1994年12月25日,来自北京的6位专家到都溪林场考察。他们当中有机械制造、化工和环境监测高级工程师。贵州省宗教界的一位法师也同往。考察虽没有一致的明确结论,但专家们认为,这是有研究价值的现象。
第三宇宙速度
人类自古就有飞离地球的梦想。但是,要飞上高空,关键是要克服地球引力。
谁都有这样的经验,如果轻轻地把一块石头往空中抛,石头会很快落下来。如果用力大一点儿,抛出的石头就快速升高,在空中飞行的时间就长一些。石头落下来,是因为地球的引力;能抛上去,是因为人的作用使它克服了地球引力。作用力越大,速度越快,就越容易克服地球的引力。
要摆脱引力飞向宇宙,就必须有克服引力的飞行速度。科学家经过计算,测定这一速度为每秒7.9千米,大约每小时2.88万千米。一旦获得这样的高速度就可以环绕地球飞行而不会落下来。这个速度被称为第一宇宙速度。
要想飞得更远,还必须达到第二宇宙速度,即每秒11.2千米,大约每小时4万千米。达到这个速度以后,就可以像地球一样,进入环绕太阳运行的轨道了。
现在科学家们正在研究如何达到第三宇宙速度,即每秒16.7千米。达到这种速度,就可以摆脱太阳的引力,飞出太阳系。
到那时,人类便可真正实现宇宙航行的梦想。
形状像球的闪电
闪电有多种形状,其中树枝形闪电是人们最常见的,但偶尔也能见到一种球形闪电,这种闪电神秘莫测,引起了人们的极大兴趣。
1963年3月的一天,美国东方航空公司539号班机正从纽约飞往华盛顿,机舱里只有两个人,一名乘客和一名空中小姐,他们俩分别坐在走廊两侧,正在打瞌睡,他俩被飞机的剧烈抖动惊醒,四下一看,发现在机舱门口有一个圆形的火球,颜色白色偏蓝,直径大约20厘米。不一会,火球便沿着机舱走廊向后滚动,来到机舱后面厕所门口时,便突然消失了。
有一天,法国科学家费拉马利昂正呆在家里,不知打哪里跑出一个亮闪闪的火球,一直滚到他的脚边。他急忙躲开,可没想到这个火球竟步步紧逼,顺着他的脚跟往身上爬,爬过头顶,又升到屋顶,然后又无声无息地钻进了烟囱。紧接着便听到一声沉闷的爆炸声。烟囱坍塌了,火球也随之消失。
在前苏联的一个集体农庄里,有两个小孩正在牛棚的屋檐下避雨,他们突然发现牛棚前的一棵白杨树上,有个橙黄色的火球在树枝上跳来跳去,后来跳到地面上,直向牛棚滚来。火球就像烧红的钢水,火星四溅。两个孩子吓得大气都不敢出。当火球跑到他们跟前时,年纪小点的孩子踢了它一脚,只听见轰隆一声,火球爆炸了。两个孩子被这一声巨响震倒在地,奇怪的是一点也没伤着,可关在牛棚里的12头奶牛,却只活下来1头。
在美国一个名叫龙尼昂维尔的小镇,还发生过一起球状闪电钻进一家人的冰箱,把里面的鸭子烧熟了,把菜和蛋也给烤热了。可它是怎样钻进冰箱的?怎样把冰箱变成了电烤炉,把里面的食品都给弄熟了?更离奇的是,冰箱不但没有损坏,而且还可以照常使用。这些都太令人费解了。
许多科学家把自己的目光投向了球形闪电,有人还为它献出了生命,这个人就是俄国科学家里奇曼。他试图像富兰克林那样,用风筝进行试验时,结果一个拳头般大小的淡蓝色火球,悄悄飞到他的脸上,随后便爆炸了。里奇曼随着爆炸声倒在了地上,再也没有起来。球形闪电在他的前额上留下了一个红斑,还在他一只鞋底上打穿了两个洞。
这并没能阻止人们对球形闪电的研究。一个偶然的机会,前苏联大气物理学家德米特里耶夫采集到了球形闪电经过地方的空气样品,经分析,样品中的臭氧和二氧化氮都超过了正常值。但是,臭氧和二氧化氮并不能完全解释为什么球形闪电要比线形闪电持续的时间多得多,这种闪电的能量怎么来的。
后来,前苏联科学家的斯米尔诺夫对球形闪电又提出了一个新的观点,认为火球的能量与臭氧有关。臭氧集中的地方,空气中温度就会急剧上升,于是便出现了火球,火球内部的温度大约在1500℃~2000℃之间,在这样高温下的氮分子非常活跃,与氧相互作用而生成二氧化氮。二氧化氮不像臭氧那样不稳定,即使在2000℃的高温下,它也是稳定的,这就是球形闪电比线形闪电持续时间长的原因。但这种观点还未得到科学界的普遍认可。
接下来还有火球为什么会发光的问题。有人认为是有种气体落入臭氧中,加速了它的分解,从而引起发光。但这种气体到底是个什么东西,它又是如何加速臭氧的分解而引起发光,这仍是一个未解之谜。
宇宙中还有“太阳系”吗
茫茫无际的宇宙,深藏着无数奥秘。
有人曾设想,除我们的太阳系以外,还应有第二个、第三个太阳系。可是另外的“太阳系”具体在哪里?这个长期以来争论不休的问题,随着在织女星周围发现行星系,有人认为已经找到了宇宙中的第二个“太阳系”,为寻找宇宙中其他许多“太阳系”提供了例证。
宇宙中的第二个“太阳系”是怎样发现的呢?
