书城童书你不了解的太阳系之谜
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第27章 综合篇(2)

到目前为止,太阳风暴还没有对移动通信产生什么影响。从理论上讲,太阳风暴会对通信质量产生影响,但移动通信都是短距离通信而且属于蜂窝式通信,因此太阳风暴对其的影响要比短波通信小。尽管目前还没发现太阳风暴对移动通讯产生多大影响,但今后会怎样,会不会产生太阳风暴后遗症,现在谁也不敢说,能做的只是继续密切监测太阳活动情况和设备运转情况。

太阳风暴也许是继厄尔尼诺现象之后再次让老百姓和媒体上心的自然现象,但是采访时许多专家对媒体和老百姓的紧张却另有看法。有些专家认为太阳风暴这个词在学术上是不成立的,这是在媒体上出现的一个新词汇,当然现在也已经被大家所接受,但是在理论界它涵盖了很广阔的范围,是一个整体效应,它包括X射线、射电爆发、太阳风和紫外线、耀斑、太阳质子事件和磁暴等。

太阳风暴一般是11年一个周期,目前刚好处于周期的峰年,每个峰期要持续3~4年,在这个阶段太阳活动比较频繁,耀斑也比较多,到达地球的太阳风暴非峰年的话一般只有一两次,而峰年有可能高达十几次。

但目前并不是最严重的一年,1958年应该是历年来最严重的。太阳风暴有可能影响大批变压器的感应电流,严重的话变压器会被烧毁。

1989年3月,加拿大魁北克省就因为太阳风暴,电力突然全面中断,持续时间长达9个小时。但是我国受的影响相对较小,因为我国的地磁纬度较低,最高是漠河地区,大概在50毅,而高纬度一般在60毅以上,诸如北美和欧洲。

太阳风暴影响。比较大的方面有通信、卫星通信以及被广泛使用的GPS全球定位系统。但是太阳距离地球1.5亿千米,它发射出来的射线和粒子也是通过四面八方到达地球的,地球的磁场和臭氧层会拦截许多到地球的射线和电波,所以到达地球的物质已经是大为减弱,能否引起危害就更值得商榷了。

太阳系中的八大行星

原始行星的直径较现在要大几百倍,当然密度也只有现在的几百分之一,这是因为行星的开始阶段含有大量的氢和氦,而只有少量的重元素。随着组成行星的“颗粒”在引力的作用下黏在一起,原始行星中心的重力也加强了,行星不断收缩而变得有较大的密度。而在行星内部,重力使重元素沉向中心,轻元素大多包围在外层。由于太阳连续不断地喷出带电粒子,也就是太阳风,在离太阳较近的类地行星中,受太阳风影响很大,外围的氢元素、氦元素被吹散,脱离了原始行星的控制,这就是为什么类地行星的主要成分是硅、氧、镁、铁等。这些元素来自前一代恒星死亡后,留给未来的富饶“土壤”。

而在距离太阳较远的木星和土星区域,太阳风明显减弱,因此木星和土星基本保留着原始的太阳系成分,氢、氦等轻元素较多,而且体积大,密度小。在更远的天王星和海王星区域,由于距离太阳太远,受太阳引力的束缚小,因此行星的氢、氦等元素也容易脱离行星的势力范围,于是天王星和海王星的成分中重元素较多,密度也较大。而太阳坐镇中央,更大程度地保留了原始星云的成分,即氢和氦。

相信你对月球的陨石坑还有印象,而行星形成时是大天体吸引小天体的过程,就好像陨石撞击月球一样,在引力的召唤下小天体速度越来越快,最后猛烈地轰击大天体的表面。小天体的某些部分由于冲击而被熔化甚至被蒸发了,而大天体的表面会被加热,热量会由于辐射而散失。但是在行星形成时冲击的频率是如此之高,以至行星刚刚形成的脆弱的表面温度上升,达到了熔化的程度,因此科学家们估计行星开始时是以熔化的状态存在的。而当太阳系空间中“大鱼吃小鱼”的游戏因为“小鱼”(小天体)几乎被吃光而仅剩下为数不多的“大鱼”(大天体)时,冲击的过程偃旗息鼓,行星表面冷却下来,最终变成了今天我们看到的模样。为什么最后的八条大鱼——八大行星,不再来一番殊死搏斗呢?这个问题人们还没有搞清楚。也许是它们彼此间的距离太远,没有足够的力量把对方拉过来。

探索彗星形成之谜

太阳、行星和卫星形成了,那么太空流浪儿——彗星又是如何形成的呢?

