梅克-列維 9 號(hào)彗星和木星一起創(chuàng)造了可怕的天上火花。在 1994 年超過一周的時(shí)間里,，舒梅克-列維 9 號(hào)彗星的 20 多顆山體大小的碎片以超過 130,000 英里每小時(shí)的速度撞上了木星,。結(jié)果在木星的上層大氣造成了連續(xù)壯觀的爆炸。每一次爆炸釋放的能量都相當(dāng)于上百萬(wàn)噸的 TNT 炸藥爆炸,，而且留下一個(gè)持續(xù)一年多的地球大小的“疤痕” 465 在 1996 年春季,，人們受到數(shù)年來最明亮彗星的款待。百武彗星是在 1996 年一月下旬被日本業(yè)余天文愛好者百武裕司發(fā)現(xiàn)的,。到 3 月中旬,，這顆彗星已被全世界數(shù)百萬(wàn)人觀測(cè)到了,。它明亮的彗發(fā)在都市的燈光中都看得見，而在黑暗的鄉(xiāng)村夜空中,，有些觀測(cè)者甚至看到了它的彗尾伸展跨過半個(gè)天空,。能使大部分人如此容易的觀測(cè)到這顆彗星，是由于它在傍晚就掛在空中清晰可見,。 466 專業(yè)天文學(xué)家也很關(guān)注百武彗星,。科學(xué)家們用望遠(yuǎn)鏡和太空飛船證實(shí)了他的主要可見物質(zhì)有凍結(jié)的水,、氨和甲烷,，還有包括乙烷、一氧化碳和乙醇的混合物,。這些物質(zhì)在其他彗星上也被發(fā)現(xiàn)過,。然而人們?cè)诎傥溴缧巧系谝淮伟l(fā)現(xiàn)了來自彗星的 x射線。x 射線是由內(nèi)層彗發(fā)吵醒太陽(yáng)的一個(gè)區(qū)域發(fā)射的,。天文學(xué)家認(rèn)為 x 射線可能是由于彗發(fā)中的離子被太陽(yáng)磁場(chǎng)凍結(jié),，加速至發(fā)出高能輻射。百武彗星當(dāng)仁不讓的成為了“1999 年最著名彗星”,，也成為了本世紀(jì)最著名的彗星之一,。在 1997 年冬春交季時(shí)，我們看到了一顆更眩目的彗星,，那就是海爾-波普彗星,。 467 地球誕生以來，許多彗星都與地球發(fā)生過碰撞,，在太陽(yáng)系里幾乎沒有哪里的固體表面上沒有彈痕,。他們中絕大多數(shù)是彗星或隕石撞擊造成的。地球也不例外,，地表的侵蝕以及大陸的漂移已經(jīng)抹去了我們星球上的許多傷疤,，但撞擊的隕坑仍可在亞利桑那的荒漠中以及澳大利亞的內(nèi)陸地區(qū)找到。1908 年,，在荒無人煙的西伯利亞發(fā)生了一次巨大的爆炸,。據(jù)說就是由于一顆在大氣中蒸發(fā)掉的彗星或流星體造成的。這種撞擊時(shí)間好像應(yīng)該發(fā)生在太陽(yáng)系遙遠(yuǎn)的過去,，但舒梅克-列維 9 號(hào)彗星（簡(jiǎn)稱 SL-9）證明了,，現(xiàn)在這種威脅仍然存在，只不過幾率較小罷了,。媒體對(duì) SL-9 的關(guān)注使一些天文學(xué)家推進(jìn)望遠(yuǎn)鏡網(wǎng)絡(luò)的建設(shè),，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以系統(tǒng)地對(duì)天空掃描，出現(xiàn)任何會(huì)對(duì)地球造成威脅的目標(biāo)，他都會(huì)發(fā)出警報(bào),。 468 1986年一個(gè)由5艘飛船組成的艦隊(duì)從哈雷彗星邊飛過——這是歷史上絕無僅有的機(jī)遇,。當(dāng)其中一艘日本飛船“翠聲”在距哈雷彗星 93800英里處充分掃描并研究陷入彗核的物質(zhì)云的化學(xué)性質(zhì)時(shí)，另一艘日本飛船“先驅(qū)號(hào)”,，研究了揮發(fā)周圍的太陽(yáng)風(fēng),。與此同時(shí)，蘇聯(lián)的兩艘飛船維佳 1 號(hào)和維佳 2 號(hào)靠近哈雷彗星,，到了距彗核不到 5000 英里處,。這兩艘飛船拍了彗星內(nèi)層結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)圖，并把圖片傳送給了歐洲航天局（ESA）,，用來為 ESA 將要獨(dú)自到達(dá)彗核的飛船喬托定位,。由于風(fēng)暴喬托只到達(dá)距彗核不足 400英里處。喬托揭開了彗核的神秘面紗,，那是一個(gè)表面光滑的形狀不規(guī)則的黑色天體,，5 公里×9 公里大小，而且正不斷向空間噴射出物質(zhì)組成的間歇泉,。 469 盡管彗星通常以每秒幾英里的速度運(yùn)行,，但在夜空中，它們看上去就關(guān)在那里不動(dòng),。不想流星，彗星不會(huì)飛奔著劃過天際,，但這并不意味著彗星運(yùn)行的不快,。在內(nèi)太陽(yáng)系，彗星可以以超過 150000 英里每秒的速度狂奔,。它們離地球太遠(yuǎn)了,，這使得彗星看上去每晚在恒星背景中只運(yùn)動(dòng)一點(diǎn)。因此,，你觀測(cè)一顆彗星時(shí),，他似乎是掛在天幕上不動(dòng)的，而且通常連續(xù)幾天甚至幾周都可看到,。 470 在歷史進(jìn)程中,，彗星不僅僅分享他們應(yīng)得的榮譽(yù)和罵名。有史以來,，沒有其他天象能像彗星這樣讓人敬畏,、迷信、好奇,、恐懼,。它們?cè)蛔鳛榘ㄈ迓詣P撒在內(nèi)的偉大領(lǐng)袖誕生的預(yù)兆。它們也曾被用來預(yù)言戰(zhàn)爭(zhēng)的勝利或失敗（當(dāng)然這要看你站在哪一邊）,。而且人類所知的一切災(zāi)難都?xì)w罪于彗星,，例如瘟疫、鼠疫和饑荒,。十字軍圣戰(zhàn)中,，一名基督教士兵的禱文這樣寫道：“仁慈的主啊，請(qǐng)從刀劍下拯救我們,，請(qǐng)從土耳其人手中拯救我們,，請(qǐng)從彗星那里拯救我們吧！”如果以 20 世紀(jì)的標(biāo)準(zhǔn)來衡量這種觀念顯得太幼稚,，那我們來看看 1910年發(fā)生的事吧,。一名天文學(xué)家直率的宣布了哈雷彗星含有的一些微量物質(zhì)是有毒的，人們竟?fàn)幭瓤趾蟮娜ベ?gòu)買防毒面具,。還有一些奸商,，在此時(shí)出售所謂的“彗星藥片”獲得了暴利。 471 彗星就像是羅塞塔的石頭,，我們從中能解讀出太陽(yáng)系早期的歷史,。在太陽(yáng)系 46 億年的歷史中，地球和其他行星猛烈發(fā)展著,，但隨著時(shí)間推移,，彗星基本沒有改變。原因是大量彗星在寒冷的外太陽(yáng)系地帶度過了它的一生,。那里溫度接近絕對(duì)零度,，沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。因此彗星提供了太陽(yáng)和行星形成時(shí)很短時(shí)間內(nèi)物理和化學(xué)狀態(tài)的信息,。 472 彗星可能導(dǎo)致了地球上生命的誕生,，也造成周期性的滅絕。彗星富含水和有機(jī)物,，這兩樣物質(zhì)對(duì)地球上生命的發(fā)展是至關(guān)重要的,。有人甚至提出不計(jì)其數(shù)的彗星撞擊在地球上播下了水和有機(jī)物的種子，這在地球生命起源的最終過程中扮演了重要角色,。具有諷刺意味的是,，后來大的彗星或隕石的撞擊可能導(dǎo)致了我們行星上大量存在的物種的滅絕，包括“恐龍的滅絕”,。 473 彗星是宇宙中亂丟垃圾的家伙,。因?yàn)殄缧怯质忠姿榈牟牧辖M成，而且在太空中飛行時(shí)被太陽(yáng)基本吹成了砂粒,，這樣在彗星身后多少留下點(diǎn)碎片是不會(huì)令人驚訝的,。