书城童书难以想象的天文奇观
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第13章 璀璨的星球(4)

波得为此向其他天文学家们呼吁,希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。一些热心的天文学家便立刻响应号召开始了搜索。然而好几年过去了,依然毫无结果。但正当大家有点灰心,准备放弃这种漫无边际的搜寻工作时,1781年,英国天文学家赫歇尔于无意中发现了太阳系的第七大行星一一天星。

使人惊讶的是,天王星与太阳的平均距离为19.2个天文单位,若用提丢斯一波得定则一算,得出的结果是:(192+4).10=19.6,这个定则数值与实际距离竟然符合得近乎天衣无缝。这一下子,定则的地位陡然高涨,几乎是所有的人对它都笃信无疑,而且完全相信在“2.8”空缺位置上,一定存在一颗大行星,只是方法不得当,所以才一直没有找到它。可是,很快十多年又过去了,还是杳无音信。

直到1801年初,一个惊人的消息才从意大利西西里岛传出,目卩里的一处偏僻天文台的台长皮亚齐在一次常规观测时,发现了一颗新天体。经过计算,它的距离是2.77个天文单位,与“2.8”极为近似。新天体被认为就是那颗好多人在拼命寻找却一直没有找到的天体,并被命名为“谷神星”。接着,谷神星的直径被测定了出来,是700多千米(后经重新测定为1020千米),这可把大家弄糊涂了,怎么能不是大个子行星,而是小个子行星呢?

但令人震惊的事情还在后头呢。第二年,即1802年2月,德国医生奥伯斯又在火星与木星轨道之间发现了一颗行星一一智神星。除了略小之外,智神星在好些方面与谷神星相差不多,距离则基本一致,接着人们又发现了第三颗行星一婚申星和第四颗行星一灶神星。到最后,前前后后发现并已登记在案的小行星总数竟有4000多颗(据估计总数最后会达到150万颗),它们都集中在火星与木星之间的一个特定区域里,即所谓的“小行星带”,该带的中心位置正好符合提丢斯一波得定则为什么大行星变成了150万颗小行星?当时便有人猜测:是不是因某种人们暂时无法知晓的原因使原本存在的大行星爆炸了?后来,1846年和1930年,海王星和冥王星先后被发现,这两次发现对提丢斯一波得定则来说都是挫折。

那么,提丢斯一波得定则到底有什么意义呢?这个问题引起了众多科学家旷日持久的争论,同时对于行星大爆炸的机制是什么,究竟是一种什么能量竟能使一颗大行星产生四分五裂的大爆炸,定则也完全无法说清。最终,“提丢斯一波得”定则连同“2.8”处行星大爆炸之谜,一起成为了一两百年来人们孜孜以求的世纪之谜。

最近,中国青年陈清贫对这一世纪之谜提出了自己的假说。经过十几年的思索和模拟、演算,他得出了一个大胆的结论:这颗大行星就是玛雅人曾居住的“摇篮”,它的消失是行星大碰撞的结果!他认为大约6500万年前,太阳系内存在着十大行星,它们分别是水星、金星、地球、火星、玛雅星、木星、土星、天王星、海王星和X行星。至于居于2.8个天文单位的玛雅星则正繁衍着一代高度的文明。当时玛雅星人已在火星、地球、金星上建立了自己的生态基地,具备了星际移民的能力。同时,他们发明并利用了中微子通信技术、反重力技术、无错位技术等。那时,他们的生活和平安详,一切都有条不紊,按部给出的数据。

就班,他们完全不知即将遭遇的灭顶之灾。

6500万年前,一颗直径超过1万千米,质量超过50亿亿吨的大行星(或者就是太阳系第十大行星,或者是另一个懒惰星系统里的行星,或者根本是一颗流浪星)在某种能量的牵引和太阳引力的作用下,以每小时20万千米的高速冲进了太阳系。它首先遭遇的是海王星。那时,海王星的八颗卫星正在近海点运行,而原冥王星及原冥卫一“卡戎”却正一左一右在远海点运行。

第一场遭遇战的结果是:大行星与海王星发生了猛烈地擦肩相撞,而且它一举击碎了海卫九和海卫十,扰动了海卫二(使海卫一轨道偏心率变为0,运行逆向,并使海卫二的轨道偏心率达到了0.了5,

