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第7章 守卫行星的卫星(2)

土星第八颗卫星——土卫八,公转时间较长,绕土星一周需79.33个地球日。土卫八最大的特点是朝向其轨道前进方向的一面总是黑如沥青,而另一面则亮白如雪,中间没有灰色地带,因而被科学家戏称为“阴阳脸”。科学家认为,“阴阳脸”与土卫八表面的黑暗物质有关。关于这些未知黑暗物质的来源,目前有两种解释。

一种解释是“自生说”:当土卫八缓慢地绕土星公转时,前面半球表面产生一层薄的黑暗物质,增强冰层对阳光的吸收。另一种解释是“空降说”:德国自由大学的天文学家蒂尔曼·登克认为:“来自其他卫星的粉状物质降落在土卫八正面,使得这一面与这颗卫星其他部分看起来截然不同。”

木星的卫星木星拥有数量众多的卫星,目前已经确定的有66颗。到目前为止,木星是太阳系中拥有卫星数量最多的行星。

木卫一

木卫一,又名艾奥,是木星的四颗伽利略卫星中最靠近木星的一颗,它的直径3642千米,是太阳系第四大的卫星。木卫一的平均半径为1821.3千米,主要由炽热的硅酸盐岩石构成,有稀薄的大气,成分是二氧化硫与其他气体。

木星的众多卫星

1609年,伽利略发明了天文望远镜,并用来观测天体。1610年1月7日,伽利略发现了木星的四颗卫星。为了纪念伽利略的功绩,人们把这四颗卫星——木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为“伽利略卫星”。目前,科学家确认的木星卫星已经达到66颗,也许不久还会有新的发现。

在木星众多的卫星中,只有这四颗“伽利略卫星”的个头较大,有的和月亮差不多,照理说,它们应该和月亮的表面状态相似,但实际情况完全不同。

其中,木卫一离木星最近,它到木星的距离只有11.6万千米,还不到木星半径的两倍。在木星巨大引力地搅动下,它内部的热能源源不断地从核心喷出,形成火山,喷出的液体和气体高达450千米,比地球上的火山喷发还强烈。火山的岩浆早已多次覆盖了这颗星球的表面,从现在的情形看,火山依然在猛烈地喷发。

木卫二是伽利略卫星中最小的一颗,半径约为1570千米左右。木卫二的表面全都是冰,光滑的表面反射太阳光的本领非常强,它是伽利略卫星中最亮的一颗,在木星冲日时它的亮度可达5.57等,人们用肉眼就可以看见它。木卫二的表面覆盖着厚厚的冰层,冰层不断地挤撞着,科学家认为这可能是冰层下面海水涌动的结果。

木卫三是卫星世界中最大的一颗,它的半径是2631千米,平均密度是1.95吨/立方米。科学家推断它的表面是由冰和岩石组成的,壳层下是一层冰幔,中心是铁质的核。它最大的特别之处是有磁场,磁场是行星的主要特征之一,卫星有磁场可是非比寻常的。

木卫四是伽利略卫星中距离木星最远的。它比水星稍小些,但质量只有水星的1/3。木卫四的表面都是环形山,地表构造十分古老。一些科学家认为这颗卫星没有完整的内部结构,主要由岩石、铁和冰“混合”而成。

天王星的卫星

到目前为止,已确认的天王星卫星有29颗。由于天王星距离地球非常遥远,人类对它以及其卫星的探测还停留在初级阶段,因此我们只能得到一些猜测性的数据。

天卫二

天卫二是天王星第三大卫星,在天王星的已知卫星中与天王星的距离排名第十三,它由威廉·拉塞尔在1851年被发现。天卫二和天卫四很相似,但后者要比它大35%。天王星的大卫星都是由占40%~50%的冰和岩石混合而成,它所含的岩石比土卫五所含的要多一些。天卫二的剧烈起伏的火山口地形可能从它形成以来就一直稳定存在。天卫二非常暗,它反射的光大约是天王星最亮的卫星——天卫一的一半。它的表面布满陨石坑。尽管没有地质活动的迹象,却有着离奇的特征。

海王星的卫星

到目前为止确认的海王星卫星有9颗,它们是8颗小卫星和海卫一。其中海卫一是目前已知的太阳系内质量最大的卫星。

海卫一

海卫一是一颗非常特殊的卫星,它的直径比月球略小,是太阳系中4个有大气的卫星之一。海卫一离海王星较近,但却是逆行的。在1989年,“旅行者”2号有了一次探测它的机会,这次探测令人惊讶。从“旅行者”2号发回的数据看,海卫一几乎具有行星的一切特征:不仅有行星所有的天气现象,具有类似行星的地貌和内部结构,它的极冠甚至比火星极冠还大,上面的火山也在活动,惊奇的是它还具有只有行星才有的磁场。所有的这一切都显示海卫一是一颗极为特殊的卫星。