对于彗星的起源有两种观点。一些人认为彗星是太阳系形成时的一部分,但是它们没有参与行星的形成,也许是因为组成彗星的成分在距离太阳很遥远的地方运动着,虽然它们形成了类似圆盘的结构,并且在引力的作用下,盘内的粒子集聚成各种大小的固体,但是由于附近没有一颗恒星照耀而使其熔化为低温条件下自然形成的冰,因此彗星的成分中包含了冰、干冰和一些固态的有机物。

还有一些人认为彗星是天外来客,是过路的一颗恒星由于与太阳的引力作用,其中的一部分物质发生偏转,以众多碎片的形式进入了太阳的控制区域。

这就是太阳系形成的科学“版本”。虽然存在着许多悬而未决的问题,但是科学家们相信,在人类未来的日子里,一个个关于太阳系诞生的谜团最终会被解开。对于俗世里的芸芸众生来说,也同样会关心科学家们的探索。让我们祝愿学者们的探索会得到应有的回报,因为每个人都有好奇的天性,都需要知道“我是谁?我从哪里来?我要去哪里?”的答案。

恐龙灭绝之谜

大约在2亿多年以前,地球上是爬行动物一统天下的,其中恐龙家族又是这一统天下的赫赫霸主。种类繁多、身躯庞大的恐龙占据了当时的海洋、陆地和天空,那时,整个地球几乎成了“恐龙”的世界。可是,在距今约6500万年前,这些在当时不可一世的巨兽突然在短时期内全部消亡了,与恐龙共同存在的生物中有70%也同时灭绝。是什么原因导致了这场全球性的灾难?

今天的科学家们依据各种发现,对恐龙的灭绝提出了多种假设,如气候大变动说,火山爆发说,哺乳类动物竞争说,超新星爆发说,小行星碰撞说,等等。其中小行星碰撞说认为:

大约在6500万年前,一颗直径为10千米左右的小行星与地球相撞,猛烈的碰撞卷起了大量的尘埃,使地球大气中充满了灰尘并聚集成尘埃云,厚厚的尘埃云笼罩了整个地球上空,挡住了阳光,使地球成为“暗无天日”的世界,这种情况持续了几十年。缺少了阳光,植物赖以生存的光合作用被破坏了,大批的植物相继枯萎而死,身躯庞大的食草恐龙每天都要消耗几百至几千千克植物,它们根本无法适应这种突发事件引起的生活环境的变异,只有在饥饿的折磨下绝望地倒下;以食草恐龙为食源的食肉恐龙也相继死去。1991年美国科学家用放射性同位素的方法,测得墨西哥湾尤卡坦半岛的大陨石坑(直径约180千米)的年龄约为6505.18万年。从发现的地表陨石坑来看,每百万年有可能发生3次直径为500米的小行星撞击地球的事件。更大的小行星撞击地球的概率就更小了。

小行星中真正可能对地球造成威胁的称为潜在危险小行星。它们的轨道与地球轨道的最近距离小于0.05天文单位(约750万千米),直径大于100米。

据估计,具有潜在危险的小行星约有2000颗。

1997年1月20日,中国科学院北京天文台施密特CCD小行星项目组使用北京天文台60/90厘米施密特望远镜在星空发现了一颗潜在危险小行星,这是我国发现的第一颗近地小行星。其轨道与地球轨道的最近距离是0.0001天文单位(约15000千米),是当时的96颗潜在危险小行星中第3颗这么近的。尽管如此,它在今后相当长的时间内(至少在我们的有生之年)不会对地球构成真正的威胁。它被发现后引起国际小行星观测者的极大关注,不仅成为当年被观测次数最多的小行星,也是有史以来被观测最多的暂定编号(1997-BR)小行星之一。捷克天文学家在对它的观测中得到其自转周期为33小时。美国Gold鄄stone天线对其进行了雷达观测。

如果小行星碰撞说是可能成立的假说,那么今后会不会再发生小行星与地球相碰撞的类似事件呢?人类创造的文明世界会不会被小行星撞击而毁于一旦呢?人类怎样才能对此防患于未然呢?这些都是科学家们非常感兴趣因而在积极探讨的问题。

太阳伴侣之谜

在地球漫长的历史上,至少发生过3次90%以上生物灭绝的惨剧,还有7次虽不是绝大多数生物死亡,但至少也有20%~50%的地球“居住者”遭到毁灭。遗憾的是,至今人们还未能找到灾变发生的根本原因。