1983年1月,美国、荷兰、英国三个国家成功地发射了红外天文卫星。后来,天文学家们利用这颗卫星意外地发现天琴座主星——织女星的周围存在类似行星的固体环。
这次发现在世界上还是头一回,可以说是不同凡响的划时代的发现。
织女星周围的物质吸收了织女星的辐射热,发射出红外线。红外天文卫星正是接收到了它所放射的红外线。比较四个不同接收波段的强度便可计算出该物体的温度为90K(约-180℃)。一般来说,恒星的温度下限约为500K。温度为90K,这就是说那个物体是颗行星。而且,织女星真的也有行星系的话,它便相当于外行星。这样一个温度的物体只能用波长为几十微米的红外望远镜方可捕获到。
美国、荷兰、英国合作发射的卫星是世界第一颗红外天文卫星,主要用于探测全天的红外源,也就是对红外源进行登记造册。一般红外天文望远镜不能探出宇宙中的低温物体。因为大气中的水分和二氧化碳气体大量吸收了来自宇宙的红外线及地球的热,又会释放互相干扰的红外线。红外天文卫星将装置仪器用极低温的液态氦进行冷却,所以才有了这次的发现。
探测表明,织女星行星系与太阳行星系一般大小。由于织女星发出的总能量是已知的,通过90K的物体的温度便能求出织女星和该物体之间的距离,也就是可以求出该行星系的半径。
织女星距离地球26光年,是全天第四亮星。直径是太阳的2.5倍,质量约是太阳的3倍,表面温度约为10000℃,比太阳的表面温度(约6000℃)高。织女星诞生于10亿年前,太阳诞生于45亿年前,相比之下织女星要年轻得多。地球大致是与太阳同时诞生的,若认为织女星的行星也跟织女星同时诞生,那么就可视它的行星处在演化的初期阶段。
依据行星形成的一般假说,当恒星产生时,在它的周围散发着范围为太阳系100倍的分子气体云环,因长期相互作用而分成若干个物质团块,进而形成行星。
东京天文台曾公布说,他们用射电望远镜在猎户座星云等地方发现“行星系的婴儿”,也可以说是原始行星系星云。
东京天文台和红外天文卫星的发现,看来可以说是行星形成过程中的不同阶段。深入分析和研究这两个不同阶段,以及更正确地描写织女星的行星像,无疑是当前世界天文学界所面临的一大课题。
火星有两颗卫星
1877年美国华盛顿海军天文台台长阿瑟弗·霍尔发现了火星的两颗小卫星——火卫一福波斯和火卫二得摩斯。
更为神奇的是,在荷马所著的古希腊史诗《伊利亚特》第15卷中,就间接提到一个事实,即火星拥有两个伴星——福波斯和得摩斯。人们不禁要问:这是不是古代关于火星传说一种象征性的描述呢?
