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第4章 科幻太空——揭秘奇幻绚丽的太空(3)

星座的运动

星座看起来随着天球运动是由于地球自身的运动引起的,其中对星空变化较为显著的乃地球的自转和公转。由于地球自转,星空背景每天绕天轴转动一圈;星空也随着季节的变化而缓慢变化,经过一年之后,星空与一年之前的星空几乎一致。地球自转的旋转轴还有一个称作进动的长周期运动,其周期大约为25765年。这种运动引起北极点在恒星背景中的周期性漂移,这在天文学上称为岁差。在短时期内对星座的粗略观测可以忽略这种运动。

恒星都在做着高速移动。恒星的运动都可以分解为两者连线方向的径向速度和与之垂直的自行,其中自行会改变恒星在星空中的视位置。由于恒星距离地球太远,一般可以认为恒星在太空的位置是固定的。

极光是宇宙发出的聚光灯

极光是由于太阳带电粒子(太阳风)进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极称为南极光,在北极称为北极光。

近观北极光

北极区的冬夜十分寒冷,观察者支起相机等待极光。晚上8点过后,突然在北方的天空出现一抹淡淡的白色光带,几分钟后,它慢慢地消失了。

一会儿,在方才出现的光带附近,又出现一抹光带,也是东西走向,在开始出现的一头有个亮边,似乎在变化,变亮。粗看整个光带像中国书法那漫不经心的一抹,头重尾轻。细看光带中间有发亮的竖纹,在慢慢移动,几分钟左右开始变暗。

突然,几乎就在头顶上,一片宏大的光幕垂了下来,强烈的黄白色的光把地面灌木丛的影子都显出来了。霎时山坡的森林,地面的楼房,都显得渺小了。它横贯半个天空,看它远处一端,好像直落地面。

这个带状的巨大光幕在慢慢地游动,一些细小的光束又在整个光带内扭动、弯曲和漂移。大光带一边运动,一边改变容貌,一会儿折叠起来,一会儿又展开,再一会儿分成了两束。一束由一条像游龙似的光带变成垂满半个天空的卷曲的幕布,幕布下部边缘还像镶了一个亮边。

在10分钟内整个演出可以由左半个天空移到右半侧,但是无论怎样变化,它连成一体并不破裂。整个过程历时约20分钟。随后它慢慢变淡、消失,最后在夜空留下淡得几乎看不出来的一片白色的残迹……

极光闪过的地方

高纬度的地球两极附近地区,比如欧洲北部的挪威、瑞典等国家,一年之中能见到极光几十次,见多不怪。在中纬度的我国东北、内蒙古、新疆一带,有时偶尔也出现极光,这往往引起人们的恐慌与议论。

1982年6月18日晚10时10分前后,在内蒙古化德等几个县和河北省北部的隆化等几个县,人们都看到了耀眼的白色弧形的北极光,历时20分钟左右。

特别强大的极光有时候在中、低纬度地区也能看到,比如1859年9月1日,在低纬度的夏威夷群岛,人们就曾看到过极光。1872年2月4日在低纬度的印度孟买也曾出现过极光。这是因为特大量的带电粒子流射入大气层时,会形成大气里的附加电流,从而产生磁场。这个附加电流所产生的磁场会扰乱地磁场,影响地磁场的方向,在这种情况下极光就不仅发生在地球的两极附近,在中、低纬度地区也会出现。

当然,这种机会是极少极少的。其实极光不仅发生在夜里,白天也能产生,只不过由于白天太阳光很强,极光被太阳光湮没了,人们看不见罢了。

太阳是一个庞大而炽热的气体球,它的表面温度在6000℃以上,中心温度更是高达1550000℃以上。太阳的内部进行着像氢弹爆炸那样的热核反应,经常处在激烈的活动中。

太阳内部活动特别激烈的时候,太阳表面能激起很高很高的旋涡,远远看去,太阳上出现了点点黑影,人们叫它太阳黑子。

出现太阳黑子或者太阳黑子特别多的日子,这种带电粒子流会大量产生。当这些带电粒子流的一部分射进地球外围稀薄的高空大气层时,大气中的氧、氮、氢、氖、氦等气体分子或原子受到来自太阳的带电粒子流的冲击和激发,就发出不同颜色的光,于是出现了极光。

