书城科普青少年应知的100个天文学常识
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第34章 太阳系的另类—小行星(下)

 小行星的起源

还在小行星只被发现三四颗的时候,那位第2、4号小行星的发现者奥伯斯先生,曾提出过一种解释:在火星和木星之间原先存在一颗大行星,由于某种还不清楚的原因,它爆炸了,其碎片就是小行星。这种意见当然不会得到大家的同意。有人责难他,爆炸怎么只产生4个碎片,而且已发现的那几个小行星的形状,为什么还都比较接近圆形,更不要说大行星自我爆炸的能量从哪里来。奥伯斯当然无法回答这些问题。

从20世纪90年代初开始,行星球测器从近处飞越小行星时,先后为我们拍摄了其中几位“代表”的照片,使我们大开眼界。天文学家们有史以来第一次领略了小行星的“风采”,原来它们的“庐山真面目”确实都是千奇百怪的,好像是些从哪里来的碎片似的。从这些方面来看,似乎比较有利于小行星的“爆炸成因说”的观点。但是,大行星究竟为什么要爆炸,爆炸的能量从哪里来等问题,仍然无法说清楚。

关于小行星究竟是从哪里来的问题,除“爆炸说”之外,还有不少种说法,如“碰撞说”,认为那颗假想的大行星是被另一个还不明“身份”的天体或其他什么“东西”撞碎的。另一种比较流行的说法可以称作“半成品说”,即原先在那部分空间的物质,由于缺乏凝聚成为大行星的必要条件,最后形成为数甚多,但都很小的“半成品”天体,即小行星。

近年来,有许多著名天文学家都在倡导“半成品说”。主要有瑞典物理学家阿尔文,前苏联天文学家施米特和我国的天文学家戴文赛。他们认为,在太阳系形成初期,与其他大行星一样,都是从“原始星云”中诞生的,其他大行星都得到了完全的发育,只有这些小行星,不知什么原因而没有成为大行星,便以半成品的散状形式遗留至今。这就是小行星有各种各样形状的原因。

关于小行星的起源,除以上几种著名观点外,还有一些其他假说。如有人认为,这些原本是无家可归的星体,好心的太阳收留了它们。也有人认为小行星是木星抛出的物质形成的。

以上种种假说,还须在科学进一步发展,人们对小行星进一步探索中得到检验。

 小行星对地球的威胁

人们还记得,1937年发现了一颗小行星,命名为赫米斯,它的直径为1.5千米。当年12月30日,赫米斯逼近到距离地球60万千米处。根据计算,它最接近地球时距离可能只有30万千米;也就是说,它是从地球和月球之间穿过,曾给地球造成了可怕的威胁。

30年之后,人们又听到“1968年6月15日,一个星球将与地球相撞”的可怕消息,并引发了一场大辩论。引起争论的就是小行星伊卡鲁斯。它是1949年6月26日由美国帕洛玛山天文台用口径122厘米的施米特望远镜照相发现的。其后,澳大利亚悉尼大学的巴特拉教授在一篇论文中预报:“这是一颗直径1千米,质量为20亿吨的星球,只要它稍许偏离原有的运行轨道,就可能进入与地球相碰撞的路线。如果发生这类事件,那么任何大城市都会被撞得粉碎。”

研究表明,这颗小行星以9千米/秒的速度接近地球,如果它真的偏离轨道与地球相撞,那将是非常可怕的事情。一般认为,美国亚利桑那州沙漠中的巴林杰陨石坑(直径1 265米,平均深度180米),是由一颗直径80米,重200万吨的陨石造成的。伊卡鲁斯的重量达20亿吨,仅从重量考虑,伊卡鲁斯也应具有1 000倍于巴林杰陨石的能量;如果它再以高速度撞向地面,那么所造成的灾害实在不堪设想。当时,有些科学家认为这次发生天体与地球相碰撞的可能性很大。但也有学者反对,认为巴特拉计算的小行星轨道角度有数度之差,发生天体与地球相碰撞的可能性为零。这期间,欧美和日本的新闻刊物一再出现“伊卡鲁斯可能与地球相撞”的报道。到了1968年6月15日这一天,伊卡鲁斯小行星从距离地球630万千米的空间飞奔而去,地球安然无恙,这场争论才得以平息。

2001年12月16日,小行星1998WT24从地球附近掠过,最近距离大约为地月距离的5倍,虽然没有碰撞危险,但天文学家仍然用雷达和望远镜严密监视着这颗近地小行星。

自1994年7月苏梅克—利维彗星撞击木星事件出现以后,有关小行星撞击地球的报道大量出现。排除炒作成分,小行星或彗星撞击地球事件并非不可能发生,但是也没有必要惶惶不可终日,因为国内外一些天文学家对已发现的小行星运行轨道大都做过计算,它们在相当长的时间里不会撞击地球。然而,对这件事也不能掉以轻心。目前,已发现地球附近有100多颗小行星在运行着,还有一些尚未发现的小行星,它们构成了对地球撞击的潜在危险。因此,必须密切注视近地天体的变化情况。

 研究小行星的意义

小行星虽然很小,但是它们在以往的天文学研究中却曾起过重要的作用。譬如,1873年,德国天文学家伽勒利用8号花神星冲日,1877年英国天文学家吉尔利用4号灶神星冲日测定日地距离,都得到了精确的结果。1930—1931年,433号爱神星大冲时,国际天文学联合会组织了空前规模的国际联测,得到了三角测量所能达到的最精确的日地距离数值——14 958万千米。

另外,利用小行星还可以测定行星的质量。当某颗小行星接近大行星时,大行星对它的摄动作用必然影响其轨道,从它轨道的微小变化中可以算出行星的实际质量。1870年,天文学家利用29号小行星“爱姆菲特列塔”接近木星之机,所测得的木星质量为太阳质量的1/1 047,今天天文学家仍在采用这个数值。水星、金星、土星、火星等行星的质量均是利用小行星测定的,测出的值有相当高的准确度。

小行星还为研究太阳系起源和演化提供重要线索。按照现代太阳系形成理论,太阳系是在46亿年前由一团混沌星云凝聚而成的。而当初星云形成太阳系的具体过程已无法从地球或其他行星上找到痕迹了,只有小行星和彗星还保留着许多太阳系形成初期的状态,因此它们被天文学家称为太阳系早期的“活化石”。