實(shí)際彗星的軌道上布滿了這種星際的殘骸,。 流星、流星體,、隕石 474 空間中的殘骸在地球大氣中燃盡,，成為天空中的焰火。地球繞日運(yùn)行中,，在早期彗星的遺骸中前行,。彗星遺骸中的微觀粒子在穿過大氣時(shí)被過濾除去。但是沙粒大小或更大的碎片會(huì)因摩擦而燃燒起來,，形成流星或隕石,。 475 不需要太多的宇宙塵埃就可以形成一顆明亮的流星。當(dāng)?shù)厍蚵舆^彗星殘骸碎片時(shí),，這些碎片會(huì)以高達(dá) 45 英里每秒的速度沖進(jìn)大氣層,。碎片焚毀時(shí)放出的熱量是巨大的。一個(gè)沙粒大小的碎片就可以創(chuàng)造一顆明亮的流星,，晴天的話在地面就可看到,。更大的碎片會(huì)生成更亮的流星，也可以叫做火流星,。一些火流星比亮行星還亮,，有的甚至可以與月亮相匹敵。 476 明亮的流星看上去似乎在很低的高度,，但通常并非如此,。人類的肉眼會(huì)混淆它和一些近距離的現(xiàn)象。事實(shí)上許多太空中的塵埃在地面上空 30-40 英里時(shí)就作為流星燃盡了,。 477 流星會(huì)變一些有趣的戲法,。一些流星的顏色會(huì)改變。不同的顏色是同一塊碎片中不同化學(xué)元素組成的混合物燃燒造成的,。與此類似,，在他進(jìn)入大氣層后,，溫度的改變也會(huì)造成顏色的變化,。一些流星體的組成材料十分易碎，所以有些流星會(huì)在空氣的高速?zèng)_擊下碎成幾片,。有些流星還會(huì)留下煙或蒸汽,，持續(xù)幾秒才散去。 478 許多流星是成群到來的,。雖然有些流星是隨機(jī)散落的星際殘骸進(jìn)入大氣形成的,，但大多數(shù)流星是成群的。實(shí)際上,，一年中地球軌道穿過了許多彗星留下的殘骸軌道,。當(dāng)?shù)厍虼┻^一段接一段布滿遺骸的軌道時(shí),，一系列的流星雨就誕生了。應(yīng)為地球每年同過同一段軌道的日期是相同的,，所以流星雨發(fā)生的日期也基本不變,。 479 流星雨發(fā)生時(shí)，流星就像是從一點(diǎn)輻射出來的,。就像是輪子的輪輻從周向外輻射,。那一點(diǎn)成為流星雨的輻射點(diǎn)，那一點(diǎn)就是當(dāng)晚地球在宇宙中運(yùn)行前進(jìn)的方向,。這跟你在暴風(fēng)雪之夜開車的效果一樣,。不論你向哪個(gè)方向開，雪片就像從你前方一點(diǎn)輻射出來的,。這點(diǎn)恰指向你當(dāng)時(shí)的前進(jìn)方向,。 480 夜里一個(gè)流星雨的輻射點(diǎn)在天空中是變化的。隨著地球自轉(zhuǎn),，每晚恒星和星座在天空中的位置是變化的,。因此流星雨的輻射點(diǎn)也在移動(dòng)。通常輻射點(diǎn)傍晚時(shí)分從東方升起,，隨著夜幕降臨,，逐漸升高。這就意味著午夜后看到的流星會(huì)比早些時(shí)候看到的更多,。 481 通常每年 8 月會(huì)發(fā)生一次不錯(cuò)的流星雨,。每年 8 月，地球從斯威夫特-圖特彗星留下的遺骸中穿過,，形成了一年一次的英仙座流星雨,。它在 8 月11 日（到12日）夜間達(dá)極大值，此時(shí)地球正從遺骸中最稠密的一段穿過,。這次流星雨被叫做英仙座流星雨是因?yàn)樗妮椛潼c(diǎn)出現(xiàn)在英仙座天區(qū)內(nèi),。當(dāng)然流星體并非來自英仙座。輻射點(diǎn)正是 8 月中旬地球在育種中前進(jìn)的方向,。 482 還有一個(gè)每年 12 月可見的流星雨,。即雙子座流星雨，在每年 12 月 11 日（到 12 日）夜間達(dá)最大值,。正如你會(huì)想到的,，它的輻射點(diǎn)出現(xiàn)在雙子座天區(qū)內(nèi)。但 是由于 8 月和 12月的溫度差異,，英仙座流星雨會(huì)看得更舒服,。 483 一晚上能看到多少顆流星？通常的夜晚,，沒有流星雨發(fā)生的話,，一個(gè)人掃視全天,，每小時(shí)能看到 2-3 顆流星。英仙座流星雨或雙子座流星雨發(fā)生時(shí),，這個(gè)數(shù)字平均會(huì)增長(zhǎng)到 30到 50 顆每小時(shí),。 484 你能看到的流星數(shù)目是由很多因素決定的。與恒星相比流星中暗的占大多數(shù),，只有少數(shù)是明亮的,，所以你一天晚上能看到的流星數(shù)取決于天空的晴朗程度和黑暗程度。即使是高空中的一片薄云遮擋,，也能顯著減少你能看到的恒星和流星的數(shù)量,。天空的黑暗程度也會(huì)有很大影響。城市的燈光射向天際,，被水汽和污染物散射,，這些使都市的天空比鄉(xiāng)下更亮。來自自然天體（如月亮）的光也有很大影響,，只要比較一下沒有月亮的夜晚和滿月的夜晚你能看到的恒星數(shù)目就知道了,。因此如果你希望有更大機(jī)會(huì)看到流星，那么挑一個(gè)晴朗無云,、干燥沒有月亮的夜晚,，到盡可能遠(yuǎn)離城市燈光的地方去等待流星的出現(xiàn)吧。 485 大部分流星雨有極大年和極小年,。即使像英仙座流星雨和雙子座流星雨那樣的流星雨也有大年和小年,。這在一定程度上取決于月相的變化，另外也與流星群本身有關(guān),。例如,，滿月如果出現(xiàn)在 8 月11 日到 12 日，對(duì)英仙雨來說就不能算好的年份了,，因?yàn)樵铝習(xí)箳煸谔焐?，月光能遮蔽所有流星的光，除非流星特別亮,。即便月光的影響不占主導(dǎo),，同一個(gè)流星雨也會(huì)有多少的差別。這是因?yàn)殄缧擒壍郎系臍埡》植纪ǔＪ遣痪鶆虻?。某年,，地球穿越了其中特別稠密的地區(qū),，人們就會(huì)看到許多流星,；當(dāng)然如果穿過的是碎片分布稀疏的地區(qū)，產(chǎn)生的流星就會(huì)少一些,。 486 很偶然地情況,，流星雨會(huì)特別的壯觀,。在大部分年份，11 月發(fā)生的獅子座流星雨的流量只有幾十顆每小時(shí),。在1966年美國(guó)西部的一部分觀測(cè)者看到了超過100000顆流星每小時(shí),！據(jù)傳說，1983 年獅子座流星雨在歐洲部分地區(qū)上演了同樣絢麗的一幕,。產(chǎn)生這種爆發(fā)的原因是遺骸會(huì)在彗星軌道上的很小區(qū)域內(nèi)聚集,。但是，因?yàn)槿绱思械牡貛ǔ：苄?，這種超級(jí)高峰一般只持續(xù)幾個(gè)小時(shí),，所以只有在特定時(shí)間特定地點(diǎn)（某一時(shí)區(qū)內(nèi)）的觀測(cè)者可以看到。而這種爆發(fā)也是難于預(yù)測(cè)的,。1993 年有人預(yù)言英仙座流星雨會(huì)在歐洲上空產(chǎn)生爆發(fā),，但最終這個(gè)預(yù)言失敗了。 487 觀測(cè)流星雨不需要特別的設(shè)備,。觀測(cè)流星雨時(shí)你不需要望遠(yuǎn)鏡或雙筒,。流星輻射劃過很大的天區(qū)，望遠(yuǎn)鏡和雙筒反而會(huì)減少你能看到的流星數(shù)目,，因?yàn)樗鼈儑?yán)格地限制了你的視場(chǎng),。觀測(cè)流星雨最好的方式是找一片開闊地，躺在毯子上或靠在躺椅上,。這樣可以看到盡可能大的天區(qū),，而且脖子不會(huì)酸疼。 488 流星,、流星體,、隕石的區(qū)別是什么？流星是在空中閃耀的一道光,。一小塊碎片,，它還在星際空間中時(shí)就是一個(gè)流星體，進(jìn)入大氣,，流星體燃燒并產(chǎn)生一道光痕,，這被叫做流星。但是如果流星體太大了,，沒能燃燒盡,，落到地面，就叫做隕石,。 