近来,美国科学家提出一种新的科学设想:太阳并非是孤零零的单星,它还应当有一颗尚未为人所知的伴星(在宇宙中,人们已经发现了许多这样的对偶星球)。他们把设想中的这颗太阳伴侣命名为司报应的女神“尼密吉达”。太阳的这位神秘的伴侣沿着一个长长的椭圆形轨道旋转,长轴大约为2.5光年,即25万亿千米,它每2600万~2800万年才靠近太阳一次。

早在50年前,荷兰天文学家奥尔特就指出:在太阳系遥远边缘的某一位置,有一个由许多较小天体尘埃物质凝集而成的巨大堆聚物——全部彗星的云团,他称之为“奥尔特云团”。如果“尼密吉达”确实存在的话,那么它在接近太阳系时,必须通过奥尔特云团。如此巨大的天体在奥尔特云团的境域内通过,自然有些麻烦,一个要过,一个要阻,于是发生了冲突。在新旧引力的作用下,一些彗星的正常轨道受到干扰,而不得不在自己原有的轨道上被甩出来。于是大量彗星碎片——彗星雨撒向地球,地球上便发生众多生物灭绝的惨剧。这就是地球周期性灾变的根源。十分凑巧的是,地球表层许多假火山口的年龄都是在2600万~2800万年,这正是“尼密吉达”通过奥尔特云团的时间。关于太阳的神秘伴侣“尼密吉达”的假说,至今尚未取得一致的意见。“尼密吉达”是否确实存在,地球上众多生物数次遭劫的“罪魁”究竟是谁,还有待人们进一步去研究探索。

小行星发现之谜

18世纪时,科学家预测在火星与木星间存在着未知行星,但一直没能找到。1801年,意大利天文学家皮亚齐在一次偶然的观察中,在那个备受关注的区域中发现了一颗小行星。后来,人们用罗马神话里收获女神塞丽斯的名字来为这颗小行星命名,这就是谷神星。

人们把发现的4颗比较大的小行星称为“四大金刚”,它们分别为:谷神星、智神星、婚神星、灶神星。小行星不发光,和月亮一样反射太阳的光,它们大部分都很暗,我们用肉眼可以看到的只有一颗,它是6等星,叫做灶神星。谷神星是最初发现的4颗小行星中的老大,直径近1000千米,质量不到地球的1/5000。但如果真的把它放到地球上,它也要占青海省那么大的面积。

2006年,在天文学家同意冥王星被降级为矮行星的大会上,也提出了矮行星的概念。按照矮行星的概念,大部分天文学家都认为最先发现的4颗小行星,至少是谷神星和婚神星,应该属于矮行星,不能再称之为小行星了。

红巨星之谜

现代恒星演化理论认为,当一颗恒星度过它漫长的青壮年期(主序星阶段),步入老年期时,首先将变成一颗红巨星。“红巨星”这个名字,能够很形象地表示出恒星当时的颜色和体积。当恒星处于红巨星阶段时,体积将膨胀10亿倍之多。在它迅速膨胀的同时,它的外表面离中心越来越远,所以温度将随之而降低,发出的光也就越来越偏红。

红巨星是怎样形成的呢?我们知道,所有处于主序星阶段的恒星都像太阳一样,内部不断进行着核聚变。核聚变的结果,是把每4个氢原子核结合成1个氦原子核,并释放出大量的原子能,形成辐射压。此时的恒星,辐射压与自身收缩的引力处在一个平衡状态。当核聚变消耗掉大部分氢时,恒星内部的平衡被打破,中心形成一个氦核,并不断集聚,而周围的氢在燃烧中向外推进,这样便形成了内核收缩、外壳迅速膨胀的红巨星。球状星团中普遍存在红巨星,许多球状星团中最亮的星就是红巨星。

旋涡星系之谜

旋涡星系是目前科学家观测到的数量最多、外形最美丽的一种星系。它之所以叫“旋涡星系”,是因为形状很像江河中的漩涡。

旋涡星系从侧面看,就像一块大铁饼,它的中间凸起,四周扁平。从“铁饼”凸起的部分螺旋式地伸展出若干条明亮的“光带”,它们叫“旋臂”。那里充满了气体,是恒星的篮。如果我们从侧面看旋涡星系,根本就看不到它的旋臂,只能看到一个椭圆形。绝大多数恒星都集中在“铁饼”的中心,旋臂上则聚集了大量的星际物质、气体等。

天文学家通过观察旋臂,能推测出旋涡星系年轻与否:旋臂越是明显松散、星系的年龄就越小,那里将来会有大批的恒星出现;相反,旋臂越模糊紧凑,星系的年龄就越大,那里的大部分恒星都在慢慢地走向衰老。