大约在火星卫星发现250年之前,开普勒(1571年~1630年)就给伽利略留下了解开天文字谜游戏的答案:“为火星的无产者——双胞兄弟唱赞美诗吧”,或者“火星的双胞儿女向您致敬”。很显然,那时候开普勒就知道火星拥有“双胞兄弟”。
西拉诺·德·伯格拉克(1619年~1655年)在他所著的《奇异的世界》一书中也曾提到火星这两颗卫星。巧合的是,伏尔泰(1694年~1778年)在他的《微小中的巨大》一书中也明确表示:“火星有两颗卫星——它们围绕比我们这个小不点的地球还小5倍的行星火星运行。……福波斯和得摩斯是归附于那个天体星的两颗卫星,它们避开了我们所有天文学家的眼睛。”
1726年,作家乔纳森·斯威夫特写了一本名叫《格列佛游记》的书,此书轰动一时。在书中他描述了拉普他人居住的飞岛:飞岛由磁体支撑,它悬浮在空中,并由磁体推动,科学家们在这个处于失重状态的“空间站”上高谈阔论着火星的那两颗卫星。斯威夫特称这两颗卫星是“更小的恒星或卫星”,其中之一在距离火星约3倍于火星直径的轨道上运行,另一颗则在距火星约5倍于火星直径的轨道上环绕火星运行。
尽管外卫星火卫二得摩斯的运行轨道与火星中心的实际距离小于3个火星直径,而内卫星火卫一福波斯的运行轨道与火星中心的实际距离也小于1个火星直径,即假说的距离与实际有一定差距,但这里却有真实性的一面,正像美国天文学家I·M·Levitt博士所指出的:“假说中的卫星参数与真实的卫星参数是如此之接近,这是人类推测领域中最令人吃惊的功绩。”更让人感兴趣的是,这两颗卫星是整个太阳系31颗卫星中最小的。同时,火卫一福波斯是太阳系中运行最快的一颗卫星,它每7小时39分就环绕火星一周,这比火星绕自轴运转快一些,这种现象在太阳系中是独一无二的。
人们不禁会想到,或许古希腊人以一种未知的原始科学之源,留下了火星这两颗卫星的传说。而正是这些有关火星及其伴星福波斯和得摩斯的传奇色彩的描述,给科学真理掩上了朦胧的面纱。
在真正发现两颗火卫以前的200多年时间里,人们一直津津乐道地谈论着福波斯、得摩斯的故事,看来这个故事的确是够迷人的。
夜出太阳奇观
由于地面是球形的,所以太阳只能照射地球的半面,朝向太阳的那面是白天,背向太阳的那面是黑夜。可是中国的古书中却记录了夜里出太阳的奇异天象,《汉书》中记录了汉武帝延元二年夏四月戊申,即公元139年6月11日夜里出太阳的事。《晋书》中记录说,晋元帝大兴元年十一月乙卯,即公元318午11月16日夜里出太阳,高三丈,中间有绿红色;另一古籍《江南通志》中还指出,这天夜里太阳出于南斗方位。《建康志》记录说,梁武帝普通元年九月乙亥,即公元520年10月25日夜里,东方出太阳,呈现红色。《嘉定县志》中有夜间出太阳的记录:明世宗嘉靖三十三年夏四月二十三日,即公元1554年5月23日二更之时,在西天出太阳,高万丈,不久就落下去了;《吴县志》也记录了这次夜里出太阳的事。《海盐县志》记录说,清顺治十年闰六月二十四日,即公元1653年8月16日夜里三更时,红色的太阳出在东北方,直径大约一二尺,当月亮升起后不久,它就隐而不见了。不仅中国古书中有记载,外国文献中也有类似的记录,如有文献记载了公元163年意大利有过夜间出太阳的怪事。
夜里会出太阳吗?当然不会,那么上面这些古书中所记录的究竟是怎么回事呢?