489 隕石一般分為三類,。大多數(shù)隕石被大體分為石隕石和隕鐵。石隕石主要由硅酸鹽組成,。而隕鐵,，正如它的名字,，含有較多的鐵（通常 85%到 95%），其余的成分為鎳,。第三類是石-鐵混和隕石,，這種隕石非常稀有，它同時(shí)具有上述的兩種組成成分,。 490 石隕石在宇宙里更普遍,，但在落到地球上的隕石中，我們發(fā)現(xiàn)更多的是隕鐵,。大部分是隕石是人們看到他落下后發(fā)現(xiàn)的,。這種情況太少見了，但是這樣發(fā)現(xiàn)的隕石中 90%是石隕石,。尋找落地已久的石隕石存在兩個(gè)難題,。第一，它們看起來和地球上普通的巖石一樣,，所以它們不會(huì)顯得突出,。第二，它們易受侵蝕,，會(huì)在相對(duì)較短的時(shí)期內(nèi)分解,。隕鐵盡管更稀少，但是不會(huì)很快被侵蝕,，而且看上去是帶有金屬光澤的光亮的黑色,，一次它們更易于辨認(rèn)。 491 找尋隕石最好的地點(diǎn)之一在南極大陸,。隕石在冰雪的白色背景下會(huì)顯得很突出,，因此南極大陸成為找尋隕石的絕佳地點(diǎn)。此外,，幾個(gè)世紀(jì)以來冰川作用使得隕石聚集起來,。冰川的作用把隕石都帶到了大陸的邊緣，這使得內(nèi)行的搜集者更容易去挑揀,。 492 我們的地球保留了隕石撞擊過的痕跡,。從亞里桑那荒漠到加拿大東部的林地，到澳大利亞的內(nèi)陸深處,，都可以找到隕石撞擊做成的傷疤,。亞里桑那溫斯樂附近的巴林格隕石坑有4200 英尺寬，超過 600英尺深,。在它周圍,，已發(fā)現(xiàn)了超過 30 噸的隕鐵碎片。加拿大新魁北克隕石坑是 1950 年從飛機(jī)拍攝的照片上發(fā)現(xiàn)的，是巴林格的兩倍,。 493 曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)過那些大隕石呢？目前所知地球上發(fā)現(xiàn)的最大的隕石是 Hoba West 隕石,，它是在南非 Grootfontin 被發(fā)現(xiàn)的,。它有 9 立方碼大小，估計(jì)有 50 多噸重,。陳列在博物館中的最大的隕石是 Aneghito 隕石,，它被展出在美國(guó)紐約的自然歷史博物館中。它是 1897 年被格陵蘭的艾米洛·羅伯特·E·皮爾瑞發(fā)現(xiàn)的,，重達(dá) 34 噸,。在美國(guó)發(fā)現(xiàn)的最大的整塊隕石是被陳列在紐約海登天文館的威廉密特隕石。它是在俄勒岡州的威廉密特河谷被發(fā)現(xiàn)的,，并由此得名,。但它很有可能落在加拿大的西部，冰河時(shí)代被冰川帶到美國(guó)的,。 494 全世界發(fā)現(xiàn)了多少隕石,？據(jù)統(tǒng)計(jì)，已有超過 3000 顆隕石被分類紀(jì)錄,，陳列在全世界大大小小的博物館里,。 495 當(dāng)你發(fā)現(xiàn)一塊你認(rèn)為是隕石的東西時(shí)，該怎么辦呢,？在一些大學(xué)和博物館里你可以找到隕石方面的專家,。他們會(huì)鑒別你那“寶物”是否真的是隕石。如果它真的來自太空,，專家們說不定很有興趣向你購(gòu)買呢,！ 496 目前僅有一例人員受傷的記錄。1954 年阿拉巴馬州 Sylacallga 的Hewlett·Hodges 夫人被一顆隕石襲擊了,。隕石從她的屋頂穿過,，留下嚴(yán)重的破壞痕跡。有幾個(gè)停著的車被下落的隕石擊中的記錄,，但還沒有行駛的車撞上落地的隕石的記錄,。 497 有一些隕石可能來自火星。從它們特有的化學(xué)組成上看,，少數(shù)落到地球的隕石是來自火星的,。科學(xué)家從理論上證明了一個(gè)小行星量級(jí)的天體對(duì)火星的沖擊可以產(chǎn)生足夠的能量把一些巖石碎片從一顆行星拋擲到另一顆行星上,。如果這是真的,，那么即使我們不發(fā)射飛船到 火星，我們地球上也有火星巖石。1996 年一些課題組報(bào)告說,，從不只一塊這樣的隕石的微觀結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了曾經(jīng)有過生命活動(dòng)的跡象,。如被證實(shí)，這個(gè)發(fā)現(xiàn)將非常有意義,。 498 另一些被稱為玻璃隕石的物體也有不尋常的來源,。玻璃隕石是表面粗糙的，呈球形或淚滴狀的玻璃質(zhì)地的物體,。它們?cè)谌澜绮煌牡胤奖话l(fā)現(xiàn)過,。一些科學(xué)家認(rèn)為它們是地殼中的硅酸鹽受來自月面的爆炸發(fā)射物沖擊產(chǎn)生的熱量，熔合形成的,。 星際塵埃 499 微粒,，混亂的小不點(diǎn)。許多極其微小的流星體時(shí)時(shí)刻刻在與地球碰撞,。之所以稱之為微粒,，是因?yàn)樗鼈兺ǔＶ挥?0.00004 英寸大小，而且很輕,，可以很輕易地在大氣中飄浮,。據(jù)估計(jì)地球每天要聚集 50 到 100 噸這樣的物質(zhì)！ 500 黃道光是行星際空間的塵埃發(fā)光造成的,。微粒組成了行星際空間塵埃,。每個(gè)粒子都在它自己的軌道上繞日運(yùn)動(dòng)，就像整個(gè)太陽(yáng)系一樣,，塵埃分布在以太陽(yáng)為中心的一個(gè)薄盤上,。只要知道何時(shí)何地，我們就可以看到這些塵埃,，或者說陽(yáng)光將它們散射（這就像我們?cè)诤谖葑永锟吹饺展獾那闆r）,。它在西南方日落后 1-2 小時(shí)或東南方日出前 1-2 小時(shí)出現(xiàn)，被稱作黃道光,。（出現(xiàn)在黎明前時(shí),，也叫作假黎明。）要看到黃道光,，你得找到特別晴朗黑暗的天空,，但這樣的地方越來越難找了。 501 什么是恒星,？恒星是依靠自身內(nèi)部核反應(yīng)產(chǎn)生的能量維持生命的氣體天體,。 502 在晚上你能看到多少恒星要視時(shí)間地點(diǎn)而定。晚上用肉眼你能看到多少恒星,？答案要看你觀測(cè)地的天空的晴朗和黑暗的程度,。在紐約或東京的市區(qū),，你能看到幾十顆星就是很幸運(yùn)的了,；但是在鄉(xiāng)村晴朗無月的夜晚,，視力好的人憑肉眼就可以看到 3000 多顆星,。 503 從新石器時(shí)代，人們就試圖破解天上秩序的本質(zhì)了,。第一眼看去,，漫天星斗亂作一團(tuán)，都慌里慌張地在天空中穿越,。你的第一反應(yīng)很可能是想知道天文學(xué)家如何找到星星各自的路,，并把一切搞懂的,。再看看,，情況并非那么糟糕。你的眼睛和思想已經(jīng)配合在一起,，下意識(shí)地在星之間連成圖案,，結(jié)果就是做了一個(gè)簡(jiǎn)單的“連點(diǎn)成圖”的智力游戲。在有文字記載以前人們就開始這么做了,。今天我們根據(jù)這些圖案或者說是星的分組劃分了星座（constellations,，來源于拉丁語(yǔ)的“cum”和“stella”意思分別是“在一起”和“恒星”）。 504 對(duì)許多早期居民,，星座的圖案都有特別的意義,。祖先們很快就注意到恒星在天空中不斷運(yùn)動(dòng)，而且同一星座在天上的位置在每年同一時(shí)刻是不變的,。因此星空成了最早的時(shí)鐘和日歷,。它告訴可以識(shí)別星座的人何時(shí)可以播種、何時(shí)可以收獲以及何時(shí)可以捕獲遷徙的動(dòng)物,?？梢圆豢鋸埖卣f，對(duì)我們的祖先來說天象知識(shí)關(guān)乎生死,。 505 在一些文明里,，具有天文知識(shí)就意味著擁有力量。