地球的卫星——月球

月球是地球唯一的一颗天然卫星,它的直径约为3474.8千米,大约是地球的1/4、太阳的1/400,而月球到地球的距离相当于地球到太阳的距离的1/400,所以我们从地球上看到的月亮几乎和太阳一样大。

月球起源的几种假说

月球的面积是3800万平方千米,差不多是地球面积的1/14,比我们亚洲的面积略大一些。

月球的体积是220亿立方千米,地球的体积几乎比它大49倍。月球的质量大约等于地球质量的1/81,也就是7350亿亿吨。月球的平均密度是每立方厘米3.34克,只及地球密度的60%,相比之下,月球不如地球瓷实。

天文学家对月球的位置、运动规律和物理性质作了周密的研究,随着科学技术的突飞猛进,又利用人造地球卫星、无线电技术、激光技术和计算机技术对月球作了进一步的测量和考察,取得了大量更新、更丰富的资料。

尽管如此,对“月球起源”这个十分古老的问题,今天的天文学家仍然是众说纷纭和语焉不详。这也难怪,对生养我们的地球,人们研究了几个世纪,到现在不也照样对它的起源知之甚少吗?

月球是怎样形成的?撇开人类早期那些不着边际的神话,如果将18世纪以来的月球起源假说归纳起来,可以分为三类,即同源说、分裂说和俘获说。

月亮的阴晴圆缺

在地球上,我们可以看见光芒四射的月亮有月牙、半月和满月不同的形状。

月亮这种盈亏圆缺的变化,在天文学上叫做“月相”变化。月亮为什么会有这种变化呢?

月亮本身不发光,只有靠反射太阳光才发光。也就是说,太阳照射到的部分是明亮的,照不到的部分则是黑暗的。月球绕地球运动,使太阳、地球、月球三者的相对位置在一个月中有规律地变动着。这种变动使月亮明亮的部分有时正对着地球,有时侧对着地球,有时背对着地球,这样我们在地球上看到的月亮就出现了圆缺的变化。

农历每个月的初一左右,月亮运行到了地球与太阳之间,光亮的一面正好背对着地球,我们看不到它。这时的月相叫“新月”

或“朔”。新月过后,月亮渐渐从地球与太阳中间走出来,我们能看见一个弯弯的月牙,这时的月相叫“娥眉月”。到了农历初八左右,随着月亮与太阳位置的变化,我们能够看到像英文字母“D”一样的半月,这种月相叫“上弦月”。此后,月亮一天天圆润起来,这时叫“凸月”。到了农历十五左右,月亮光亮的部分完全对着地球,我们看到的是圆圆的月亮。这时的月相叫“望月”或“满月”。

满月之后,月亮因与太阳位置的变化,逐渐“消瘦”起来,经过凸月、下弦月、残月后,又重新回到新月的位置。月亮经过这样一个周期的变化,就是一个“朔望月”,时间是29天12小时44分2.8秒。我国农历的天数就是根据朔望月制定的。其实,满月之前的娥眉月、上弦月、凸月和满月之后的凸月、下弦月、残月是两相对应的,它们两两的形状差不多,只是圆缺的位置发生了变化。

月食出现的原因

月食是一种奇妙的自然现象。当地球运行到月球和太阳之间时,太阳光正好被地球挡住,不能射到月球上去,月球上就出现黑影,这种现象就是“月食”。太阳光全部被地球挡住时,叫做“月全食”;部分被挡住时,叫“月偏食”。月全食发生时,地球背对着太阳的一面(处于夜间那面)上的居民都能看到这种现象。月食过程的时间比日食要长,单月全食阶段就可长达1小时。

月食都是从月球的左边开始的,月全食的全过程可分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。

初亏:月球与地球本影第一次外切,标志月食开始。

食既:月球的西边缘与地球本影的西边缘内切,月球刚好全部进入地球本影内,月全食开始。

食甚:月球的中心与地球本影的中心最接近,月全食到达高峰。

生光:月球东边缘与地球本影东边缘相内切,这时全食阶段结束。

复圆:月球的西边缘与地球本影东边缘相外切,这时月食全过程结束。

由于白道和黄道有一个角度,因此月球并不是每个月都会转到地球的影子中,不可能月月都出现月食现象。月食出现的时间是不定的,一年大约会发生一两次。如果第一次月食是在一月份,那么这一年就有可能发生三次月食。有时一年一次月食都没有,而且这种情况常有,大约每隔五年,就有一年没有月食。

很多人都见过日环食,却没有听说过“月环食”。“月环食”是根本不可能发生的,因为地球的直径是月球的4倍,即便是在月球的轨道上,地球本影的直径仍是月球的2.5倍。地球的影子完全挡住了阳光,所以就不可能有“月环食”了。

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