有些中外天文学家如迦尼、克劳密林和我国的朱文鑫认为,意大利夜间所见的太阳其实是哈雷彗星,他们是按哈霄彗星回归周期推算的,可是查西欧文献,则无明显记录。前几年,不明飞行物着实热闹了一阵,由于空间科学的进步,一些人认为和宇宙中有智慧的生物交往是迫在眉睫的事,于是,外星人、飞碟等吸引了不少人的兴趣,他们认为这些夜间出现的太阳,其实是来到地球的外星人的飞碟,如我国的张文樵就把太阳夜出解释为古代的不明飞行物。可惜今天人们还没有见到一个实实在在的外星人,当然难以证明古代外星人乘飞碟光临过地球。
有的学者,如我国的庄天山等认为,夜里出现的太阳是一种冕状极光。太阳表面不断向外发出一束束高速带电粒子流,它们来到地球大气层的高层,使大气中粒子电离发光,这就是极光。所以叫它极光是因为受地球磁场的作用,从太阳发出的带电粒子大多集中在地球南、北两极,极光就大多发生在地球的极区。如果太阳活动强烈,极光有可能向中低纬度区延伸,我国就可能看到,极光的形状多种多样,有的像彩色帷幕,有的呈射线结构。据钱伯林著文指出,在条件适当时,射线结构的极光会成为一个边缘不明显的圆形发光体,叫冕状极光,颜色是红色。人们很容易将红色的冕状极光误认为是太阳。据迈纳尔和舒尔茨在《天体物理学杂志》上著文说,“极光还会向东西方向漂移,且亮度越大,速度越快。”所以冕状极光看上去也会有东升或西落现象。
还有的科学家认为,夜里出现的太阳是一种对日照现象。据莫尔顿和布莱克韦尔、杜赫斯特等人观测研究,在春分和秋分前后,在位于和太阳位置相对的黄道附近,即在所谓反日点上,会有轮廓不甚分明的圆形亮斑,呈暗红色,这就是对日照。由于它很暗,所以月亮一出来,它就消隐了,但没有月亮时,它外形有点像太阳。
当然,还有科学家认为,这是一种大气光学现象。夜间出太阳到底是怎么回事?这是一个值得探索的宇宙之谜。
谁是宇宙的主宰
你知道吗?很多大的星系的中心都有一个黑暗的“暴君”。这一发现,是现代天文学研究的新成果。英国出版的《新科学家周刊》2000年第3期有篇题为《宇宙的主人》的载文,该文指出:虽然它的臣民们看不见这位“君主”,但是它却统占着伸展到数千光年以外的几十亿个“太阳系”,它在所有“太阳系”诞生之前就已存在,并且早就在帮助塑造它们的未来了。这些“暴君”就是黑洞,天文学家将它们称为“超大质量”天体。
自从天文学家于20世纪初预言黑洞的存在以来,人们陆陆续续地得到了各种证据,证明了宇宙中确实存在着黑洞。然而,对于这种无法以可见光看到的天体,人类的了解究竟达到什么程度?
如今,天文学家们正在开始怀疑是否已经在宇宙中留下了象征它们权威的标记。2000年年初,研究人员提出:巨大的黑洞是宇宙中所有星系萌生的“种子”,近来,天文学家发现了更多的支持这一观点的证据。
早在几十年前,天文学家就发现了类星体——位于遥远星系中央的高亮度的天体。类星体的亮度可以是环绕在它周围的星系的数百倍,但是它们的体积却比我们的太阳系还小。到底是什么东西可以从这么小的空间里发出这么多的光和辐射呢?——黑洞是一种可能性。
尽管人们对于黑洞吞噬光线的能力了解得更多一些,但是它们也可以成为灿烂光芒的发源地,被黑洞吞没的物质会在黑洞周围形成一个呈螺旋形运动的圆盘,而圆盘在剧烈的翻腾过程中所产生的摩擦会将默默的气体加热到白热状态。天文学家认为,这就是类星体发光的原因。
因此,当天文观测的结果开始证明更多的普通星系中央存在着黑洞时,天文学家自然会认为它们是能量已经耗尽的类星体。
1978年,在一个编号为M87的星系中,天文学家第一次捕捉到这样一团巨大的黑色物质。
1988年,美国密歇根大学的道格·里奇斯通和他的同事阿兰·德雷斯勒对螺旋形的安德洛墨达星系和椭圆形的小星系M32进行了观察,科学家们因而得出这样的结论:上述两个星系中一定存在着巨大的黑洞。果然,在几年的时间里,哈勃太空望远镜在我们附近的20多个星系里发现了巨大的黑洞存在的证据。其中的一个黑洞属于我们自己:银河系中心有一个质量相当于300万个太阳的黑洞。
那么,在星系的生命进程中,这些超大质量的黑洞扮演着什么样的角色呢?