火星上的干冰世界

太阳系由内往外数的第四颗行星是火星,属于类地行星,在西方称为战神玛尔斯,中国则称为“荧惑”。火星基本上是沙漠行星,地表沙丘、砾石遍布,没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,沙尘悬浮其中,每年常有尘暴发生。火星的两极确有水冰与干冰组成的极冠,并且会随着季节消长。

探索火星面貌

火星是距太阳第四近,太阳系中第七大的行星。公转轨道离太阳227940000千米。火星在西方得名于神话中的战神,或许是由于它鲜红的颜色,所以火星有时被称为“红色行星”。在希腊人之前,古埃及人曾把火星作为农耕之神来供奉。后来的古希腊人把火星视为战神阿瑞斯,而古罗马人继承了希腊人的神话,将其称为战神玛尔斯。北欧神话里,火星是战神提尔。中国神话里火星又称“荧惑星”,是一个预言亡国和灾难的妖怪,由于火星呈红色,荧光像火,在五行中象征着火,它的亮度常有变化;而且火星在天空中运动,有时从西向东,有时又从东向西,情况复杂,令人迷惑,所以我国古代叫它“荧惑”,有“荧荧火光,离离乱惑”之意。在史前时代火星就已经为人类所知。由于它被认为是太阳系中人类最好的住所(除地球外),因而受到科幻小说家们的喜爱。但可惜的除了那条著名的被罗威尔“看见”的“运河”以及其他一些什么外,都只是虚构的。

火星的两极永久地被固态二氧化碳(干冰)覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的,它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升华,留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从未完全消失过,所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层。这种现象的原因还不知道,但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面较深处也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25%左右。但是最近通过哈勃望远镜的观察却表明海盗号当时勘测时的环境并非是典型的情况。火星的大气现在似乎比海盗号勘测出的更冷、更干了。

冰与水的交际

一般来说,在火星的低压下,水无法以液态存在,只在低海拔区可短暂存在。而冰倒是很多,如两极冰冠就包含大量的冰。有人声称,火星南极冠的冰假如全部融化,可覆盖整个星球达11米深。另外,地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约60°的地方。因此推论会有更大量的水冻在厚厚的地下冰层,只有当火山活动时才有可能释放出来。史上最大的一次火山爆发是在水手谷形成时,大量水释出,造成的洪水刻画出众多的河谷地形,流入克里斯平原。另一次较小但较近期的一次,是在五百万年前科伯洛斯槽沟形成时,释出的水在埃律西姆平原形成冰海,至今仍能看见痕迹。对于火星上有冰存在的直接证据2008年6月20日被“凤凰号”探测器发现,凤凰号在火星上挖掘发现了八粒白色的物体,当时研究人员揣测这些物体不是盐就是冰,而四天后这些白粒就凭空消失了,因此这些白粒一定是升华了,而盐不会有这种现象。

并且,在火星全球勘测者所拍摄的高分辨率照片中就显示出有关液态水的存在。尽管有很多巨大的洪水道和具有树枝状支流的河道被发现,但是未发现更小尺度的洪水来源。推测这些河道可能已被风化侵蚀,表示这些河道是很古老的。火星全球勘测者高解析照片也发现数百个在陨石坑和峡谷边缘上的沟壑。它们趋向坐落于南方高原、面向赤道的陨石坑壁上。因为没有发现部分被侵蚀或被陨石坑覆盖的沟壑,推测他们应是非常年轻的。短短6年,这个沟壑就出现了新的白色沉积物。美国航空航天局火星探测计划的首席科学家麦克·梅尔表示,只有含大量液态水才能形成这样的样貌。而水到底是出自降水、地下水或其他来源,至今仍是一个疑问。不过有人提议,这可能是二氧化碳霜或是地表尘埃移除造成的。另外一个关于火星上曾存在液态水的证据,就是发现了特定矿物,如赤铁矿和针铁矿,而这两者都需在有水环境才能形成。2008年7月31日,美国航空航天局科学家宣布,凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生,也有可能是被太阳烤干了,因为火星离太阳近,从而最终确认火星上有水存在。

