现在知道天王星上有水、碳氢化合物和有机气体。一般人最感兴趣的是这个星球上有没有生物呢?因为地球开天辟地的时候,也是先有这三种东西。早在1979年,“航海者”发现木星也有月亮。到1981年,又在土星的月亮上发现类似地球大气层的有机物,天文物理学家说在这种情况下,有原始生物是有可能的。
另外令科学家感到迷惑的是:木星、土星和天王星都有由灰尘和冰组成的光环。科学家认为,如果能够研究出这些光环的来历,也就可以研究出我们居住的地球的来历。
“旅行者”2号飞向天王星太阳系八大行星中,天王星地处太阳系的边远地带,距地球约28亿千米,相当于地球到土星距离的两倍。它像地球一样有公转和自转,不过由于距太阳太远,绕太阳公转一周长达84年之久。天王星是个庞然大物,它的体积比地球大64倍,质量约为地球的15倍,其大气主要成分是氢和氦。
“旅行者”2号,以每秒18千米的速度向天王星进发。
1986年1月24日,在距天王星表面只有107080千米处掠过,用它携带的各种现代化科学探测手段,对这颗奇特的大行星进行人类有史以来首次近距离考察,拍摄它多姿多彩的“身姿”及“面容”,并将拍摄的照片及其他信息通过无线电波及时发回地球。经过2小时45分钟后,这些电波穿越浩瀚的宇宙深空到达地球,由地面的64米大型抛物面天线接收并送入计算机处理。科学家们利用大型计算机进行一系列分析计算,就可以揭开这颗至今了解甚少的行星的真实面目,也为探索太阳系的起源和进化问题提供重要的证据。
“旅行者”2号是何物呢?它是一艘携带各种科学仪器的飞船,重量为820千克,外形为16面体,中央有一个存放燃料的球形箱体,四周安装各种无线电设备,如直径为3.7米的抛物面天线等。
“旅行者”2号飞船携带12种科学仪器,以及“地球之音”——像外星人的问候语和反映地球人类文明的照片。这些科学仪器可分为三大类:一是摄像设备,用于拍摄天王星的各种图像;二是空间环境探测设备,用于探测宇宙射线、宇宙粒子、磁场等;三是射电天文接收机,用于探测大气层和电离层的特性等。“旅行者”2号不负众望,将丰硕成果送到地球。
“旅行者”2号发现,天王星大气中氦的含量为10%~15%,其余是氢。大气中有风暴云,但没有大气漩涡。高层大气的温度很高,在南极上空达1800益,而北极达2400益,真令人惊讶!
“旅行者”2号还发现天王星有10颗卫星,但它们都比较小。这样,天王星就有15颗卫星了。地面观测发现天王星有9条环,“旅行者”2号发现它至少有20条环,这些环由冰块组成,个别的为碎石块组成。
“旅行者”2号传回的资料很多,这些资料将帮助人们了解天王星的奥秘。
探索海王星
1989年8月25日,亿万观众从电视里欣赏了“旅行者”发回的神秘太空壮景。
“旅行者”是美国行星和行星标探测系统。“旅行者”1号是1977年8月发射的,“旅行者”2号是1977年9月发射的,它们的任务是详细观测木星、木星卫星、土星、土星卫星和土星环。
“旅行者”2号经过12年的长途跋涉,到达它的最后一个探测目标,从距海王星4800多千米的最近点飞过海王星,前后共发回6000多张照片。这是人类有史以来从最远距离(与地球相距大约72亿千米),接收关于另一颗遥远行星的照片。由于与地球的距离太远,信号从海王星发回地球,以每秒30万千米的光速传输,也要花4小时零6分钟的时间。这些信号到达地球时已经非常非常微弱,美国宇航局仅靠一座直径60米的巨型天线无法接收到它的信号,需要把设在四大洲上的38座巨型天线连成一个超级天线阵,才能捕获到它的微弱信号。这些信号经过计算机处理,转换成图像显示在荧光屏上,人们才能观看其壮景。
当“旅行者”2号抵达距海王星最近点之后4分钟,“旅行者”2号将所拍图像发回地球,地面收到这些实拍图像时正好是晚上9时的黄金时间,美国公共广播电视网为了让广大观众目睹海王星的神秘世界,破天荒地转播了“旅行者”2号从72亿千米之外发回的一幅幅神奇的照片,270多万电视观众坐在家里欣赏了海王星及其8颗卫星和5条光环的生动画面。
整个实况转播历时7个小时,来自7个国家的130位科学家也同时在宇航局的荧光屏上收看了这一盛况。这是“旅行者”计划12年来第一次向普通百姓实况转播探测成果。