远远超过了太阳系内的其他所有的卫星和行星),冲击导致海王星脱离了当时的轨道,使其带着八颗卫星和两颗卫星的残片(后形成海王星环)紧跟大行星向太阳系内部运。

至于原冥王星和原冥卫一“卡戎”却因正在远海点运行,又受大行星撞碎两颗海卫的冲击波和冲击碎片的影响,等它们分别返回近海点时,海王星已“远走他乡”。这两个“难兄难弟”只得相互“依靠”起来(冥卫一的自转和绕冥王星运动的周期都是6.39日,而冥王星自己的自转周期也恰好是6.39日。这种妙不可言的周期关系,在太阳系里独此一家)。而“远走他乡”的海王星本身,则大约在弧线飞行直线距离13.5亿千米后,完全摆脱掉了这颗大行星的冲击摄动力,从而停留在新的轨道上继续围绕太阳旋转(在如今的30.2个天文单位处)。

那颗肇事大行星第二个遭遇的是天王星。它在低空横穿天王星轨道时,将天王星的一部分物质“拉”了出来,被“拉”出来的物质在脱离天王星本体一段时间之后,又因受天王星的引力作用而重新砸向了天王星,结果砸歪了天王星的自转轴。随后,大行星一举撞碎了一颗土卫,从而演变成了今天的土星环,又撞歪了土卫九,使其成为了土星庞大卫星系统中唯一的一颗逆行卫星。

除此以外,大行星大概仍觉“意犹未尽”,它横冲直撞到了木星区域的最外层,结果把部分卫星撞得“晕头转向”,使木卫六、木卫七、木卫八、木卫九、木卫十、木卫十一、木卫十二、木卫十三脱离了原先行星赤道面内的轨道,同时使木卫八、木卫九、木卫十一、木卫十二运行逆向。至此,一路“冲冲撞撞”而来的大行星已略微改变了一下航向。结果歪打正着,它把最后的撞击点毫无误差地直指繁衍着一代高度文明、当时太阳系内的第五大行星一玛雅星。

可以想象,大祸临头之际,玛雅星人大概会采取如下的自救措施一经反复核算无误后,整个玛雅星都紧急动员了起来,全球通力合作,倾一星之力聚集了几乎所有的热核武器对大行星进行了定向位移爆破,试图使大行星略微改变航向。只是大行星的个头太大,惯性冲击力又太强,所以整个计划基本以失败而告终。当无可奈何的玛雅星人最终感觉此路不通时,他们已消耗了大量宝贵的物力和能源。

最后的星际移民,只有少数的玛雅星人得以先后移民到撞击面后方的火星、地球和金星的生态基地上。玛雅星人也真是祸不单行。数日后,在亿万玛雅星人惊恐的注视下,两星终于发生了灾难性相撞。

大行星把玛雅星撞成了无数个碎片,自身也四分五裂,其中大的就形成了谷神星、智神星、婚神星、灶神星和义神星等着名的小行星;而部分小碎片则呈放射状地向撞击面后方飞射而出。无数的小碎片在火星上形成了炽烈的流星雨。全球温度的升高首先将火星上的冰川融化,从而在火星上形成了无数条汪洋恣肆的河流,但接踵而至的持续不断的高温和冲击,又很快将火星上的浩淼大水、万顷碧波全部蒸发殆尽,只留下如今突然中断的大小河床故道。但这又无法形成海、湖、潭等容积的大规模遗迹。

金星亦未能逃脱这次厄运,一块大碎片在飞掠火星轨道、地球轨道后,一头撞到了金星上,结果使金星自转发生了方向性变化。同时,另一块直径约12千米,重达14万亿吨的碎块被撞向了地球,并不偏不倚地撞击在了地球的表面上(玛雅星人此时已无力摧毁这些碎块了)。

结果,地球好像一下子受到了数以百计的氢弹袭击,遭到了严重的创伤。被抛起的尘埃在地球上形成了厚厚的云层,地面变暗、变冷,依赖于阳光的植物大量枯萎、凋谢、死亡。地球上的全部生物的3/4很快衰落,已“统治”地球1.5亿多年的恐龙同时也遭受到了灭顶之灾,短时间内便很快销声匿迹直至灭绝。

这样,移民到地球的玛雅人必然再次遭受重创。不过他们在丧失大量人员后顽强地生活了下来,6500万年间创造了灿烂的史前文明。之后,他们又多次遭受诸如地极地磁逆转、大西洲沉没等一系列灾难性、毁灭性打击,但他们一息尚存,绵绵不绝。最后一批生活在中美洲尤卡坦半岛上的玛雅人依然保留了关于玛雅星的编年历,他们巧妙地使用了将卓尔金年和地球年协调并用的古老历法,以示对“故星”刻骨铭心的怀念之情。

如果真如这种猜测一样,玛雅人就是玛雅星移民,3卩么他们知道天王星、海王星也就不足为怪了。如今,玛雅星文明的辉煌虽然早已消失在历史流动的长河之中,但是它的光芒是永存的,它像一位不可思议的先知,给我们以警示,并时时启发着人类,给人类以探索的渴望。