在2000年1月的美国天文学会上,里奇斯通提出一个引起天文学家激烈争论的观点:黑洞可能首先是星系的缔造者。里奇斯通这一观点将传统的天体物理学整个颠倒了过来。宾夕法尼亚州立大学的戈登·加迈尔则指出:巨大的黑洞可能在时间刚刚诞生时就已经形成,而且它们一直都是其周围新星系萌生的“种子”。
星系为什么会需要这样的“种子”呢?早期的宇宙非常宁静。创世大爆炸残留下来的余晖表明,在早期的宇宙中,不同区域之间的密度差异非常小,不超过大约10万分之一。为了创造出我们今天看到的由星系和空间组成的宇宙,这些微小的密度差异一定被放大了许多倍。而且这一放大过程非常迅速。因为在创世大爆炸发生仅10亿年后星系就出现了。加迈尔指出:“这段时间对于宇宙完成从‘平滑’到‘粗糙’的演变过程来说并不算长。”为此他提出,巨大的黑洞在这一过程中可能扮演了引力种子的角色,黑洞将受到其引力作用的物质吸引到它的周围,这些物质又进一步演变形成恒星。换句话说,星系就这样诞生了。
与此同时,美国航天局新近建成的钱德拉X射线观测站也给里奇斯通提供了一些支持其观点的证据。一个由天文学家组成的研究小组在《自然》杂志上发表了钱德拉望远镜的观测结果。研究小组负责人理查德·穆绍茨提出:新发现的“暗光天体”可能是非常遥远的类星体,它们发出的普通光线已经被星系间的气体吸收,因此只有X射线穿过星际间气体到达了地球。它们可能是处于生机勃勃的青年时代的类星体,这时大多数星系都还没有形成。
但是,即使有证据表明黑洞并没有这么古老,它们也仍然有可能对星系的演变产生深远的影响。
大约在1998年,里奇斯通和德雷斯勒及多伦多大学的约翰·马里因安等十几位天文学家进行合作,以便将所有人们已知的关于邻近星系中黑洞的信息集中在一起。他们发现,位于星系中央的黑洞的体积总是大约相当于其周围的核球体积的1%。但是问题在于,核球部分的大小与星系中央的黑洞的大小为什么会有如此紧密的联系呢?
1988年,英国剑桥大学的马丁·里斯和乔·西尔克提出了他们对这种紧密联系的解释:年轻的类星体发出的辐射可能会推动带电粒子风吹到环绕在它周围的星系中去,随着黑洞吞噬的物质越来越多,其体积也在稳步增加,类星体因而会变得更亮,带电粒子风也会相应加强。最终,带电粒子风的强度大到足以克服星系引力的程度,这时它就会把所有的气体都吹走。随着黑洞的气体供应被切断,它会停止膨胀,而整个星系的扩张也会相应停止。西尔克和里奇斯通通过计算得出:黑洞的体积必须增加到与马戈里安提出的质量关系大致相当的程度才会停止增长。
在此之前,年轻的类星体可能还会对其周围的星系产生其他的影响。密歇根大学的里奇斯通指出:“在其生命最初的1亿年时间里,类星体可以控制其所在星系的能量输出。”在这一段时间里,类星体发出的所有辐射也许可以帮助引发恒星的形成,虽然这一变化过程相当复杂。
类星体也可能会搅动其所在的星系。它们会喷出带有强大的能量的高速物质,这种高速物质流可以席卷整个星系,从而产生对周围气体有压缩作用的冲击波。这种压缩也有可能对恒星的形成产生帮助作用。
最后,巨大的黑洞可能会改变其所在星系的形状。在20世纪70年代,牛津大学的詹姆斯·宾尼通过计算认为:大多数椭圆形星系的形状都非常奇怪,它的x轴、y轴、z轴中应该有一条较长,而另一条的长度则介于二者之间。椭圆形星系看上去可能有点像一粒西瓜籽,或者一个被压扁的橄榄球。
但是,后来的天文学观测表明,大多数椭圆形星系的形状要比宾尼描述的更为对称——就像M&M巧克力豆一样是一个被压扁的球体。这是因为星系中央的黑洞扰乱了该星系恒星的运行轨道,从而使它们变得不稳定。因此,这个星系的形状很快就会变成更为稳定的扁球形。
事实上,我们很难相信黑洞会拥有上面提到的这些强大力量中的任何一种:比我们的太阳系还小的东西,却可以控制由数十亿颗恒星组成的巨大的宇宙区域,这种说法看起来仍然是充满怪异的色彩。