“旅行者”1号和2号探测器自1977年发射以来,先后探测了木星、土星、天王星和海王星,共发回10万多张照片,研究和发射共耗资8.7亿美元,但它们所获得的成果却是无价的。
明天,人们将看到和平开发太空的繁忙景象:一座座宏伟的太空城,耸立在九霄云端,壮丽无比;航天飞机将频频起落,来往穿梭,把一批批科学技术人员和太空居民接来接去;各种物资会源源不断地运往太空城,又把太空城居民的劳动果实不断地运回地球。
这不是幻想,而是为时不远的未来现实。
揭开海王星的神秘面纱
科学家们发现天王星后,发觉似乎有一种力量在影响它,使它的运行轨道有很大的偏离。法国天文学家勒威耶预计在天王星外侧还有一颗行星存在,他通过计算,推算出那颗行星的具体位置。紧接着,德国天文学家伽勒通过望远镜观察,很快在理论位置上找到了一颗未知行星。在大型的天文望远镜里,这颗新发现的行星呈现出美丽的蔚蓝色,使人联想到了大海。于是,西方人称它为“涅普顿”,意思是“大海之神”,我们译过来就是“海王星”。
海王星与太阳的平均距离为30.06天文单位,是太阳系的第八颗行星。它的直径为4.94万千米,约是地球的3.9倍,质量为地球的17.2倍,密度约为水的1.6倍。海王星的公转周期为165年,自转周期约为22小时。在八大行星中,海王星距离太阳最远,因此它单位面积所接收到的阳光只有地球上的1/900,表面温度在-200益以下。那儿的冰层厚达8000米,在冰层下面是由岩石构成的核心,核心质量和地球差不多。海王星的大气活动十分剧烈,强劲的风暴时速最高可达2000千米左右。
海王星也有光环,但在地球上观察到的光环并不完整,只是一些暗淡模糊的圆弧。1989年,“旅行者”2号探测器首次飞经海王星,对其进行了详细的科学考察。经研究,天文学家确认海王星有5条光环:里面的3条比较模糊,外面两条比较明亮。天文学家将最外侧的一条光环命名为“亚当斯环”,并将此环中几段明亮的弧依次命名为“自由”“平等”和“互助”。2003年,美国加利福尼亚大学研究人员经过观测、研究后公布:亚当斯环中的三段弧似乎都在消散,其中“自由”弧消散得最为明显。如果这种趋势继续,自由弧将在100年内彻底消失。
曾经的第九大行星——冥王星
冥王星是于1930年1月被克莱德·汤博根据美国天文学家洛韦尔的计算发现的一颗矮行星,曾经被归于太阳系九大行星之一,在2006年的国际天文学会议上被降格为矮行星。冥王星与太阳平均距离59亿千米。直径2300千米,平均密度约2.0克/立方厘米,质量1.290伊1022千克。公转周期约248年,自转周期6.387天。表面温度在-220益以下,表面可能有一层固态甲烷冰。
冥王星的发现是一个巧合,天文学家洛韦尔在一个错误的计算基础上断言在海王星之后还有一颗大行星。克莱德·汤博不知道这个计算是错误的,在非常仔细的观测之后发现了冥王星。被发现之后,冥王星被归类为太阳系九大行星之列。但是随着科技的日益进步,人们发现冥王星有很多不符合“大行星”
的特点,现在已知的就有7颗卫星比冥王星大。而且在小行星带中也有不少行星比冥王星大,因此冥王星的“大行星”资格遭受质疑,最终被降格为矮行星。
小行星与矮行星
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。
人们把发现的四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四颗小行星中的老大,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四颗小行星,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。
形状不规则的小行星小行星的大小相差极大,最小的大概只有鹅蛋大小。科学家们估计,直径超过1千米的小行星至少有50万颗。不过,至今确认的小行星只有3000多颗,其中直径大于100千米的小行星有200颗左右。现在,小行星还在不断地发现之中。
大行星的形状都是圆球状(严格说是椭球体),而小行星的形状可谓五花八门,它们大部分都是不规则的形状。比如第1620号小行星的样子像一根香肠,是长条状。第524号小行星是哑铃状;还有的小行星像一条奇形怪状的鱼;也有的像块丑陋的大红薯,真是千姿百态。