人類未解之謎之: 遠離我們的那些星球

大千世界,無奇不有,大家好。歡迎來到盾嗲獵奇。

前幾天我們所說的都是離我們比較近,比較熟悉的幾個星球,這些星球我們現在可以利用自己的科技進行探索,但是今天我們要說的就是離我們比較遠的星球了,這些星球我們都只能透過觀察、計算、推理等去了解。

金星上的廢墟之謎

據人類目前觀測得到的資訊,金星的自然環境比起火星來要嚴酷得多。金星表面溫度可達到近500℃,它的大氣層中含有90%以上的二氧化碳,空氣中還經常落下毀滅性的硫酸雨,特大熱風暴比地球上12級颱風還要猛烈數倍。從1960年到1981年,美蘇雙方共發射近20個探測器,仍未認清濃厚雲層包裹下的金星真面目。

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金星

1989年1月,蘇聯發射的1枚探測器穿過金星表面濃密的大氣層用雷達掃描時,驚奇地發現金星上竟然分佈有兩萬座城市的遺蹟!

科學家經過辨認發現,這些城市遺蹟擺成了一個很大的馬車輪形狀,其間的輻射狀大道連線著中央的大城市。其中每座城市都是一座巨型金字塔,全部沒有門窗,估計出入口開設在地下。科學家認為,這種金字塔式的城市可避高溫、防嚴寒,風暴也奈何不了它。

起先,科學家們見到這些傳回地球的照片,以為上面出現的城市廢墟可能是大氣層干擾造成的幻象,或是飛船儀器有問題。但經過深入分析後,他們發覺那確是一些城市遺蹟,由一種絕跡已久的智慧生物留下來的。

裡賓契訶夫博士在會上說:“那些城市全散佈在金星表面,我們很希望知道是誰建造了它們。”這位蘇聯科學傢俱體介紹說:“那些城市皆是倒塌狀態,顯示出它們已建成有一段極長的日子……目前那裡沒有任何生物,所以保守的說,那裡的生物已經絕跡很長時間了。”

聯絡到金星上發現的作為警告標誌的垂淚的巨型人面建築——“人面石”,科學家們不得不把金星與火星看成是一對經歷過文明毀滅命運的“患難姊妹”。

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金星表面遺蹟圖片

金星在800萬年前曾經經歷過地球現今的演化階段,那個時候可能有智慧生物存在。但是由於大氣成分急劇變化,二氧化碳佔了絕對優勢,金星上的溫室效應瘋狂暴發,大量水源蒸發成雲氣或散失,導致金星的生態環境徹底改變,最終生命滅絕。

倒塌的金星城市中,究竟會隱藏著怎樣的更加難以捉摸的秘密呢?受金星上自然條件的限制,目前人類不可能登上金星進行實地考察,這隻有等待人類未來的實地探測了,但願這一天並不遙遠。

天狼星變色之謎

在古羅馬,每年7月,當天狗星從晨曦中的地平線上出現時,人們總要獻上紅毛的狗,作為他們的祭品。他們的詩人寫道:“火星閃爍著溫和的紅光,而天狗星的紅色卻比它更強。”很多有名的古典作家都把天狗星的光芒描寫成紅色。甚至在公元前1 000年以前,巴比倫人也用他們的楔形文字記錄下這顆星的顏色是紅色的。

天狗星即我們今天常說的天狼星。天狼星是大犬星座中最亮的星,也是目前人類肉眼所能觀測到的最亮的恆星。它和地球相距8。7光年,是離我們較近的恆星之一。今天人們所看見的天狼星是白色的,但為什麼在古巴比倫、古希臘和古羅馬的典籍中記載的天狼星卻是紅色的呢?

有的科學家認為,古代天文學家是在天狼星接近地平線時觀察它的,正如落日一樣,天狼星也因地球大氣的折射而呈現紅色。所以,天狼星呈現紅色是由於大氣折射所造成的視覺假象。

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天狼星

不過,科學界最不缺乏的就是爭論。德國的兩位天文學家斯蒂勞瑟和伯格曼對這種傳統的說法提出了異議。

他們認為,在不同時期、不同國度的人們所看到的天狼星都呈現紅色,這說明天狼星一定發生過重大變化,而不會是他們全都犯了視覺錯誤。

那麼,剩下的問題就是要論證天狼星發生了什麼樣的變化。1844年,德國天文學家貝塞爾發現,天狼星在天穹中運動的軌跡呈波紋狀,並非像其他恆星那樣直線前進。貝塞爾於是推斷說,天狼星實際上是個雙星,它們之間的相互引力使得天狼星一邊旋轉一邊前進,所以看起來才像沿著波紋狀的路線移動。當時,人們還無法觀測到天狼星的那個伴星在哪裡。直到1862年,美國天文學家克拉克在檢驗用當時最大的透鏡做成的望遠鏡的效能時,才在明亮的天狼星旁邊發現了一個微弱的光點,它正好在預先推測的天狼星伴星的位置上,這一發現證實了貝塞爾的預言。

