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第13章 星空探索(1)

所谓星空,通俗点讲就是指我们在夜晚用肉眼所能看到的满天星球的天空,不要以为它们离我们很近,实际上它们都是一个个遥远的太阳。我们所看到的恒星,有些是十几或几十光年,有些是几百或将近1000光年,更远的恒星就需要用望远镜来观看了。所以说对星空的探索还有很远的路程需要我们跋涉。

难以观测的水星

地球到月球的距离是38万千米,而地球到水星的最近距离则是它们的200多倍,粗计也有7700万千米。又由于水星跟月球差不多大小,离太阳又这么的近,所以我们很难清楚地看到这颗最靠近太阳的行星的真面貌,就连专业天文学家也经常为看不到水星而苦恼。

多少年来一些天文科学家对水星进行着全方位的研究,都想看清它的真面貌。可在最好的情况下,从地球上看水星,也只能看到水星的一点光影。这是什么原因呢?因为看水星只能在东方天空太阳升起前的一个半钟头,或在西方天际太阳下落后的一个半钟头。此时此刻,太阳的光辉映衬着天空,水星被淹没在曙暮的水汽天光里,所以它真的难以露出它自己的身影。

水星上没有大气,但有人说在它的上面可能有生命存在,因为它叫水星,那么它上面也一定有水。其实这是人们对水星的一种的误解。水星离太阳最近,太阳近距离地灼烤着水星,以9倍于给地球的光和热倾注在水星上,使水星面向太阳的一面,最高温度可达400C左右,岩石中的铅和锡都会被太阳光熔化析出,更别说生命的存在了。其实,这里才是太阳系最热的地方之一。

水星的特色还不止这些,在它的身边,黑墨般的天空悬挂着巨大的太阳,比地球上看到的太阳大8倍,四周寂静无声,简直像一座炼狱。别以为水星只是个滚烫的星球,有时候又冷得吓人。在水星背向太阳的一面,由于没有大气起调节温度的作用,温度下降极为迅速,多在—163C以下。水星的昼夜大约30天交换一次,即在一个月时间里,连续暴晒,接着一个月时间跌人寒夜,真是一个火与冰的世界!这样的水星世界,对地球上任何已知的生命都意味着毁灭,那么在水星上又怎么可能有生命呢?

由于水星太靠近太阳了,在地球上是看不清楚水星真面貌的。

1973年11月4日,美国宇航局成功地把“水手10号”送上了飞向水星的旅程。在1974年1月和9月、1975年3月,“水手10号”三次掠过水星表面,最近时距离只有300千米,拍摄了大量照片,再用电视发回地球,一幅又一幅清晰生动的画面向人们展现未曾看到也未曾料到的水星景象。

从这些照片上看上去,水星表面和月球一样,到处凹凸起伏,环形山星罗棋布,高高的悬崖,挺立的峭壁,长长的峡谷,绵延的山脉,辽阔的平原和盆地。远远看去,简直和月球的表面没有什么两样。

科学家们仔细地检查了“水手10号”所拍的全部照片,他们还是发现了水星和月球在地貌上的差别。

水星的环形山,各山脉中间地带有不少平坦的山间平原,这在月球上基本上是看不到的。我们看到的月球表面上环形山是一个叠一个的,彼此之间根本不存在平地。科学家认为,这是由于水星和月球表面引力不同的缘故。

水星表面到处还有不深的扇形峭壁,科学家们称为“舌状悬崖”,它高1—2千米,长达几百千米,这些悬崖被认为是巨大的褶皱,在月球表面是没有的。水星上最高的陡壁竟达3千米,它有时可绵延数百千米,堪称地貌奇绝。

从“水手1号”对水星天气的观测结果表明,水星最高温427°C。最低温—173°C,水星表面没有任何液体水存在的痕迹。就算是我们给水星送去水,水星表面的高温会使液体和气体分子的运动速度加快,足以逃出水星的引力场。可又有人提出水星无水,可在它周围的大气中似乎有水蒸气。这是为什么?

科学家们从水星光谱分析来看,发现水星确实有点大气,但在它的大气中却真的没有水。这已是人们普遍公认的事实。然而,宇宙奥妙无穷,常会有人们意想不到的事发生。虽然水星没有液体水,没有水蒸气,但是在这里却发现了真正的冰山。

1991年8月,水星飞到离太阳最近点,美国天文学家用27个雷达天线的巨型天文望远镜在新墨西哥州对水星观测,得出了破天荒的结论一水星表面的阴影处,存在着以冰山形式出现的水。

这些冰山直径为15—60千米,竟多达20处,其中最大的冰山可达到130千米。它们都是在太阳从未照射到的火山口内和山谷之中的阴暗处,目卩里的温度是—170C。它们都位于极地,通常在—100C,故这些冰山得以存在。这些约30亿年前生成的冰山,由于水星表面的真空状态,每10亿年才溶化8米左右。

天文学家是这样解释水星冰山形成的原因:水星在形成时,它的内核首先凝固成一个整体后发生剧烈的抖动,使水星表面形成起伏的褶皱一水星高山;同时又由于水星表面火山爆发频繁,陨星和着星又多次相冲击,水星表面坑坑洼洼,来自外星球的水便存于其中。也有人说水是水星原来就有的,但是两种观点还存有许多分歧。

水星是否存在“冰山”

行星的名字,可以反映出当时的观点,流传到现在,已经成为人们习惯的称呼。为什么我们把“冰”与“火”的行星叫做水星呢?水星上面有许多水吗?水星和水有什么关联呢?

