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第20章 璀灿星空探秘(6)

根据天体力学理论,一个天体的存在必然会和周围的天体产生引力联系。譬如地球和太阳之间,就存在巨大的引力联系。按照牛顿的刀有引力定律,引力的大小与两者的质量乘积成正比,而与距离平方成反比。那么,为什么日地互相吸引的结果没有越来越靠近呢?原来这还和地球绕太阳旋转有关,由于旋转产生的离心力正好与引力相等,所以才使地球既没有坠人太阳,也没有飞走。这就像我们用绳13一子挂着一块石头,然后以我们的手为中心,以绳子为半径,快速地旋转。这时石头由于受到旋转离心力的影响和绳子的控制,会一直保持在同一条圆周轨道上。

B地球要始终保持与地球同一轨道、同一旋转速度,而不和地球照面,它也必须具备和地球相同的质量,方能满足引力与离心力相等的条件。然而根据波得定则,行星与太阳的距离有一定的规律,而在地球绕太阳运行的轨道上,只允许有地球这么一颗行星存在。

退一万步说,假定果真有这样一个B地球存在,虽然它和我们地球之间隔着一个巨大的太阳,在太阳引力的掩盖下,地球对其引力可能不易觉察,但它的存在一定会对太空中的小天体产生影响,比如从飞近B地球的彗星轨道的变化中,觉察到它的存在。但事实上却从来没有人观测到这种变化。可见,B地球纯属某些人的臆测。

恒星温度的最高限是多少

在我们能观测到的恒星中,99%以上都和太阳一样,属于主序星的一类。平时人们所说的恒星温度,一般指恒星的表面温度。

任何恒星都具有一种在其自身的引力作用下发生树缩的倾向,当它缩时,它的内部会变得越来越热,可当它的内部温度越来越高时,就会发生一种膨胀的倾向。最后,当讲缩和膨胀达到平衡时,它便达到了某种固定的大小。一颗恒星的质量越大,为了平衡这种坍缩所需要的内部温度就越大,因而它的表面温度也就越高。

太阳是一颗中等大小的恒星,它的表面温度为60001。质量比它小的恒星,其表面温度也比它低,有一些恒星的表面温度只有2500T左右。

质量比太阳大的恒星,其表面温度也比太阳高,可达10000T、20000甚至更高。在所有已知的恒星中,质量最大、温度最高、亮度最强的恒星,其稳定的表面温度至少可达50000;甚至可能更高。也许可以大胆地说,主序星的最高的稳定表面温度可以达到800001。

为什么不能再高呢?质量再大的恒星,其表面温度会不会比这还要高昵?恐怕是不可能的。因为一颗普通的恒星,如果具有这样大的质量,以至它的表面温度竟高达8000(n以上,那么,这颗恒星内部的极高温度就会使它发生爆炸。在爆炸时,也许在瞬间会发出比这高得多的温度,然而当它爆炸之后,剩下来的将是一颗更小更冷的恒星。

但是,恒星的表面并不是温度最高的部分。热会从它的表面向外传播到该恒星周围的一层很薄的大气层中(即它的“日冕”)。这里的热量从总量上说虽然不大,但是,由于这里的原子数量相比是很少很少的,以致每一个原子可能获得大量的热供应。又因为我们以每一个原子的热能作为测量温度的标准,所以日冕的温度可高达100万摄氏度。

此外,恒星的内部温度要比其表面温度高得多。要使恒星的外层能够战胜巨大的向里拉的引力,就必须是这样。已经查明,太阳的中心温度大约是1500万摄氏度。

显然,那些质量比太阳大的恒星,它们不但表面温度更高,中心温度也会更高。同时,对于具有一定质量的恒星来说,其核心的温度一般总是随着它的年龄的增长而越来越高。有一些天文学家曾尝试计算出:在整个恒星爆炸的前夕,其核心温度可以达到多少摄氏度。其中估算的最高温度是60亿摄氏度。

那些不属于主序星的天体,其温度有多大呢?尤其是那些在120世纪60年代新发现的天体,其温度可达到多少摄氏度呢?例如,脉冲星的温度可达到多少摄氏度呢?有些天文学家认为,脉冲星实际上就是非常致密的中子星,这种中子星的质量虽然和一颗普通恒星一样大,但它的直径只有十几千米。这样的中子星的核心温度会不会超过60亿摄氏度这个“最大值”呢?此外还有类星体,有人认为类星体可能是由数百万颗普通恒星坍缩而成的,既然如此,这种类星体的核心温度又有多高呢?