古埃及的大部分經(jīng)濟(jì)都依賴尼羅河每年一次的大水,，以及大水退去后留下的肥沃土壤,。每年，埃及的預(yù)言家們回去拜訪法老,，并準(zhǔn)確地預(yù)言如此重要的洪水何時(shí)會(huì)發(fā)生,。他們似乎享有神靈們妻子傳達(dá)的神諭。事實(shí)上,，他們不過是一些細(xì)心的天象觀測(cè)者,。他們注意到了天狼星在恰日出前升起那天后，尼羅河的洪水就快到了。所以他們每天嚴(yán)密監(jiān)視拂曉前的天空,。如此一來,，他們使人們相信他們據(jù)有掌握國(guó)家命脈乃至超越法老的魔力。 506 現(xiàn)代天文學(xué)家們把天空劃分成 88 個(gè)星座?，F(xiàn)在全天被分為 88 區(qū)域,，叫做星座。很多人把星座畫成以星為端點(diǎn)的短線組成的圖案（而不是連點(diǎn)的圖）,。對(duì)天文學(xué)家而言,，星座更像是國(guó)家的疆界。就好像美國(guó)分成 48 個(gè)州,，任何一個(gè)城鎮(zhèn)都可以用它所在的州描述,。所以全天分為 88 星座，任何一顆星都可以用它所在的星座描述,。星座本身并不包含科學(xué)知識(shí),，它們只是人為強(qiáng)制劃出的邊界。如果一個(gè)天文學(xué)家談到他的研究對(duì)象屬于某個(gè)星座,，其他天文學(xué)家就可以從中獲得正在談?wù)摰奶靺^(qū)的大概情況,。 507 星座的名字并不是通常想象到的東西。當(dāng)讓一個(gè)人說出個(gè)星座名稱時(shí),，大勺子可能是他的首選,。說出來可能會(huì)使許多人大吃一驚，不過在 88 星座中確實(shí)沒有大勺子,，也沒有小勺子,。它們都是某個(gè)星座的一部分，“大勺子”是大熊星座的一部分,，而“小勺子”是小熊星座的一部分,，沒有勺子單獨(dú)構(gòu)成的星座。這些在天空中已被識(shí)別的形狀叫做星群,。在中國(guó)古代,，天空不是劃分為 88 星座的，而是分為 300 多個(gè)星群,。有些事宜小組恒星,，而其它是一對(duì)或單獨(dú)的一顆亮星。 508 黃道星座大概是做著名的一組星座了,。在西方傳統(tǒng)中,，黃道星座是環(huán)繞天球一整圈的一組共 12 個(gè)星座。黃道十二星座包括：雙魚座,、白羊座,、金牛座,、雙子座、巨蟹座,、獅子座,、室女座、天秤座,、天蝎座,、射手座、摩羯座和寶瓶座,。英語(yǔ)中 Zodiac（黃道）一詞來自希臘語(yǔ),，意思是“動(dòng)物的帶”。黃道十二星座中大部分為動(dòng)物,，但雙子,、室女、天秤,、寶瓶都不是動(dòng)物,，而射手座通常也繪成半人半獸,。 509 黃道十二星座對(duì)天文學(xué)家和占星學(xué)家都是很有意義的,。黃道星座十分著名就是引文太陽(yáng)、月球,、和可見的行星都在這一區(qū)域內(nèi)運(yùn)行,。對(duì)占星學(xué)家們這個(gè)區(qū)域之所以重要是因?yàn)樗麄儼堰@些神圣的天體在某一星座的出現(xiàn)看作是對(duì)這一星座的影響。對(duì)于天文學(xué)家來說這個(gè)區(qū)域提供了一個(gè)了解太陽(yáng)系形狀和物理性質(zhì)的視角,。黃道星座占據(jù)了天空中相對(duì)狹窄的一條帶,，這提供了許多關(guān)于太陽(yáng)系形狀的信息。它說明太陽(yáng)系一定是比較扁平的,。從另一個(gè)角度說,，這意味著太陽(yáng)系所有的行星軌道和月球的軌道都近似在一個(gè)平面內(nèi)。事實(shí)上,，除了冥王星其它行星的軌道平面的夾角都很小,。換句話說。太陽(yáng)系的形狀就像是一個(gè)以太陽(yáng)為中心的煎餅,。這是由角動(dòng)量守恒這一自然發(fā)則決定的結(jié)果,。我們?cè)谟^測(cè)其它恒星周圍類似太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)的形成過程中，也看到了類似的盤狀結(jié)構(gòu),。 510 一些星座是古代的,，還有一些是現(xiàn)代的。一些星座如獅子座可以追溯到古埃及的法老時(shí)代,。另外一些星座是 1600 年左右有兩名荷蘭旅行家 Pieter·Keyser 和 Frederik·de Houtman 命名的,，這些星座主要分布在南半球,。當(dāng)時(shí)他們?cè)谧鳝h(huán)球旅行，看到了在歐洲不曾見過的星空,，然后創(chuàng)造了一系列極具想象力的動(dòng)物的名字給這些星座命名,。一個(gè)多世紀(jì)后，Nicolas de Lacaille 為了紀(jì)念一些在工業(yè)革命中發(fā)明的工具,，把南天一些零散的星組成了新的星座：熔爐座,、唧筒座和顯微鏡座。當(dāng)然,，很早以前南半球的土著民對(duì)自己頭頂?shù)男强找灿凶约合胂蟮膱D案,，那是他們的星座。 511 在安第斯山脈的居民中,，有些星座是暗的而不是亮的,。在南美洲安第斯山脈，在一定的時(shí)間銀河看上去是一條跨過頭頂?shù)拿髁恋膸?，上面交錯(cuò)著斑斑點(diǎn)點(diǎn)的暗的洞或條,，這是宇宙中暗塵埃遮擋星光造成的。安第斯山脈的居民不僅創(chuàng)造了由恒星連線組成的星座圖案,，還特別的創(chuàng)造了以這些黑暗區(qū)域形狀想象出的暗星座,。因此我們?cè)谝恍┑胤侥芸吹竭@樣的“黑暗星座”：狐貍座、母雞座,。有一個(gè)叫做美洲駝的星座,，它是由一塊黑暗區(qū)域和兩顆亮星組成的，半人馬座的α和β被當(dāng)作了美洲駝的兩只眼睛,。 512 有些時(shí)候相同的星組成的圖形在不同人的眼中是不同的,。非土著北美居民眼中的大勺子被英格蘭人稱為耕犁，而被中國(guó)人想象成有三匹馬拉的四輪馬車,。在一些土著美洲部落,，大勺子的斗被想象成一頭熊，而勺柄被想象成在追逐獵物的獵人們,。（視力好的人可以看出勺柄中間的那顆星實(shí)際上是兩顆星,，它們?cè)谔炜罩锌雌饋硖恕Ｒ虼诉@兩顆模糊的星被看成一個(gè)獵人帶著烹調(diào)用的罐子,。）在西方人眼中,，天空中那條由星組成的曲線是天蝎座，而在波利尼西亞土著居民眼中,，那是被 Maui 神擲到空中的大魚鉤,。Maui神就是用這個(gè)魚鉤把土壤從深海釣起，形成了太平洋上美麗的島嶼,。 513 北極星不是天空中最亮的恒星,。當(dāng)被問到天空中最亮的星時(shí),，許多人會(huì)回答“北極星”。這是一個(gè)普遍的概念性錯(cuò)誤,。在亮星列表中,，被極星勉強(qiáng)能排近前 50 名。北極星有名不是因?yàn)樗銎娴牧?，而是由于它在天空中?dú)特的位置,。在目前這個(gè)時(shí)期，北極星是最靠近北天極的星,。北天極在地軸的北極方向,，因此，隨著地球自轉(zhuǎn),，所有恒星看上去都緩慢地繞著北天極在轉(zhuǎn)動(dòng),。結(jié)果就好像所有性都在繞著北極星轉(zhuǎn)動(dòng)，而北極星在天空中的位置基本不變,，它總是指向北方的,。 514 與太陽(yáng)白天在天空中運(yùn)行一樣，恒星在夜晚穿過天空,。每天太陽(yáng)看上去東升西落,，當(dāng)然這只是現(xiàn)象，這實(shí)際上是地球自轉(zhuǎn)造成的,。當(dāng)然夜晚恒星也表現(xiàn)為如此的運(yùn)動(dòng),。這種感覺就像是在一個(gè)巨大的旋轉(zhuǎn)木馬上,，你感覺自己沒有動(dòng),，而是周圍的東西在繞著你轉(zhuǎn)。