神秘的天体怪星

20世纪30年代,天文学家在观测星空时发现了一种奇怪的天体,它既是“冷”的,只有两三千摄氏度,同时又是十分热的,达到几十万摄氏度。也就是说,冷热共生在一个天体上。1941年,天文学界把它定名为“共生星”。它是一种同时兼有冷星光谱特征(低温吸收线)和高温发射星云光谱(高温发射线)的复合光谱的特殊天体。几十年来已经发现了约100个这种怪星。许多天文学家为解开怪星之谜耗费了毕生精力。

最初,一些天文学家提出了“单星”说,认为这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星,周围有一层高温星云包层。红巨星属于一种比较晚期的恒星,它的密度很小,体积比太阳大得多,表面温度只有两三千摄氏度。可是星云包层的高温从何而来呢?人们无法解释。

太阳表面温度约有60000摄氏度,而它周围的包层一日冕的温度却达到百万摄氏度以上,能不能用它来解释共生星现象呢?

有人提出,日冕的物质非常稀薄,完全不同于共生星的星云包层。因此,太阳不算共生星,也不能用来解释共生星之谜。

也有人提出了“双星”说,认为共生星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星组成的双星。但是,当时光学观测所能达到的分辨率不算太高,其他观测手段尚未发展起来,人们通过光学观测和红移测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这些正是确定共生星是否为双星的最基本物质特征之一。

近些年,天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明,不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动,这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有很高的空间分辨率的射电波段进行探测,查明了许多共生星的星云包层结构图,并认为有些共生星上存在“双极流”现象。现在,大多数天文学家都认为,共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星,以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。

有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型:共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀,其物质不断外溢并被邻近的高温矮星吸积,形成一个巨大的圆盘,即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远,我们区分不出它们是两个恒星,而看起来像热星云包在冷星的围。

有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座Z型星是这类星中比较典型的,这是由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统,经常爆发,爆发时亮度可增大数十倍。它具有低温吸收线和高温发射线并存的典型的共生星光谱特征。

天文学家指出,对共生星亮度变化的监视具有重要意义。通过不间断地监视可以了解其变化的周期性、有没有爆发,从而有助于揭开共生星之谜,这对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个谜看来还需要付出许多艰苦的努力。

让人困惑的类星体

1960年,美国天文学家桑德奇用当时世界上最高倍的天文望远镜观察到一个名叫3C48的射电源;但是随后人们又发现,其实它并不是一个射电星系,而是一颗颜色发蓝的暗星。它的光谱中有一些又宽又亮的发射线,这些发射线在光谱中所处的位置很奇特,以至在长达3年之久的时间里,竟然无人能辨认出。

1963年,另一位旅美荷兰天文学家施密特,又发现了距离我们有23亿光年并且与3C48相类似的天体3C273。施密特在对3C273的光谱进行详细研究分析后,发现它们不过是普通的氢光谱线,因而可以确定在这个天体上,并没有什么地球人未知的新元素。

然而与其他天体元素所不同的是,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”。当一颗恒星背我们而去时,从地球上看,恒星的光波频率会降低,波长会变长,这就是红移现象。红移值越大,则恒星离去速度越大,与我们距离越远。一般恒星发生这种红移现象时,移动的数量很小。可是这个星体的红移量非常大,比一般恒星的红移要大上几百倍甚至上千倍。

这种新型的天体即使用最大的天文望远镜观测,绝大多数也仅仅呈现为恒星似的微小光点。根据美国天文学家哈勃在1929年总结出来的规律,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。这种巨大的红移表明它们是极遥远的河外天体。按照哈勃定律,可以推测出这些天体远在年年以。

当初,天文学家们正是因其貌似恒星而实非恒星,便将它们命名为“类星体”,意即“类似恒星的天体”。不过,后来发现有些类星体的周围有微弱的星云状包层,还有一些有喷流状结构,因此其外观与恒星并不完全相似,所以严格说来,“类星体”这个名称已经不能算名副其实了。

如今,多数天文学家认为,类星体乃是星系一级的天体,它们可能是某些活动剧烈的星系的核心部分。经过科学家们的研究,类星体的发光能力极强,比普通星系要强上千百倍,例如3C273亮度为12.8星等,若把太阳放到其位置上,我们根本就观测不到,因此类星体得到了“宇宙灯塔”的美名。更令人们吃惊的是,类星体的体积很小,直径仅有普通星系的十万分之一甚至百万分。

为什么在这样小的体积内会产生这么大的能量?这一问题使得科学家们兴趣倍增而又大伤脑筋。起初人们难以对它的能量来源作出解释,便将此称为类星体的“能源困难”。近年来,种种假说接踵而来。