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天狼星

天狼星本身亮度有限,它的伴星左右著它顏色。這顆伴星是一個白矮星,白矮星是天體中一種變化較快的巨星,它的前期階段是紅巨星,相當明亮。隨著內部燃料逐漸耗盡,它就會暗下來,這個過程大約需要幾萬年的時間。所以,天狼星的伴星在紅巨星階段時,天狼星在人們眼中就是又紅又亮的星,而隨著伴星變成白矮星,天狼星也就會跟著改變顏色。

假如真是這樣的話,那麼天狼星伴星的演變速度之快是在令人驚奇,僅僅在2 000年左右的時間裡,它就從紅巨星變成了白矮星,這在恆星演化史上是絕無僅有的。

然而也有科學家認為,天狼星演變為白矮星的過程可以是逐漸的,也可以是突然塌縮的。這取決於天狼星的原來質量。如果說天狼星是突然塌縮的,那麼這個過程應伴隨有一次天狼星的大爆發,並且丟擲它的大部分星體物質到空間。但是我們卻觀察不到這次爆發的任何蛛絲馬跡。例如我們應該觀察到圍繞著天狼星有一個向外擴張的氣體雲環。而且,天狼星的爆發肯定會引起天狼星在幾個星期或者幾個月中突然變得十分耀眼,在地球上必定能夠觀察得到。但是到目前為止,關於這次爆發的記載沒有找到,所以天狼星變色之謎依然會吸引人們繼續探索。

土星

光環之謎

土星在古代被叫做“鎮星”或“填星”,它運動遲緩,被人們視為掌握時間和命運的象徵。羅馬神話中稱之為“第二代天神克洛諾斯”。無論是東方還是西方,人們都把這顆星和與人類密切相關的農業聯絡在一起。

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土星

土星是太陽系第二大行星。它與鄰居木星十分相像,有著美麗的光環,表面也是液態氫和氦的海洋,上方同樣被色彩斑斕的雲帶所繚繞。它帶給人們無限的遐想,它到底由什麼組成,又是怎麼形成的呢?

早在17世紀初,義大利科學家伽利略用原始天文望遠鏡觀測土星時就發現土星旁有東西,就像土星長出了“耳朵”。伽利略的望遠鏡只有32倍,只能望到土星光環的三、四層。

半個多世紀後,惠更斯用更加精良的望遠鏡看清了土星外側的東西——“有環圍繞,既薄且平,不和土星接觸,而與黃道相交”。

那麼,土星環到底是什麼呢?17世紀的天文學家卡西尼認為,它們像鐵圈一樣,是平滑的實心環。18世紀的法國天文學家拉普拉斯則認為,它們是排在一起的一系列薄環。1855年,麥克斯韋提出,光環是由無數比較小的隕星粒子組成的,這些粒子在土星周圍排列緊密,所以被誤認為實心環。

1980年11月,“旅行者1號”探測器近距離觀測了土星環。向地球拍發回來的電子攝影密碼,由美國管制站收到後,用電腦將密碼數字代表的顏色、形狀,一粒一粒地砌了出來。放在電視熒幕上,就是我們現在看到的美麗無比的土星真面目。

土星的光環主要由碎冰塊、岩石塊、塵埃、顆粒等物質構成,它們排列成一系列的圓圈,繞著土星旋轉。這些光環極薄但很寬,雖然厚不到1千米,卻從行星表面朝外延伸約420 000千米。土星的光環不是一個整體,它包含7層小環,環外沿直徑約為274 000千米。

美國“旅行者1號”探測器對土星光環做過近距離觀測,發現土星光環的整體形狀像一張巨大的密紋唱片,從土星的雲層頂端向外延伸。光環的7層小環中,最明亮、寬闊的是A環與B環,在A環與B環之間有一圈黑暗的寬縫,它就是有名的卡西尼環縫。距離土星最近的、亮度最暗的是D環,透明度最高的是C環,A環以外有F、G、E三個環,其中E環處於最外層,十分稀薄和寬廣。內環轉速最快,外環最慢。