這種假象,，使許多古人相信地球是不動(dòng)的,，這個(gè)宇宙都圍繞著地球運(yùn)動(dòng)。 515 在夜晚恒星的視運(yùn)動(dòng)似乎比白天太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)顯得復(fù)雜,。在晴朗的夜晚到戶外找一顆在東方地平線附近的星,。過一個(gè)小時(shí)左右你再出去看看它，那顆星已經(jīng)升高了（就像早晨太陽(yáng)從東方升起）,。而在這一個(gè)小時(shí)里,，西邊的星也會(huì)落得更低了。南方的星也是從左到右穿越天際,。這種獨(dú)立的恒星的運(yùn)動(dòng)就是由地球自轉(zhuǎn)造成的恒星視運(yùn)動(dòng),。因?yàn)榈厍蚶@過北極星附近一點(diǎn)的軸自轉(zhuǎn)的，所以天空中所有的恒星看起來都是繞北極星轉(zhuǎn)的,。 516 你可以用一臺(tái)簡(jiǎn)單的 35mm 相機(jī)拍下恒星每小時(shí)的視運(yùn)動(dòng),。你只需要一臺(tái) 35mm 相機(jī)和一個(gè)三腳架就可以拍到恒星的周日視運(yùn)動(dòng),。你只要把相機(jī)對(duì)著天空的任何方向，但為了得到最好效果,，請(qǐng)指向北極星,。用便宜的敏感膠卷（ASA 或ISO200 就可以），調(diào)一個(gè)晴朗無月,，風(fēng)也不大的夜晚,。把相機(jī)固定結(jié)實(shí)，光圈調(diào)大,，鏡頭調(diào)到最大,，把快門設(shè)為“定時(shí)”，然后曝光 1 到2小時(shí),。洗出來后,，你會(huì)看到照片上每顆星有一條曲線的痕跡。每條軌跡都是地球自轉(zhuǎn)時(shí)恒星在天空中掃過的軌跡,。如果你把相機(jī)指向南方或東方,、西方的地平線你同樣可拍到恒星是運(yùn)動(dòng)的照片。如果你使用的是彩色照片,，你還能排到亮星的不同顏色,。 517 北極星曾經(jīng)不在北天極附近，也不會(huì)永遠(yuǎn)在那里,。北極星近似地在地球自轉(zhuǎn)軸所指的點(diǎn),。隨著時(shí)間的流逝，地軸也會(huì)慢慢地?cái)[動(dòng),，就象一個(gè)旋轉(zhuǎn)的陀螺,，這種運(yùn)動(dòng)叫做歲差。歲差變化很慢,，一個(gè)周期要 26000 年,。它是地軸在這 26000年間在天空劃一個(gè)很大的圈。目前地軸指向北極星,，但是過去和將來,，我們的北極星將不是現(xiàn)在這顆星，而是一顆在歲差圓上或其附近的星,。在法老統(tǒng)治埃及時(shí)期,，天龍座中的Thuban是當(dāng)時(shí)的北極星。而到了公元14000年織女星將成為我們的北極星,，它現(xiàn)在在夏季星空中在我們天頂附近,，是一顆明亮的藍(lán)白色恒星。 518 如果北極星是在北天極的星,，那么南天極的星是那一顆呢,？地軸從地心到北極延長(zhǎng)出去執(zhí)行北極星附近,，向南從南極延伸出去也可以指到天空中。但你到南極去不會(huì)找到南極星,，因?yàn)槟莻€(gè)天區(qū)沒有亮星或半亮的星,。澳大利亞和那美洲的居民可以看到南天的許多漂亮星，可是沒有南極星阿,。 519 在北半球,，只要有北極星和你的拳頭，你就可以估算出你所在地的緯度,。因?yàn)榈剌S幾乎是知道北極星上的,，所以北極星的地平高度也就是大地的地理緯度。以紐約為例,，大概在41°N 北極星也大概在北方地平線以上 41°左右,。把你的一只手伸出一臂距離，握緊的拳頭在你看來寬約 10°,，因此就紐約而言,，北極星大概在北邊地平以上“4 拳”高的地方。與此相比,，在邁阿密,，緯度為 26°N，北極星的高度只有 26°左右,，也可以說在地平以上“兩拳半”的地方,。在北極點(diǎn)緯度為 90°N，北極星就在正天頂,；在赤道,，北極星位于北方地平線上；而在赤道以南,，北極星在地定平線以下,，永遠(yuǎn)看不到。 520 相同緯度的人能看到相同的恒星,。因?yàn)楸睒O星的高度是由觀測(cè)地的緯度決定的，一次在同一緯度的人不管在世界的什么地方,，在同一晚相同地方時(shí)看到的星空是相同的,。因此在紐約、馬德里,、安卡拉和北京的人（他們大體處在同一緯度上）,，盡管彼此間距離很遠(yuǎn)，但一年中同一晚看到的星空是相同的,。 521 居住在不同緯度的人在夜晚看到的星空有很大不同,。北極的圣誕老人河南籍的科學(xué)家看到的是完全不同的天空半球,。舉例來說，一個(gè)來自紐約的人到里約熱內(nèi)盧或澳大利亞度假,，他就看不到大勺子和小勺子及其他一些北極星附近的星座,，因?yàn)檫@些星座總在地平線以下。但是,，像南十字座那樣他不曾看到過的星座會(huì)很常見,。另外一些他在紐約時(shí)看到在南方的星座會(huì)顛倒地出現(xiàn)在北方天空。 522 從地球觀測(cè)宇宙時(shí),，會(huì)有些“廉價(jià)席”,。地球上觀測(cè)站的效果是不同的。以北極為例,，北極星一直掛在天頂,，應(yīng)為所有星的視運(yùn)動(dòng)都是繞著北極星的，所以每顆星都在自己的高度上終年可見,。簡(jiǎn)而言之,，在北極的天空中，星沒有升起和下落,。在南極也是一樣,，不過在南極天空中的星宇北極相比是完全不同的。換句話說,，在地球的兩極,，我們看到的都只有半個(gè)宇宙。在南兩點(diǎn)光測(cè)到的只是全天的一半,，它們就是“廉價(jià)席”,。 523 觀測(cè)恒星最好的位置在哪里呢？觀測(cè)恒星最好的位置在赤道上,。因?yàn)楸睒O星在地平線上,，兩個(gè)半球分別可見的星一年中都會(huì)慢慢進(jìn)入視野。在赤道只要是肉眼可見的星就一定能被看到,，沒有星會(huì)降到地平以下,。 524 地球公轉(zhuǎn)同樣會(huì)影響我們看到的星。想象在屋子中間放一盞燈作為太陽(yáng),，你自己繞著燈轉(zhuǎn)圈,，就像地球的公轉(zhuǎn)。某一時(shí)刻,，在任一點(diǎn),，你的身體將一半被照亮，另一半在陰影中。這樣你就模擬了地球上總是一半在白天,，一半在黑夜的狀態(tài),。如果在墻上畫上星，燈光很亮?xí)r,，你在某一時(shí)刻只能看到一半的星,，應(yīng)為耀眼的燈光使你看不到它所在方向的星。同樣,，在夜半球冬天和夏天看到的星不同,，秋天和春天的也不同。結(jié)果我們?cè)谝荒甑牟煌瑫r(shí)間看到了不同的星座,，而且通常在每年同一季節(jié)看到的星座是相同的,。 525 一些星座總在天空中。因?yàn)樘炜罩兴泻阈强瓷先ザ紘@北極星運(yùn)動(dòng),。所以一些星會(huì)常年出現(xiàn)在天空中,。以紐約為例，緯度為 41°N,，北極星在北方地平線以上 41°高的地方幾乎不動(dòng),。因此所有距北極星 41°以內(nèi)的星繞北天極轉(zhuǎn)永遠(yuǎn)到不了地平。它們?cè)诩~約全年可見,，被稱為拱極星（circumpolar,，來自拉丁語(yǔ)，意思是“圍繞著極點(diǎn)”）,。在邁阿密26°N,，只有具北極星 26°以內(nèi)的星是拱極星。推到極限,，在北極所有的星都是拱極星,，而在赤道沒有星總在地平之上，所有的星都有升有落,。 526 天文學(xué)家也不同的方式為恒星命名,。天空中許多亮星實(shí)際上都有獨(dú)特的名字。這些名字有許多來自一千年前的阿拉伯,，當(dāng)時(shí)阿拉伯天文學(xué)家為天文學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn),，制出了當(dāng)時(shí)最精致的星圖。