所有这些问题,迄今为止还没有人能够回答。

超新星之谜

在晴朗无月的夜晚,当你抬头仰望那漫无边际的星空时,如果你注意到在以前没有星星的地方,突然冒出一颗明亮无比的星,在它面前,着名的天狼星变得暗淡无光,耀眼的“太白金星”也不能与之匹敌,甚至太阳的光辉也不能将之压倒,那么你所见到的那颗星就是一颗超新星。

说到这里,大家也许会纳闷:平白无故怎么会突然多出一个叫作“超新星”的星呢?这是怎么回事?其实,超新星并不是新生成的恒星,它们是原本早就存在的恒星。要想弄清什么是超新星,首先我们要先知道什么是新星。

在整个宇宙背景很暗的情况下,有些星星我们用肉眼是根本看不到的,甚至用一些大的望远镜都看不见。由于某种原因,这种恒星突然产生了爆炸,亮度一下子增长了上万倍,随后又逐渐变暗,这种星星叫作新星。其中,我们把那些爆炸时亮度超群出众的就称为“超新星”。

故事讲到这儿,大家也许又会问,超新星既然是恒星爆炸时形成的,那么恒星为什么会爆炸呢?

为了解决这个问题,我们需要大致了解一下恒星的演化过程。

大家都知道,一个人总要经历诞生、成长、衰老直至寿终的整个一生。同样,自然界的动物、植物也是如此。那么,天上的星星又怎么样呢?也不例外,专们也要经过从生到死的过程。具体可以分为“早期形成”阶段、“中年”阶段和“晚年”阶段。所谓“早期”是指恒星开始形成的时候,“中年”指恒星相对稳定的时期。

我们每天所见的太阳目前就处于“中年”阶段,所以它的光度基本不变。而当恒星迈入“晚年”阶段后,它就处于一种很不稳定的状态。是什么原因造成了这种结构的不稳定呢?许多科学家对此进行了猜测和设想。有人认为进入晚年的恒星,就像一个物体由于内外受力不平衡,晚年恒星就会被迫改变形状。由于星星要发光,它就必须消耗自身的能量。当它内部“燃料”逐渐被消耗时,它所能利用的也就越来越少,这就使得恒星向外放出的能量大大减少,这一下可不得了,本来向外的压力和向内的引力是平衡的,而这时向外的压力大大减少,巨大的引力因此而失去抗衡,就像房屋突然断了横梁和支柱一样,就会向中心猛然“坍缩”下去。结果,中心区域的物质被挤压得十分厉害,于是从恒星内部放出巨大的能量。一种被称作“中微子”的粒子流,就像超级飓风一样把恒星摧毁。而这个过程所需要的时间非常短,不到一秒钟,瞬时温度可高达万亿(102)K。很难想像这个过程是如此迅猛,放出的能量如此之大,于是,我们就看到了它突然变亮的过程。这就是超新星爆炸的原因和过程。

这里,我们可以看看历史上一颗典型的超新星的形成过程。

北宋的时候,也就是公元1054年的一天早上,东方天空中的天关星附近突然出现了一颗非常亮的星星。它光芒四射,白天看起来就像整个天空里最亮的金星一样亮。它持续了23天才开始变暗,但肉眼仍能看到。一直过了大约两年的时间,它才消失了。

宋朝的天文学家们称它为“客星”,不像吗?莫名其妙地出现在天空,又莫名其妙地走了,不恰似一位太空“游客”,来也匆匆,去也匆匆吗?大约在七百年以后,也就是18世纪,有个英国人用望远镜观测天空的时候,在“客星”出现的位置出现了一团很模糊的气体云,样子很像一只张牙舞爪的大螃蟹。于是人们就给它起了一个绰号叫“蟹状星云”。后来,经过天文学家考证:“客星”就是超新星爆发,而“蟹状星云”正是超新星爆发后遗留下来的物质。

现在所有活在世上的人当中都没有见到过它,只有在历史的记载上还珍藏二着它的一些简略的史料。现在,在我们银河系里能完全肯定为超新星“事件”

的只有几起,其中之一就是宋史上记载的1054“客星”。提起1054“客星”或“蟹状星云”,就会激起中国天文学家们的自豪感。1054超新星是我国古代关于超新星爆发的记录,是全世界最丰富和最准确的记录。

而最近,我们国家的天文学家们在这方面又取得了一些新的进展:北京天文台李卫东博士分别于19%年4月11日和1996年10月18日发现了两颗银河系外的超新星,他也是在这方面取得进展的中国第一位天文学家。这两颗星分别命名为SN1996W、SN1996Bo其中SN1996W是1996年国内外发现的最亮的一颗,因此显得更有价值,更有历史意义,在当代天文学的发展史上为中国人又添上了光辉的一笔。

关于超新星,人们已经发现了许多,但对它形成的原因,却仍然处于猜想阶段。究竟是什么原因使晚年的恒星产生了大爆炸,这还是一个没有得出答案的谜。

冥王星大气层十四年来剧烈膨胀

一个国际研究小组经过一年的观测后发现,从19882002年冥王星大气层十四年来剧烈膨胀,压力不断增大、他们的论文发表在新出版的英国《自然》

杂志上。

在太阳系中冥王星是距离太阳最远的星球,因此科学家一直猜测它的大气层压力可能会不断减弱。然而包括法国航天实验室科学家在内的一个国际研究小组经过一年观测后发现,事实与此截然相反,冥王星以氮气为主的大气层正在积聚膨胀。据他们推算,它的压力在这14年中可能增加了两倍。