古时候,日、月和5颗行星都能被肉眼观测到。它们在天空日夜移动而且能发出连续不断的光,而那些遥远的星星,看来位置稳定,闪闪烁烁。我们的祖先就给了日、月、5颗行星以特殊的位置,想象它们是主宰物质世界的神灵的化身或是天神的住地。

在西方,古罗马人看到水星绕太阳公转一周的时间最少,运行得最快,所以把希腊神话中一个跑得最快的信使“墨丘利”的名字给了水星。

在中国,古时盛行阴阳五行说,把宇宙简化成阴阳两大系统,以揭示自然万物的构成变化。为反映阴阳两大系统的动态变化,人们又引申出金、木、水、火、土五行的相生相克、互相承接或制约,“阳变阴合,而生水、火、木、金、土”。宇宙万物是统一的,天、地、人也是三位一体的。总之,任何事物的构成变化都可以用阴阳五行说来作出解释。在天,就为日月星;在地,就为珠玉金;在人,为耳目口。于是,日月的名字分别又叫太阳、月亮,五大行星又可以用五行来称呼,就有了现在的水星、金星、火星、木星、土星的名称。它反映了炎黄子孙特有的智慧和思维方式,是东方的精神文化之花。

那么,水星大气中有水蒸气吗?

水星上的大气非常稀薄,大气压力不到地球的一百万亿分之一,水星大气主要成分是氮、氢、氧、碳等。水星质量小,本身吸引力不能把大气留住,大气会不断地向空中飞逸。现在的稀薄大气可能是靠太阳不断地抛射太阳风来补充的。因为太阳风的大部分成分就是氢、氮的原子核和电子。

水星有冰山的说法尚待证实,但有水就有生命。美国科学家们这一新的发现,引起了学术界的浓厚兴趣。

水星有水吗

水星是离太阳最近的一颗行星。它与太阳的平均距离只有5800万千米,这个距离只有地球到太阳距离的0.4倍。太阳光用8分多钟才能跑到地球上来,而只用3分钟多一点的时间就可以到水星表面了。

水星如此接近太阳,这使我们很难清楚地观测到这颗最靠近太阳的内行星,连专业天文学家也经常看不到水星。

众所周知,水星的轨道“藏”在地球轨道的内侧,它每88天围绕太阳运行一周。在地球上观测水星,发现水星总是在离太阳不远的地方来回转悠,水星和太阳像是亲密的母子,又好比是两个形影不离的伙伴。总之,它们真是永不分离的一对儿!在天空中的角距离总是非常小,最大时也不会超过28°,这就是说,在便利的情况下从地球上观看水星,只能在东方天空比太阳早升起一个半钟头,或在西方比太阳迟落下的一个半钟头时间里。而此时,太阳的光辉装扮着天空,水星淹没在无尽的天光里,被严严实实地包裹住了。

其实,水星常常很亮,有时与天空中最亮的天狼星不分伯仲,但同太阳的晨光余晖相比,就不免有些逊。

水星的大小在太阳系行星里排在倒数第二位,直径只有4880千米,甚至连大行星的某些卫星都比不上。比如木卫三(直径5276万千米)、土卫六(直径5120千米)都要比水星大得多。水星与地球的卫星一月球(直径3476千米)大小差不多。

水星非常小,又总是贴近太阳,所以我们要见到水星真是需要大费一番周折!要想看到水星,只有当水星与太阳的角距离达到最大,这时,太阳在地平线以下,天色昏暗;而水星恰好在地平线以上的时候,我们才有机会“一睹芳容”。然而这样的机会也是千载难逢,当水星非常艰难地恰好从地球和太阳之间通过时,我们有可能在太阳圆面上见到这个小4、的行星,真是“千呼万唤始出来”啊!人们为这种现象取了个好听的名字:水星凌日。这种情形,每1世纪大约出现12次。

水星的行踪诡异,从地球上对它进行研究自然难以奏效。在地球上,用高级的天文望远镜观测水星时,也只能分辨出水星上750千米大的区域,看不清水星表面的细节。曾经有人认为水星自转周期与公转周期一样,但是,直到20世纪60年代,天文学家用射电望远镜对水星进行了雷达探测,观测结果清楚表明:水星自转周期是59天,是公转周期88天的2/3,换句话说,水星绕太阳转两周,同时便绕自己的轴线转3周,这是多么和谐而统一的运动!