一些阿拉伯語(yǔ)的名字就被我們?cè)獠粍?dòng)的沿用下來了,，其他的經(jīng)過幾個(gè)世紀(jì)時(shí)間的洗禮也融入西方文化了,。這兩種情況都使得許多亮星的名字很奇怪甚至可以聽出是外來語(yǔ)。例如,，Deneb（天鵝座α）阿拉伯語(yǔ)的意思是“尾巴或尾巴上的羽毛”，它標(biāo)出了天鵝身體結(jié)構(gòu)的一部分。雙魚座有一顆星叫 Alrischa,，在阿拉伯語(yǔ)中是“繩結(jié)”的意思,，這指的是球極星空中把兩條魚拴在一起的繩子上的結(jié)。有些星的名字聽上去還很有節(jié)奏感,，從左到右獵戶腰帶上的三顆星都有各自動(dòng)聽的名字：Alnitak,、Alnilan 和 Mintaka。 527 另一個(gè)星表中就沒那么多外來詞,。專業(yè)和業(yè)余的天文學(xué)家都喜歡這個(gè)更通用的星表,。規(guī)則很簡(jiǎn)單也很有邏輯性。每個(gè)星座里最亮的星用希臘字母表的第一個(gè)字母α表示,，后面跟著是星座的拉丁文名稱的形容詞形式,。例如：金牛座最亮的星 Aldebara，在這個(gè)星表里名稱為αTauri（十分準(zhǔn)確的表達(dá)了“金牛座最亮的星”）,。在它邊上獵戶座最亮的星有一個(gè)聽起來很有趣的名字 Betelgeuse,，但它是獵戶座最亮的星，所以它叫做αOrionis,。每個(gè)星座里第二亮的星用希臘字母表的第二個(gè)字母β表示,，后面也跟著星座的拉丁文名稱的形容詞形式。例如,，明亮的獵戶左腳 Rigel 也被叫做βOrionis（意思是“獵戶座的第二顆星”）,。 528 很不幸，希臘字母表中只有 24 個(gè)字母,，而每個(gè)星座里的星都遠(yuǎn)超過 24 顆,。有時(shí)兩顆以上星在天空中很近時(shí)，它們都用同一個(gè)希臘字母,，但要加標(biāo)注,。因此天琴座的雙星叫做ε1Lyrae 和ε2 Lyrae。變星用別的字母表示,，通常用常用字母表示,，如 RR Lyrea。但是望遠(yuǎn)鏡越造越大,，我們看到了越來越多的恒星,，目前的星表遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠用了。有一個(gè)做法,，就是在建立星表時(shí)只簡(jiǎn)單地給每顆星一個(gè)號(hào)碼,。一顆星可能叫做 HD213468，它是哈佛大學(xué) Henry Draper 編譯星表中的第 213468 號(hào),。另一顆星會(huì)在 Smithsonian天體物理觀測(cè)站星表中被叫做 SAO347981,。實(shí)際中星表太多了，大部分星只有號(hào)碼，而同一顆星在不同星表中會(huì)有不同的編號(hào),。這可能很不人性化,，但卻解決了很大的問題。 529 沒有恒星被命名為珍妮史密斯或阿爾波特叔叔,。最近幾年,，少數(shù)公司和一些研究機(jī)構(gòu)利用“以人名給恒星命名”賺了很多錢。許多情況是你付了很多錢,，得到一張看上去很漂亮的證書和一張“你的恒星”所在天區(qū)的照片或星圖,。那也許是一個(gè)不錯(cuò)的表示也是一個(gè)“極品禮物”，但之后天文學(xué)家會(huì)在自己的研究和學(xué)術(shù)論文中引用這個(gè)名字嗎,？答案是毋庸置疑否定的,。一張附有你名字的紙可以被保存在瑞士銀行的保險(xiǎn)柜中，但決不會(huì)被收錄到某天文臺(tái)或大學(xué)科研用的目錄或出版物中,。如果想把你的名字留在天上,，那么走出去，發(fā)現(xiàn)一顆彗星吧,。許多業(yè)余和專業(yè)的天文學(xué)家都成功過,，如果你發(fā)現(xiàn)一顆彗星，專業(yè)天文學(xué)聯(lián)合會(huì)真的會(huì)用你的名字命名,。但要是一顆恒星,，你就不能僅僅購(gòu)買命名了。 530 天空看起來是兩維的,，但實(shí)際上是四維的,。當(dāng)我們仰望星空時(shí)，我們會(huì)強(qiáng)烈感覺到星星就像是附著或是凸起在遮避我們頭頂?shù)囊粋€(gè)球頂上的圓點(diǎn),。事實(shí)上在許多古代文化中就曾有這種想象,，而現(xiàn)代天文觀中那種逼真的人造星空也是用這個(gè)方法的。其實(shí),，恒星到地球的距離都不相同而是分布在一個(gè)三維的空間中的,。另外，星光傳到地球所用的時(shí)間是有限的,，對(duì)天空中觀測(cè)也意味著對(duì)第四維度的觀測(cè),，也就是時(shí)間。稍后我們會(huì)具體討論這個(gè)問題,，下面先讓我們考慮一下…… 531 在地球上,，我們有時(shí)會(huì)看到現(xiàn)在的物品，而聽到他過去發(fā)出的聲音,。如果你坐在露天看臺(tái)上認(rèn)真地觀看棒球比賽,，你會(huì)發(fā)現(xiàn)你聽到擊球手擊球的聲音是在你看到他擊球之后的,。同樣地，你事先看到閃電然后聽到雷聲,。這兩種情況都是由于聲音傳播的速度遠(yuǎn)小于光速造成的,。在室溫下,，聲速是 1100 英尺每秒,，而真空中的光速是 186000 英里每秒（與空氣中傳播的速度差不多）。這意味著你聽到較遠(yuǎn)處的聲音是在它發(fā)生之后的,，但它一發(fā)生你就能看到它,，至少在地球上如此。 532 我們對(duì)宇宙觀測(cè)時(shí),，看到的是它過去存在的方式,。比起我們?cè)诘厍蛏峡吹降臇|西，宇宙中天體與我們的距離太遠(yuǎn)了,，即使是光傳到我們這里也要經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間,。因此我們看到的不同天體是它們?cè)谶^去各個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)。舉例說來,，光從距我們大概四分之一百萬(wàn)英里的月球到地球大概要花 1.5 秒,，所以，我們看到的月亮不是現(xiàn)在的它,，而是 1.5 秒之前的月亮,。在 93000000 英里處的太陽(yáng)，我們看到的是它 8 分 20 秒前的狀態(tài),。（如果太陽(yáng)神秘失蹤了,，我們?cè)诘厍蛏线^了 8 分20 秒才能知道。）不同行星在我們看來,，是幾分鐘甚至幾小時(shí)之前的狀態(tài),，而我們看到的恒星是幾年前的狀態(tài)，星系是幾百萬(wàn)乃至幾十億年前的狀態(tài),。所以說,，我們仰望星空時(shí)，也是在回顧歷史,！ 第九章 恒星的秘密 533 計(jì)算臨近恒星的距離就像你眨眼睛一樣簡(jiǎn)單,。恒星間距離有多遠(yuǎn)呢？這是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題,，但看上去似乎是不可能回答的,。畢竟你不能用卷尺去兩處恒星間的距離。為了便于理解具體做法,，我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn),。舉起你的食指,，伸直胳膊讓食指在你面前大概 1英尺處。用你的左眼和右眼交替去看它,，從中你會(huì)發(fā)現(xiàn)你的食指在遠(yuǎn)處不動(dòng)的背景中跳動(dòng),。這種現(xiàn)象叫做視差。視差現(xiàn)象是由于你用左眼和右眼分別單獨(dú)看食指時(shí)的視線方向有微小的不同,。食指在背景中跳動(dòng)的大小或者說是視差的大小是由食指到你的距離決定的,。