书城科普宇宙的奥秘
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第24章 奇谲璀璨的星空(4)

在宇宙中,除漩涡扁平星系和椭圆星系外,还有一种环状星系。天文学家们发现,这类星系从外形看,恒星分布在环状圈内,有时环中央没有任何天体,有时有天体,有时环上还有结点。有人认为,这种环状星系的形成,是由两个星系碰撞、互相吞食的结果。环中心的天体和环上结点,就是相互吞食后留下的痕迹。

加拿大天文学家科门迪通过观测还发现,某些巨椭圆形星系,其亮度分布异常,好像中心部位另有一个小核。他认为,这就是一个质量小的椭圆星系被巨椭圆星系吞食的结果。

前面说过,天体之间、星系之间距离都非常遥远,碰撞和吞食的机会很少。所以,要想证实以上说法能否成立,还需一定的时间。

类星体之谜

类星体是迄今为止人们发现的距离我们最远,同时又是最明亮的天体。因其像恒星而又不是恒星,所以叫做“类星体”。这是20世纪60年代著名的天文学四大发现之一。

1960年,美国天文学家桑德奇用当时世界最先进的望远镜,看到一个名叫3C48的射电源,发现它并不是一个射电星系,而是一颗星,这颗星很暗,颜色发蓝。3年以后,另一位美国天文学家施米特又发现了一个类似3C48的射电源3C273。施米特对射电源3C273进行光谱分析,发现在这个天体上,不过是普通的氢光谱线,所不同的是,这些元素的谱线都向长波方向移动了一段距离,天文学上把这种现象叫做“红移”。这种红移现象一般恒星也有,不过移动的距离很小。可是类星体的红移量非常大,比一般恒星的红移量要大上几百倍甚至上千倍。根据美国天文学家哈勃在1929年总结出的规律,红移的大小同星系与我们的距离成正比,红移越大,星系距离我们也就越远。按照哈勃定律,可以推算出这些类星体远在几十亿光年甚至上百亿光年之外,换句话说,在这些类星体发光的时候,太阳系还未形成呢,因为太阳系只有50亿年的历史。

科学家们经过研究发现,类星体的发光能力极强,比普通星系要强上千百倍,因此获得了“宇宙灯塔”的美名。更令人吃惊的是,类星体的体积非常小,直径只有一般星系的十万分之一、甚至一百万分之一。为什么在这样小的体积内会产生这么大的能量?这一问题使科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋,因此,种种假说便接踵而来。有人认为其能源来源于超新星的爆炸,并猜测其体内每天都有超新星爆炸;还有人推测类星体中心有一个巨大的黑洞。要想解开类星体之谜,还有待于科学家们的辛勤探索。

彗星之谜

20世纪末,全世界天文爱好者开始翘首以待,用期待又兴奋的心情迎接起两个回归的彗星明星——先有1996年的百武彗星,后有1997年的海尔·波普彗星闪亮登场!

彗星为什么如此引人注极光中的海尔·波普彗星目呢?首先是它的奇异的形状:毛耸耸的彗头中间嵌着闪光的彗核,拖着又长又透亮的彗尾,其次彗星突然出现,来也匆匆,去也匆匆,有的则从遥远的行星际尽头奔向太阳,随后又扬长而去,长久不归,则同浪迹太阳系的漂泊者。

1.彗星的传说

自古以来,偶尔现身的彗星就被抹上了神秘恐怖色彩。我国民间叫它“扫帚星”,认为它会给地球带来灾难、饥饿、战争。当著名哈雷彗星在1066年出现时,正是法国诺曼底公爵威廉率兵准备入侵英国的时候,后来一举获胜,建立了诺曼底王朝,威廉公爵夫人为了纪念这次胜利,将当时的情景编织在一幅挂毯上,图中一方是一群诺曼底人指着彗星露出胜利微笑,另一方则是英国的哈学德国王坐王位上望着头上彗星,惊恐万状。

但是,埃德蒙·哈雷却不相信这些迷信传说。他曾担任过格林尼治天文台台长。1682年他26岁的时候,亲眼见到了那颗以他名字命名的彗星,他利用牛顿的彗星轨道计算方法,分析了1337年~1698年以来有观测记录的24颗彗星轨道,发现其中1531年、1607年和1682年的三颗彗星在出现方法、运行轨道和时间间隔卜右着惊人的相似之处,遂于1705年断定沂几颗彗星是同一颗彗星的反复出现,并预言,这一彗星将在1758年再度出现在空中,并且每隔76年将出现一次。后来,哈雷的预言得以证实,该彗星在1758年的圣诞之夜果然再次回归,遗憾的是哈雷已于16年前与世长辞,无缘与他会面了。为纪念哈雷的功绩,从此,这颗彗星就被正式命名为“哈雷彗星”。这也是人类第一次。

2.预报归期的彗星

20世纪哈雷彗星有两次回归,第一次是1910年5月,地球在哈雷彗星庞大的尾巴中逗留了好几个小时,亮度如同火星,让人大饱眼福。哈富彗星第二次,1985年~1986年,就远不如上次壮观,直到1986年三四月份,人们才在南半球上空一睹尊容。

这两次回归,使哈雷彗星风靡全球,家喻户晓。中国著名天文学家张鲸哲说:“哈雷彗星1901年回归时,我是8岁学童。彗星横扫天际的奇景,深深打动了我。这个最初的印象对于我以后转学天文并从事小行星的观测研究起了作用。”

对于最关注彗星回归的天文学家和天文学界来说,又是怎样一幅情景呢?

3.彗星是个“脏雪球”

1986年,天文学家已经认识到,彗星实际上是一个由石块、尘埃、甲烷、氨所组成的冰块叫彗核,外表酷似一个深黑色的长马铃薯,就像一个“脏雪球”。它与地球上的小山差不多,如果在上面作“环星旅行”,大约半天就走完了,这样的小个子,远离太阳时在地球上是无法辨认的,当这个“脏雪球”飞向太阳时,太阳的加热作用,使表面冰蒸发升华成气体,与尘粒子一起围绕彗核成为云雾状的彗发和核,合称彗头。彗发又使阳光散射,便形成星云般淡光的长长彗尾。这时,彗头直径可达几十万千米,彗尾长达好几千万千米,变得好似庞然大物,但质量是却小得出奇,绝大部分集中于彗核,只到地球质量十亿分之一。

4.天空三客

彗星可分为沿椭圆形轨道运动的周期彗星,以及沿抛物线和双曲线轨道运动的非周期彗星。周期彗星循着轨道日期性的回到太阳附近来,只有在这时显得亮,我们在地球才容易发现它。周期彗星以200年为界、分为长周期和短周期两种。哈雷彗星是短周期彗星的代表,它的同期是76年,下次它来到太阳附近将是21世纪60年代,犹如美国市场颇受欢迎的儿童运动衫上的字样“哈近看哈雷彗星彗核雷彗星,2061年我将再次看到你”,表达了人们的盼望之情。虽然它是“稀客”一般,但终有回归之时。最短的是恩克彗星,周期3.3年,从1786年发现以来,已出现过50多次,算是“常客”了。而非周期彗星就可以算是太阳系的“过客”,他们可能沿着双曲线和抛物线从遥远的太阳系深处来,在太阳这儿打个弯,就循着另一支“臂”一去不复返了,不知跑到哪处天涯海角去了。