但根据路透社华盛顿电,关于黑洞的强大力量之说又有了新的证据。就在发布电文的当天,利用哈勃天文望远镜工作的天文学家公布了一张照片,从中可以看到宇宙中电子流的喷发。这股电子流像探照灯一样在宇宙中闪闪发光,其动力来源于吸力强大的黑洞。
这个看起来像宇宙探照灯光束的电子流实际上由几乎以光速从M87星系中心喷射出来的电子以及其他亚原子粒子组成。M87星系距离地球5000万光年。这股电子流自身的长度大约为5000光年。人们可以通过因特网看到这张最新发布的由哈勃望远镜拍摄的照片。
科学家发表的一份声明说,天文学家们早在1918年就知道了这股来自M87星系的奇特的电子喷射流,但是只有这张由哈勃望远镜在1998年拍摄并经过科学家们两年研究的照片揭示了这股电子流的来源。
天文学家们说,M87星系的中心隐藏着一个特大黑洞,它已经吞噬了相当于太阳质量20亿倍的物质。
美丽的土星环之谜
在太阳系的九大行星中,除土星外,天王星和木星也都具有光环,但它们都不如土星光环明丽壮观。
在望远镜里,我们可以看到三圈薄而扁平的光环围绕着土星,仿佛戴着明亮的项圈。
土星光环结构复杂、千姿百态。光环环环相套,以至成千上万个,看上去更像一张硕大无比的密纹唱片上那一圈圈的螺旋纹路。
所有的环都由大小不等的碎块颗粒组成,大小相差悬殊,大的可达几十米,小的不过几厘米或者更微小。
它们外包一层冰壳,由于太阳光的照射,而形成了动人的明亮光环。
土星光环除了明亮还又宽又薄。
土星环延伸到土星以外辽阔的空间,土星最外环距土星中心有10个~15个土星半径,土星光环宽达20万千米,可以在光环面上并列排下十多个地球,如果拿一个地球在上面滚来滚去,其情形如同皮球在人行道上滚动一样。
土星光环又很薄。我们在地球上透过土星环,还可见到光环后面闪烁的星星,土星环最厚估计不超过150千米。所以,当光环的侧面转向我们时,远在地球上的人们望过去,150千米厚的土星环就像薄纸一张——光环“消失”了。每隔15年,光环就要消失一次。
奇异的土星光环位于土星赤道平面内,与地球公转情况一样,土星赤道面与它绕太阳运转轨道平面之间有个夹角,这个27°的倾角,造成了土星光环模样的变化。我们会一段时间“仰视”土星环,一段时间又“俯视”土星环,这种时候的土星环光像顶漂亮的宽边草帽。另外一些时候,它又像一个平平的圆盘,或者突然隐身不见,这是因为我们在“平视”光环,即使是最好的望远镜也难觅其“芳踪”。在1950年~1951年、1995年~1996年,都是土星环的失踪年。这也难怪伽利略纳闷了,却也证实了惠更斯设想的正确。
土星光环不仅给我们美的享受,也留下了很多谜团。目前还不知道组成光环的这些物质,是来自土星诞生时的遗物呢,还是来自土星卫星与小天体相撞后的碎片。土星环为什么有那么奇异的结构呢?这些都是有待科学家们研究探讨的难题。
太阳系里只有9个“兄弟”吗
我们都知道太阳系有9个行星,但太阳系就只有9个行星吗?
对太阳系9大行星的认识,是有相当长远过程的。古时候人们在天空中用肉眼能看到的只有水星、金星、火星、木星、土星这5颗行星。1543年,波兰天文学家哥白尼创立了“日心说”,推翻了旧世界对宇宙的认识,让太阳取代地球,坐上了“宇宙中心”的宝座。人们才知道自己居住的地球也是太阳系的1颗行星,从此,在天文学上才有了“太阳系”这个名称,太阳系的行星也增加到了6颗。到1781年,英国天文学家廉·赫歇耳发现了天王星;1846年,英国的亚当斯和法国的勒威耶,用数学方法发现了海王星;1930年,洛威尔天文台的青年天文工作者汤博发现了冥王星。到此为止,太阳系发现的大行星共有9颗。
太阳系里生来就只有这9个“兄弟”吗?是否还有第十颗大行星尚未被发现呢?这长期以来是个不解之谜,有不少科学家在坚持不懈地寻找着第十颗大行星。
大家都认为,要寻找第十大行星,在现有的九大行星轨道之间是找不到的,只有在水星轨道以内,或者到冥王星轨道以外,才有可能找到,前者称为“水内行星”,后者称为“冥外行星”。