當(dāng)你把食指靠近時(shí)，視差會(huì)增大,；相反地,，讓食指遠(yuǎn)離，視差會(huì)減小,。 540.天文學(xué)家用測(cè)量機(jī)來測(cè)量恒星間的視差,。這種測(cè)量?jī)x器由一塊面積比較大的花崗巖板組成,，在花崗巖板的中心有一個(gè)空洞。某一天區(qū)的圖像成像在放置在空洞中的一塊玻璃片上,。當(dāng)有光線穿過這塊玻璃片時(shí)一張圖像便在屏幕上形成,。于是被測(cè)量視差的恒星（團(tuán)）便成像于十字準(zhǔn)絲處并被記錄下來。 經(jīng)過一段時(shí)間后就可以得到同一天區(qū)的多塊感光板并同計(jì)算機(jī)的近似計(jì)算結(jié)果相比較,。 測(cè)量機(jī)被放置在環(huán)境受一定控制的空間因?yàn)楦泄獍搴突◢弾r板的膨脹和收縮會(huì)極大得影響觀測(cè),。 550.星際塵埃也對(duì)我們所觀測(cè)的恒星的顏色產(chǎn)生影響。除了“消光”之外,，這些星際塵埃 也使得遙遠(yuǎn)恒星的光線產(chǎn)生紅移因?yàn)橄鄬?duì)于紅光,，星際塵埃散射掉了更多的藍(lán)光。因此位于 我們跟恒星之間的星際塵埃越多,，在我們看來恒星會(huì)越暗并且顏色會(huì)越偏向紅色,。 564.后來,，恒星的光譜被進(jìn)一步分類。在給恒星光譜分類的過程中,，天文學(xué)家們很快就意 識(shí)到簡(jiǎn)單的應(yīng)用幾個(gè)英文字母不能夠提供足夠的有關(guān)它們差別的信息,， 因此便利用數(shù)字來進(jìn) 一步給恒星光譜分類。通過這種方式,，最亮的恒星類型被稱作 B0 型恒星,，比這暗一點(diǎn)的被 稱作 B1 型依次類推到 B9 型，比 B9 型還暗的恒星被稱作 A1 型,，比 A1 型暗一點(diǎn)的稱作 A2 型,，依次類推。 565.恒星光譜的一些細(xì)節(jié)的差別也被觀測(cè)到,。很快天文學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)同一光譜類型的恒星 之間也不是完全相同的,，因此即使是逐漸復(fù)雜化的分類體系也是不充分的。舉例來說,，含有 相同譜線的黃色 G 型星應(yīng)有相同的溫度,，但是它們的光譜在一個(gè)重要的方面是不同的，即光 譜的寬度,。一顆可能含有相當(dāng)寬的譜線而另一顆的譜線可能會(huì)異常狹窄,。但過了不久，人們 就意識(shí)到光譜中譜線的寬度是形成光譜的氣體的壓力的表現(xiàn),。低壓的氣體形成的譜線較窄,， 而同溫度下高壓氣體形成的譜線則寬一些。 天文學(xué)家們由此推斷一顆體積較小的恒星大氣中 的氣體的壓力會(huì)比大體積恒星大氣的氣體壓力高一些,， 因此恒星譜線的寬度可以告訴我們關(guān) 于恒星大小的信息,。 566.恒星的大小有很大的差別,。從大小來看，我們的太陽(yáng)是一顆直徑 864000 英里的處于平 均水平的恒星,。 有一些恒星要比這大得多,， 被稱為巨星。 如果一顆巨星突然取代我們的太陽(yáng),， 地球以內(nèi)的行星將會(huì)完全處于恒星的內(nèi)部,。而被稱作超巨星的恒星還要更大一些，有一些直 徑長(zhǎng)達(dá) 20 億英里,。如果用它來取代太陽(yáng),，那么所有土星以內(nèi)的行星將被它吞噬掉！相反的,， 有一些叫做白矮星的恒星則要比地球還要小,，中子星甚至跟一個(gè)城市差不多大小。因此,，大 部分的恒星要比我們的行星大得多的時(shí)候,，宇宙中也存在一些非常之小的恒星。 567.為了把恒星大小的差別也容納進(jìn)來,，更多的數(shù)字被引入到恒星光譜的分類中來,。利用 譜線的寬度作為恒星大小的導(dǎo)向，天文學(xué)家們將體積較小的恒星稱作矮星,，體積較大的叫做 巨星。矮星用羅馬數(shù)字ⅴ表示,，比這大一些的一次用Ⅳ,，Ⅲ，Ⅱ和Ⅰ來表示,。Ⅲ型星的體積 已經(jīng)相當(dāng)之大因此被稱作巨星,，這使得天文學(xué)家們將Ⅰ型星稱作超巨星。最后,，天文學(xué)家又 將Ⅰ型星分為Ⅰb 和Ⅰa 型,，Ⅰa 型代表最亮的超巨星。 568.太陽(yáng)的光譜類型是什么,。知道太陽(yáng)的大小和溫度,，便可得出它是一顆 G2V 型恒星。這 意味著它是一顆非常小表面溫度大約 11000F 的黃色恒星,。宇宙中其它大部分的恒星非常類 似于我們的太陽(yáng),，也具有 G2V 型的光譜。 569.通過譜線的形狀還可以了解另外一個(gè)細(xì)節(jié),。光譜線的形狀還決定于恒星繞自轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 的速度,。自轉(zhuǎn)越快,，譜線越弱 570.一些恒星具有非常規(guī)則的自轉(zhuǎn)。就像我們的地球,，大多數(shù)的恒星都繞一條軸線旋轉(zhuǎn),。 但是由于恒星由氣體構(gòu)成，不同緯度的地方旋轉(zhuǎn)的速度不一樣,。距離太陽(yáng)極點(diǎn)較近的區(qū)域旋 轉(zhuǎn)一圈需要 31 天,，而距赤道較近的低緯度地區(qū)則需要 25 天。有一些恒星自轉(zhuǎn)要比太陽(yáng)慢一 些,，但部分恒星卻具有驚人的自轉(zhuǎn)速度,。一些恒星旋轉(zhuǎn)的速度如此之快以至于它們的外層大 氣被拋到了外層空間。自轉(zhuǎn)速度最快的恒星的榮耀被體積極其之小的中子星獲得,，有的中子 星的自轉(zhuǎn)速度高達(dá)每秒幾百轉(zhuǎn),。 571.一些恒星具有內(nèi)在的磁性。有些恒星的光譜線會(huì)發(fā)生分裂以至于看上去每條譜線都呈 現(xiàn)兩條,。這種效應(yīng)被稱為塞曼效應(yīng),，是由恒星內(nèi)部和周圍的磁場(chǎng)造成的。像我們所看到的一樣,，我們的太陽(yáng)在太陽(yáng)黑子周圍具有極強(qiáng)的磁場(chǎng),。但是有一些恒星的磁場(chǎng)強(qiáng)度高達(dá)太陽(yáng)磁場(chǎng) 強(qiáng)度的幾百甚至百萬(wàn)倍。 572.許多恒星擁有一張“麻子”臉,。一個(gè)世紀(jì)以前,，我們就已經(jīng)知道太陽(yáng)的表面并不具有 均勻的亮度而是存在一些被天文學(xué)家稱為“太陽(yáng)黑子”的暗斑。在最近的幾年中,，新的天文 望遠(yuǎn)鏡技術(shù)使得天文學(xué)家們能夠?qū)⒁恍┐筚|(zhì)量恒星分辨成細(xì)小的圓盤而不是像以前那種一 個(gè)無限之小的斑點(diǎn),。 這種情況導(dǎo)致的發(fā)現(xiàn)之一就是人們認(rèn)識(shí)到其他一些恒星也有一張 “麻子” 臉。在有些情況下,，這種“黑子”非常巨大,，是地球體積的許多倍。就太陽(yáng)來說,，黑子又可 能是因?yàn)楸砻娓魈幋艌?chǎng)強(qiáng)度的不同導(dǎo)致的表面溫度的差異而引起的,。 573.恒星的光譜還可以幫助我們確定它們的距離。一些恒星的距離可以通過對(duì)視差的測(cè)量 而獲得,，即將要測(cè)量的恒星沿視線方向前后移動(dòng)速度的快慢與更遠(yuǎn)的恒星作比較,。這種技術(shù) 導(dǎo)致了一個(gè)被稱作“三角視差”概念的出現(xiàn)因?yàn)樗昧藬?shù)學(xué)上一個(gè)稱為“三角學(xué)”的分支 并依賴于對(duì)恒星位查角的直接測(cè)量。