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土星

土星的光環除了7層小環外,還有更多數不清的細環。這些細環有的很完整,有的卻有些殘缺。讓人眼花繚亂的是,光環呈現螺旋轉動的波浪狀,還有的環呈不對稱的鋸齒狀、輻射狀,有的光環甚至像辮子一樣互相交纏著,科學家們對此十分驚異。

那麼,是什麼力量將這許許多多的物質約束在細若一線的環內的呢?“旅行者1號”發現,在F環的內外兩側各有一顆守護衛星,在A環的外側軌道上也有一顆衛星,一些科學家據此認為,正是這幾顆處在特殊位置的小天體阻止了土星光環中的物質向外擴散。事實是否如此,還有待未來科學的確認。

天王星怪異磁場之謎

天王星是太陽向外的第7顆行星,在太陽系的體積是第三大(比

海王星

大),質量排名第四(比海王星輕)。它的名稱來自古希臘神話中的天空之神烏拉諾斯,是克洛諾斯(農神)的父親,宙斯(朱位元)的祖父。天王星是第一顆在現代發現的行星,雖然它的光度與5顆傳統行星一樣,亮度是肉眼可見的,但由於較為黯淡而未被古代的觀測者發現。威廉·赫歇耳爵士在1781年3月13日宣佈他發現了這顆星,在太陽系的現代史上首度擴充套件了已知的界限。這也是第1顆使用望遠鏡發現的行星。

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天王星

天王星每84個地球年環繞太陽公轉一週,與太陽的平均距離大約30億公里,陽光的強度只有地球的1/400。它的軌道元素在1783年首度被拉普拉斯計算出來,但隨著時間推移,預測和觀測的位置開始出現誤差。在1841年約翰·柯西·亞當斯首先提出誤差也許可以歸結於一顆尚未被看見的行星的拉扯。果然,1846年9月23日,迦雷在勒維耶預測位置的附近發現了一顆新行星,這就是後來被命名為的海王星。

天王星內部的自轉週期是17小時又14分,但是,和所有巨大的行星一樣,它上部的大氣層朝自轉的方向可以體驗到非常強的風。實際上,在有些緯度,像是從赤道到南極的2/3路徑上,可以看見移動得非常迅速的大氣,只要14個小時就能完整的自轉一週。

於是,這就使得天王星上的春秋兩季有著快速的晝夜交替,約每隔16。8小時太陽就升起一次。而冬夏兩季則截然不同,當其南半球對著太陽時,南半球處於夏季,這時的太陽總不落下,整個夏季南半球始終是白晝。這時的北半球則處於冬季,整個冬季要度過長達21年的漫長黑夜。因此,有人把天王星稱為“一個顛倒的行星世界”。

天王星上為何會發生如此奇異的現象?這或許與天王星的磁場相關。地球的磁極位於南北兩極附近,與南北極存在一個偏角,稱為磁偏角,目前二者交角為11。5度,許多行星都與地球類似。但是海王星和天王星的磁場情況卻十分特別,它們沒有磁極,而且磁偏角很大,分別達到47度和59度。科學家試圖解釋這些異常的磁場,但仍沒有達成共識。

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天王星

20世紀末,科學家曾猜想,這可能是兩個行星的薄外殼迴圈流動的結果。眾所周知,地球的磁場產生於接近地球核心的外核。而天王星和海王星的外殼表面佈滿由水、甲烷、氨和硫化氫組成的液態“冰”,所以成為了帶電的流體,可能正是薄外殼的迴圈或對流運動,導致了怪異磁場的產生。當然,這僅僅是一種猜測。

海王星暗斑之謎

海王星(Neptune)是環繞太陽執行的第8顆行星,是圍繞太陽公轉的第四大天體(直徑上)。海王星在直徑上小於天王星,但質量比它大。海王星的質量大約是地球的17倍,而類似雙胞胎的天王星因密度較低,質量大約是地球的14倍。海王星以羅馬神話中的尼普頓(Neptunus),因為尼普頓是海神,所以中文譯為海王星。天文學的符號,是希臘神話中海神波塞冬使用的三叉戟。

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海王星

天王星被發現後,科學家根據牛頓理論推測他的執行軌道,發現它的軌道與所推知的並不一致。科學家們因此預測,還存在著另一顆更遙遠的行星,正是它影響了天王星的軌道。

1846年,科學家首次觀察到了海王星,它出現的地點非常接近英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒威耶經過計算預測出的地點。但後來的觀察顯示,事實上,亞當斯和勒威耶計算出的軌道與海王星真實的軌道偏差相當大。如果對海王星的搜尋早幾年或晚幾年進行,人們將無法在他們預測的位置或附近找到它。