2000年,美国于南极洲发现了一块火星陨石,编号为ALH84001,这是一块碳酸盐陨石。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石结构,有人认为这可能是火星生命存在的证据,但有人认为这只是自然生成的矿物晶体。但直到2004年,争论双方仍然没有任何一方占据上风。“维京号”曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验限于维京号的着陆点并给出了阳性的结果,但随后即被许多科学家所否定。由于火星同其他行星相比,火星最像地球,所以,将来人类若对外星移民,它很可能是我们的首选地点。科学家们确信,火星上曾经确实存在过水,且有可能曾经有过生命出现。

天下陨石之谜

2010年,浙江省庆元县民间流传道:庆元县松源镇下滩村的小溪里发现了不少“陨石”,更重要的是这些“陨石”很值钱,可与黄金媲美,在国外每克可以卖到20~50美元,一时间,挖石人蜂拥而至,有背锄头的,有扛钢钎的,甚至有人开来了挖掘机,小山村沸腾了,最多时有上百人同时开挖,似乎谁都不想错过这发财的好机会。

神秘陨石降落人间

在火星和木星的轨道之间有一条小行星带,它就是陨石的故乡,这些小行星在自己轨道运行,并不断地发生着碰撞,有时会被撞出轨道奔向地球,在进入大气层时,与之摩擦发出光热便是流星。流星进入大气层时,产生的高温、高压与内部不平衡,便发生爆炸,就形成陨石雨。未燃尽者落到地球上,就成了陨石。科学家们说,我们地球每天都要接受5万吨这样的“礼物”。它们大多数在距地面10~40公里的高空就已燃尽,即便落在地上也难以找到。它们在宇宙中运行,由于没有其他的保护,所以直接受到各种宇宙线的辐射和灾变,而其本身的放射性加热不能使它有较大的变化。对于它的研究范围有着相当广阔的领域,比如高能物理、天体演变、地球化学、生命的起源等。近年来,科学家们在二三十亿年前的陨石中大量发现原核细胞和真核细胞。因此科学家断定,在宇宙中甚至是太阳系在45亿年前就有生命存在。在含碳量高的陨石中还发现了大量的氨、核酸、脂肪酸,色素和11种氨基酸等有机物,因此,人们认为地球生命的起源与陨石有相当大的关系。目前世界上保存最大的铁陨石是非洲纳米比亚的戈巴铁陨石,重约60吨;其次是格林兰的约角1号铁陨石,重约33吨;我国新疆铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石;世界上最大的石陨石是吉林陨石,以收集的样品总重为2550公斤,吉林1号陨石,重1770公斤,是人类已收集的最大的石陨石块体。

神秘陨石的鉴定

鉴定一块样品是否为陨石,可以从几个方面考虑:外表熔壳——陨石在陨落地面以前要穿越稠密的大气层,陨石在降落过程中与大气发生摩擦产生高温,使其表面发生熔融而形成一层薄薄的熔壳。因此,新降落的陨石表面都有一层黑色的熔壳,厚度约为1毫米。

表面气印——由于陨石与大气流之间的相互作用,陨石表面还会留下许多气印,就像手指按下的手印。

内部金属——铁陨石和石铁陨石内部是由金属铁组成的,这些铁的镍含量很高一般是5%~10%,并且,球粒陨石内部也有金属颗粒,在新鲜断裂面上能看到细小的金属颗粒。

磁性——正因为大多数陨石含有铁,所以95%的陨石都能被磁铁吸住。

球粒——大部分陨石是球粒陨石,它的含量占总数的90%,这些陨石中有大量毫米大小的硅酸盐球体,称作球粒。在球粒陨石的新鲜断裂面上能看到圆形的球粒。

比重——铁陨石的比重远远大于地球上一般岩石的比重。而球粒陨石由于含有少量金属,其比重也较重。

科学家说,按照地球形成理论的说法,地球上的贵金属早已沉入地核,人类不可能开采出大量的黄金。但如今已开采出的大量黄金和其他贵金属从何而来呢?英国布里斯托尔大学最近对地球上最古老岩石进行的超高精度分析证明,这些贵金属是地球形成两亿多年后,随陨石落到地面的。科学家断定,这些多出来的贵金属来自陨石雨的撞击。为了检验这一理论,科学家对来自格陵兰近40亿年前的古老岩石进行了分析,其地质年代恰好处于地核形成后不久,当时地球被2000亿吨的陨石物质轰击,结果发现,现在经济社会和关键工业中的大部分贵金属,都来自陨石的“轰炸”。

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