三角視差的方法的結(jié)果非?？煽?，但只適應(yīng)于距離在幾 百光年以內(nèi)的恒星，因?yàn)榇笥谝欢ň嚯x的恒星位差角的變化是如此之小以至于難以測(cè)量,。天 文學(xué)上看來,，幾百光年的尺度仍然是非常小的,。為了得到一張給為全面的地圖，天文學(xué)家們 不得不利用另外一項(xiàng)技術(shù)來測(cè)量星際距離,。通過檢測(cè)恒星的光譜,，天文學(xué)家很快指出光譜分 析能使距離的探測(cè)尺度有較大的跨越。這種技術(shù)的基本原理非常簡(jiǎn)單,，就是建立在兩顆具有 相同譜線的恒星是相同的恒星這一基礎(chǔ)之上的,。假設(shè)我們想知道一顆恒星的距離，但因距離 太遠(yuǎn)而不能通過測(cè)量三角視差獲得,。 我們只要照一張這顆恒星的光譜照片并且找到一顆距離 較近的與其光譜類型相同的恒星,，然后根據(jù)兩顆恒星光譜相同則是同類型的恒星，如果我們 知道較近的那顆星的亮度和距離,， 就能輕松得出在多遠(yuǎn)的距離那顆較遠(yuǎn)的但類型與近距離恒 星相同的恒星會(huì)呈現(xiàn)出我們所看到的亮度,。這種方法被稱作“分光視差”因?yàn)樗煤阈堑?光譜來計(jì)算它的距離。利用這種技術(shù),，天文學(xué)家可以計(jì)算出幾千甚至數(shù)百萬(wàn)光年范圍內(nèi)恒星 的距離,。 574.宇宙是一個(gè)龐大而又復(fù)雜的地方，但是宇宙的基本化學(xué)卻非常簡(jiǎn)單,。宇宙中有數(shù)百億 的恒星,，但是利用分光鏡，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)在整個(gè)宇宙中只有 92 種天然形成的元素,。這 92 種元素同地球上存在的 92 種天然元素是一樣的,。固然，這 92 種元素的不同組合能夠形成大 量各不相同的物質(zhì),。氫和氧通過簡(jiǎn)單的組合可以形成水,，相反的,，氫，氧,，氮,，碳和磷以復(fù) 雜的方式組合能夠形成 DNA。但是這些物質(zhì)的基石卻都是那 92 種元素,。似乎宇宙要更復(fù)雜 一些才更能令人信服,，但事實(shí)卻不是這樣的。 第十章 恒星的一生 575.宇宙間散落著眾多受到星系母親般呵護(hù)的恒星,。恒星并不是隨機(jī)的突然的在宇宙中產(chǎn)生的,。相反的,，他們是產(chǎn)生于被稱作“星云”的巨型云中的。星云有氣體跟塵埃組成,，在星云里面不斷產(chǎn)生著新的恒星,。 五彩繽紛的織錦。但是如果星云物質(zhì)遠(yuǎn)離恒星,，它們將會(huì)變得非?；璋怠Ｔ谟行┑胤?，一些 不發(fā)光的氣體和塵埃剛好位于我們和會(huì)發(fā)光的天體之間,， 結(jié)果是天體的光把這些氣體和塵埃 的昏暗的輪廓呈現(xiàn)給我們，比如在獵戶座中的馬頭星云,。 603.煤煙還有其他星際塵埃的成分的圓頭可以追溯到紅巨星,。在晚年,，向太陽(yáng)一樣的恒星 會(huì)變成紅巨星它們的大氣的溫度會(huì)降低從而使原子能夠結(jié)合形成碳和硅的化合物。 恒星發(fā)出 的光的壓力會(huì)將這些化合物推到外層空間,。因此,，我們所看到的星際塵埃云是無數(shù)紅巨星在 他們生命某一階段“燃燒煤煙”的結(jié)果。鐵和水等其他一些組成部分也在這些低溫恒星的大 氣中被發(fā)現(xiàn),，因此它們也同時(shí)被釋放到外層空間,。 636 恒星光度的隨時(shí)間的變化怎么用光變曲線表示出來,。恒星的光變曲線是一顆恒星輻射 出的光或亮度隨時(shí)間的變化的軌跡或曲線。不同類型的變星有著特有的不同表現(xiàn)的光變曲 649 一些恒星變化不按常規(guī)變化,。這些恒星的變化都是不確定的，爆發(fā)式的而且是劇烈的,。 由以上特點(diǎn)我們可以看出這些恒星的便化趨向于無規(guī)律,，有時(shí)甚至?xí)袕?qiáng)烈的爆發(fā)。 663 對(duì) Mizar 和 Alcor 的進(jìn)一步觀測(cè)揭示了更多問題,。一個(gè)擁有一雙敏銳的眼睛的人能夠 分辨出北斗七星的勺柄的中間一顆星實(shí)際上是天上兩顆靠得很近的恒星,。 但是即使用很小的 望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)這兩顆恒星，你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩顆中亮的一顆（Mizar）自己本身就是兩顆星,。因而,， 北斗星柄上是一個(gè)三星系統(tǒng)：三顆星因?yàn)槿f(wàn)有引力相互吸引，相互繞轉(zhuǎn),。 667 有些星看起來像雙星，但那只不過是錯(cuò)覺而已,。有時(shí)候我們看起來像是近密雙星的其 實(shí)并不是雙星,，那只不過是兩顆星在地球上看剛好差不多幾乎在一條線上，所以看起來挨得 很近,，但是實(shí)際上卻可能相距好多光年,。天文學(xué)家們把這種情況叫做光學(xué)雙星。 669 恒星相互繞轉(zhuǎn)和行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)服從相同的定律,。這條定律是牛頓對(duì)科學(xué)最重要的貢 獻(xiàn)之一，并且是一條基本原理,，這條定律證明了支配宇宙我們“后院”這塊兒的規(guī)律同樣也 支配著宇宙的那頭,。宇宙可能曾經(jīng)更復(fù)雜，但現(xiàn)在不是,。正如開普勒的進(jìn)一步說明,，一顆行 星或恒星距離另一顆星越近，那么它繞這顆星運(yùn)動(dòng)的速度就更快,，如水星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度 比地球快,，地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度比冥王星快,，所以兩顆恒星相距越近相互繞轉(zhuǎn)越快。 670 天文學(xué)家能夠跟蹤許多雙星隨時(shí)間的運(yùn)動(dòng),。為了跟蹤某些星的運(yùn)動(dòng),，天文學(xué)家對(duì)特定 天區(qū)持續(xù)拍照幾年甚至幾十年。 用一種叫做測(cè)量機(jī)的裝置精確測(cè)量那些照片上恒星的相對(duì)位 置,，然后找出位置的不同,，精確到萬(wàn)分之一英寸或更高。將這些位置輸入電腦計(jì)算出恒星的 視運(yùn)動(dòng),。幾百對(duì)雙星的運(yùn)動(dòng)就是用這種方法大量的測(cè)量出來,。 671 雙星相互繞轉(zhuǎn)的周期是相當(dāng)長(zhǎng)的。許多雙星的繞轉(zhuǎn)周期都在 25 到100 年之間,，還有一 些恒星的只需要不到 10 年就能繞它們的軌道轉(zhuǎn)一圈,。恒星在相互離的越遠(yuǎn)當(dāng)然繞裝一圈的 周期也就越長(zhǎng)，但是,，即使天文學(xué)家們只能觀測(cè)和測(cè)量出整個(gè)軌道的一小部分,，他們也可以 推算出剩下的部分，因?yàn)槲覀兒芎玫恼莆樟诉@個(gè)物理規(guī)律,。由武仙座—α 構(gòu)成的雙星相互 繞轉(zhuǎn)一周需要 3600 年,，由小熊座σ 2 組成的雙星繞轉(zhuǎn)一周需要 11000 年。后者兩顆星的距 離是地球離太陽(yáng)距離的 500 倍,。 |
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