海王星的自轉週期為22小時左右,它的赤道面和軌道面的交角是28度48分,海王星繞太陽公轉的軌道很接近正圓形,軌道面和黃道面的夾角很小,只有1度8分。海王星的軌道雖然那麼大,它執行的速度卻比天王星還來得慢,每秒鐘走不到5。5千米,等它繞太陽轉一個圈子,地球上已經過了165年了。因此以海王星來說,它被地球上的人發現還沒有滿一年。

現在認為,海王星內部有一個質量和地球差不多的核,核是由岩石構成的,溫度約為2 000到3 000攝氏度,核外面是質量較大的冰包層,再外面是濃密的大氣層,大氣中主要含有氫,還有甲烷和氨等氣體。海王星是一個狂風呼嘯、亂雲飛渡的世界,在大氣中有許多湍急紊亂的氣旋在翻滾。海王星上面呼嘯著按照帶狀分佈的大風暴或旋風,並且,這裡的風暴是太陽系中最快的,時速達2 000千米。

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海王星

海王星的組成成分與天王星的很相似:各種各樣的“冰”和含有15%的氫和少量氦的岩石。海王星相似於天王星但不同於土星和木星,它或許有明顯的內部地質分層,但在組成成分上有著或多或少的一致性。但海王星很有可能擁有一個岩石質的小型地核(質量與地球相仿)。它的大氣多半由氫氣和氦氣組成,還有少量的甲烷。觀測到海王星之所以呈現藍色,正是因為大氣中的甲烷吸收了太陽光中的紅光造成的。

海王星也有光環,在地球上觀察到的只是暗淡模糊的圓弧,並不完整。除此之外,海王星還有5條環帶,外面的兩條比較明亮,裡面的兩條比較暗淡。這一發現證明,環帶是4顆類木行星所具有的共同特徵。

海王星是一顆具有幾個大暗斑的動態行星,這很容易讓人們想起有異常猛烈風暴的木星。“旅行者”號的探測發現海王星上的有一個十分巨大的斑點——大暗斑(Great Dark Spot),它和地球差不多大,與木星上的大紅斑(Great Red Spot)有些相似。“旅行者”號還在海王星上發現了一片小而不規則的雲,它以16小時左右的週期在海王星表面自西向東運動。這片雲就像一片在一個雲蓋上滑動的羽毛一樣。

然而,1994年哈勃望遠鏡對海王星的觀察顯示出大暗斑竟然消失了!它或許就這麼消散了,或許暫時被大氣層的其他部分所掩蓋。幾個月後哈勃望遠鏡在海王星的北半球發現了一個新的黑斑。這表明海王星的大氣層變化頻繁,這也許是因為雲的頂部和底部溫度差異的細微變化所引起的。

冥衛一形成之謎

冥王星是太陽系中的矮行星,它有一顆衛星叫做冥衛一。它是由美國海軍天文臺天文學家克里斯蒂在1978年發現。冥衛一的直徑約1 212千米,約為冥王星的一半,視星等約16。8等。冥衛一溫度約為-230℃,密度為1。63克/立方厘米。探測顯示冥王星的組成成分中,岩石佔了一半多,冰則比一半少一點。其表面大氣僅約為0。1毫巴左右,是地球表面大氣濃度的百萬分之一,稀薄到幾近於無,且成分幾乎都是氮氣。冥衛一同冥王星的距離非常近,只有19萬千米,而月球同地球的距離為88萬千米。

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冥王星

冥衛一的公轉

週期與自轉週期一樣,為6。39天,並且和冥王星的自轉週期相同,即是說,冥衛一彷彿是冥王星的一顆同步衛星,冥王星與冥衛一永遠以同一面向著對方。這種情況在太陽系可以說是絕無僅有的。

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冥王星與冥衛1卡戎

冥衛一的形成一直是一個謎。有科學家在“冥王星原為海王星的衛星”這一假說的基礎上,提出了自己的推測,他認為,冥衛一應該產生於冥王星脫離海王星之後。如果在冥王星還只是海王星的衛星時,冥衛一就圍繞冥王星旋轉,那麼,海王星的引力作用就會使相距很近的冥王星和衛星相撞,這樣的話,衛星早該不存在了。但冥衛一之所以還存在,就是因為冥王星和它的衛星原本是一體的,後因自轉速度過高才分裂成兩個。既然如此,原來的冥王星又是怎樣獲得這樣高的自轉速度,而把自己分裂成兩個的呢?到目前為止,這個問題還沒有答案。

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