寻找水内行星的努力开始得比较早,在20世纪,就有人怀疑在水星轨道以内可能有水内行星,只因为它离太阳比较近,隐藏在太阳光辉之中,逃过了人们的注意力。人们还发现了一些“蛛丝马迹”,水星绕太阳运行轨道的近日点,也就是水星离太阳最近一点的位置,常常在不断变动,从而导致水星轨道跟随着变动。而太阳系里的其他行星,运行轨道虽然也有类似的变动,但水星轨道的变动较为突出。根据这个现象,曾发现过海王星的法国天文学家勒威耶,提出了水星轨道里面有1颗未知的大行星,在用它的引力操纵着一些行星做奇怪的运动。
勒威耶的设想提出以后不久,一位名叫勒斯卡博的天文爱好者,宣布他在太阳圆面上看到过未知行星的投影,并把这颗假想的行星命名为“火神星”。勒威耶十分相信勒斯卡博的发现,并且在巴黎的科学院的一次会议上,报告了勒斯卡博的发现,而且还计算出了“火神星”到太阳的距离为0.14个天文单位,约合0.21亿千米;绕太阳一圈的时间约20天。“火神星”的直径大约是水星直径的1/4。
至此,似乎水内行星已经找到了。还有其他一些观测者也说,曾经观测到过某种类似行星的天体在日面上通过。
当时,有不少天文爱好者进行了观测,还有不少科学家检验了勒威耶的计算数据,但是都没有找到“火神星”的踪影。其中,要算德国药剂师施贝花的精力最多,他在自制的望远镜旁足足守候了17年,最终还是见不到“火神星”的“庐山真面目”。
经过许多观测者的徒劳努力,最后准备偃旗息鼓时,一些确信水内行星存在的人,对观察不到水内行星的现象进行了解释。他们认为水星离太阳近,它差不多与太阳同起同落,白天它虽在天空,但强烈的太阳光辉把它淹没了;夜晚它又同太阳一起落山,所以在地球上的人很难看到水星。水内行星离太阳比水星更近,这就更难观测到了。他们认为只有在日全食时拍摄的太阳周围的星空照片上,或者在它正好走到太阳和地球中间,把太阳圆面挡住的时候才能观测到它。
水内行星究竟是否存在,看来只有到它身边去实地观测,才能得出令人信服的结论。不过这在过去是很难实现的,只有随着科学技术的不断发展,人造卫星和宇宙飞船遨游太空的今天,才能成为现实。1976年,美国专门发射了一艘“水手10号”宇宙飞船,飞到水星轨道去找水内行星。这艘宇宙飞船在那里整整寻找了一年,结果十分令人失望,没有找到可以证明存在水内行星的痕迹,最后只得空手而还。
由此看来,存在水内行星的可能性已经十分渺茫,甚至可以完全排除了。那么冥外行星是否存在呢?这还得从头说起。
人们从天王星的轨道异常,计算并寻找到海王星,并且在1936年发现冥王星以后,就怀疑冥王星外面可能还有冥外行星。因为人们发现冥王星的亮度比原来估计的要小。同时发现冥王星的密度和水差不多,而且它的轨道和其他行星的轨道差别较大,倒是和一颗名叫“奇龙”的小行星差不多。因此,有位美国天文学家认为,冥王星其实算不上一颗行星,只能算是一颗比较大的小行星。它没有“能力”去干扰天王星和海王星的运行轨道,发生“越轨”行为的“元凶”是冥外行星。
天文学家根据各种观测资料综合计算后认为,冥外行星如果存在的话,它可能在离太阳105亿千米以外的地方。它的质量大约为地球质量的5倍~10倍。根据推算,这颗行星比冥王星还要暗,因此必须用超大型望远镜对准这颗未知行星可能出现的地方进行拍摄,人们在这些数以万计的照片中像沙里淘金似的希望能找到它。
另外,美国发射的“先驱者10号”和“先驱者11号”宇宙探测器,在太阳系边缘附近做了大量观测,企图找到冥外行星。1987年7月9日,美国“先驱者号”宇宙探测器的主要研究人约翰·安德森在接受记者采访时认为,太阳系可能存在第十颗大行星,但是它的轨道很不寻常,几乎与其他行星的轨道成直角倾斜,行星的质量比地球大4倍,公转周期至少有700年。
太阳系究竟有没有第十颗大行星?至今仍然没有肯定答案。相信太阳系存在第十颗大行星的人,仍在进行不懈努力,企图早日实现自己的愿望,让这个令人感兴趣的科学之谜画上一个圆满的句号。