由于距离太阳和地球等非常远,人类探测器一直没能光顾冥王星,而从地球上也较难看清它的面目。科学家想出了一种名为掩星法的观测办法。该方法以在冥王星身后经过的另一星体为“照明光源”,由于冥王星遮挡了这个星体因此只要分析该星体光线的损失程度,就可以初步分析出冥王星大气层的情况。

科学家只在1988年和2002年分别等到了有星体从冥王星身后经过的机会。通过对这两年中观测到的冥王星数据进行分析,科学家们发现,其大气层十四年来一直在剧烈膨胀。

每一个星体的变化都会对宇宙产生影响,我们无法预知冥王星的剧烈膨胀带给我们的是什么,不过,我们都希望是一个好的结果。

天狼星色变之谜

居住在马里共和国廷布克图地区南部山区的多冈人,是非洲仍然保持着原始丛林生活的土着民族之一。

在过去的几个世纪,这个非洲部落受到了基督教和伊斯兰教的影响,但却仍然保持了其独一无二的传统和详尽的神话传说。由于它们与大多数其他非洲部落的传说和神话不同,因而受到了许多人种科学家的重视。

1930年,两位法国人种学家马赛尔格里奥列和乔迈狄泰伦深入到多冈原始部落中,收集了许多独特的神话和传说。他们意外地发现了天文学家争论了一个世纪的天狼星色变之谜,竟在多冈人的神话传说中找到了答案。

天狼星是夜空中肉眼能看到的最明亮的星星之一,尽管它距地球8.7光年——51万亿英里之遥。不少的古代天文着作都记载着天狼星是深红色的,而现代人眼中的天狼星却是白色的,为什么天狼星的颜色发生了变化呢?这个谜深深地吸引着科学家们。

多冈人告诉法国科学家,天狼星是由一颗大星和一颗小星组成的,小星是一颗黑色的、密度极大而又看不见的伴星,它在椭圆轨道上围绕大星运动。他们还知道小星运动周期的两倍是100年,他们世代相传,天狼星是天空中最小而又最重的星,有一种地球上没有的发光的金属物质,在一次事故中,天狼伴星突然爆炸并发生强烈的光,以后便逐渐暗淡了。尽管多冈人肉眼看不见这颗暗淡的伴星,老人们却能用手杖在地面上划出这两颗星的运行路线和各种图形。

天狼伴星是德国天文学家贝塞尔1834年提出的假说。他认为,天狼星运动中的微小摆动是一颗伴星重力吸引的结果。

30年后,美国的天文学家克拉克才首次看到了它。它是一颗白矮星,天狼星与它相互缠绕的周期为50年,它体积很小,直径略等于地球,光亮是太阳的1/360,而质量却大略等于太阳,密度较大,一杯茶大小的物质竟可重达12吨。

邓波尔认为,多冈人对天狼星的知识既详细又准确。正如我们所见到的他们也如我们一般,联想到了天狼星有一颗看不见的伴星。多冈人把这颗伴星叫做“谷星”。多冈人所以将其称为谷星,大概正是因为它小得几乎无法看见的缘故。

据多冈人说“谷星”是由现在人们所知道的最重的金属所构成,这种金属甚至比铁还要重。这即意味着,多冈人知道天狼星B具有很大的密度。

多冈人还画了许多有关天狼星系统的祭礼性图画,这些画表明多冈人了解天狼星B绕天狼星A转动的轨道是椭圆的,处于中心位置的是天狼星A。

根据多冈人的传说,邓波尔甚至绘出了天狼星和“谷星”摆动轨道的一幅图,结果发现,它与现代天文学家所绘的天狼星A和B所绘的同一种图惊人地相似。

据多冈人说,他们祖辈关于天狼星B的知识,是一位名叫“偌默”的神传授的。多冈人至今还保存着一张画,上面清楚地画着他们信仰的“神”乘坐一艘拖着火焰的大飞船从天而降,落到他们氏族来的情景。

多冈人的天文学传统并不仅仅限于天狼星。他们说木星有4个月亮,而土星则有光环,他们将这两颗行星在他们所绘的图中表现了出来。

邓波尔根据这些线索,更深一步地挖掘多冈人这种信仰的来源。他对这些传统的追索跨越了撒哈拉和利比亚,最后追索到地中海地区的希腊和埃及。

最后,他强烈主张这份高科技资讯,多冈人是从古埃及人手上,经过了一系列的文化传承而最终获得的。因此,解开天狼星之谜的关键仍然必须从古代埃及着手。

看来,这个世界上的确有很多让我们意外和惊奇的事情。我们的智能不足以探究出所有的奥秘,但是,我们一定要为此而努力。

的无法破译的密码

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