水星的“海”

水星上有“海”吗?我们一起去瞧瞧!我们在“水平10号”拍摄到的照片上可以清楚地看到水星表面最大的地形特征是盆地,直径约1300千米,四面有高出周围平原达2千米的山峦,这个盆地在水星表层北纬30°、西经195°的地方。每当“水手10号”飞越该盆地时,水星正好运动到它轨道上的近日点,这个盆地也恰好处在日下直射点,温度急剧攀升,成为水星最酷热的地方,也是太阳系所有行星表面最炽热的地方。人们给它取名为“卡路里盆地”。“卡路里”在拉丁语里的意思是热,热盆地貌似月球上的“月海”,因此也有人称它为水星上的“海”。

奇妙的天文现象——水星凌日

水星凌日是一种天文现象。当水星运行至地球和太阳之间,如果三者能够连成直线,便会产生水星凌日现象。和日食不同的是水星比月球离地球远,视直径仅为太阳的一百九十万分之一。水星挡住太阳的面积太小了,不足以使太阳亮度减弱,所以只能通过望远镜进行投影观测。观测时会发现一黑色小圆点横向穿过太阳圆面,黑色小圆点就是水星的投影。水星凌日发生在5月初或11月初,平均每100年出现13次。

耀眼的金星

在我国古代,当金星在黎明前出现时,叫它“启明星”,象征天将要亮了;而当它在黄昏出现的时候,叫它“长庚星”,预示长夜来临了。“启明星”“长庚星”就是金星,往往是晚上第一个出现和清晨最后一个隐没的星星。

从地球上远望,金星发出银白色亮光,璀璨夺目,亮度仅次于太阳和月亮。西方人认为爱与美的女神维纳斯就住在金星上。金星最亮时,亮度是天空中最亮的恒星——天狼星的10倍。

金星如此明亮的原因有两点:一方面,是因为它包裹着厚厚的云雾,这层云雾反射日光的本领很强,而且对红光反射t自力又强于蓝光,所以,金星的银白光色中,多少带点金黄的颜色;另一方面,金星距离太阳很近,除水星以外,金星是距太阳第二近的行星,仅10800万千米,太阳照射到金星的光比照射到地球的多一倍,所以,这颗行星显得特别耀眼明亮。

金星和地球相比离太阳较近,绕日公转轨道在地球的内侧,这点与水星很类似。但金星的轨道比水星轨道大一倍,所以,金星在天空中离太阳就要远些,容易被看到。金星被我们看到时,它与太阳的距角可以达到47°,也就是说,金星在太阳出来前3小时已升起,或者在太阳下落3小时后出现在天空。这样,人们很容易看到它。金星也是太阳系中距离地球最近的行星,它和地球的距离是4000万。

美国在1962年发射“水手2号”以后,又在1978年5月20日和8月8日先后发射“先驱者金星1号”和“先驱者金星2号”,其中“先驱者金星”2号的探测器软着陆成功。至此,美国也先后有6个探测金星的飞船上天。它们发现金星的天空是橙黄色的。金星的高空中有巨大的圆顶状的云,它们离金星地面48千米以上,这些浓云像硕大无比的圆顶帐篷悬挂在空中反射着太阳光。这些橙黄色的云是什么呢?后来人们对其进行了科学的研究,发现这黄色的东西竟是具有强烈腐蚀作用的浓硫酸雾,厚度有20—30千米。因此,金星上若也下雨的话,下的便全是硫酸雨。由此看来,金星恐怕真是一块不毛之地。

我们地球的大气压只有一个大气压左右,在金星的固体表面,大气压是95个大气压,几乎是地球大气的100倍,相当于地球海洋深处1000米的水压。人的身体是无法承受这么大的压力的。

金星大气的成分主要是二氧化碳。二氧化碳占了气体总量的96%,而氧仅占0.4%,这与地球上大气的结构刚好相反。金星上的二氧化碳比地球上的二氧化碳多出1万倍,这里常常电闪雷鸣,几乎每时每刻都有雷电发生。

地球上40°C的高温已经让人受不了,但金星表面的温度高得吓人,竟然高达460°C,足以把动植物都烤焦;而且在黑夜并不冰冻,夜间的岩石也像通了电的电炉丝发出暗红色光。金星怎么会有这么恐怖的高温呢?这是由二氧化碳的温室效应造成的。

温室效应使金星昼夜几乎没有温差,一年四季没有季节变化。

金星自转是行星中最独特的。自转与公转方向相反,是逆向自转。从金星看太阳,太阳是从西方升起,在东方落下。金星逆向自转,是科学家用雷达探测金星表面根据反向器回来的雷达波发现的。

探索金星的进程

人类对金星所作的不懈探索,特别是宇航时代开始以来对金星的探测,逐渐揭开了金星的面纱。

前苏联发射的“金星1号”是人类历史上发射的第一艘金星探测飞船,在1961年2月12日升空,但并未成功。

首度成功观测金星的是美国的“水手2号”,于1962年8月27日升空,同年12月14日到达距离金星34830千米的地方探测金星。

首次在金星大气中直接测量的是前苏联的“金星4号”,它于1967年10月18日降落于金星大气中。

首次在金星软着陆成功的是前苏联的“金星7号”,它于1970年12月15日降落于金星表面,并发送回各种观测资料。

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