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开 本: 30开纸 张: 胶版纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787302407379丛书名: 理解科学丛书
编辑推荐
2015年7月14日,十多年的立项准备,九年多的长途飞行,50亿公里的漫漫旅程,新视野探测器拜访了冥王星,迄今为止,这是人类*伟大的征途。回望地球,地球只是一个微不足道的蓝点,我们就生活在这个蓝点上。在这里,所有的老人和孩子,所有的凡夫和伟人,所有的战争与和平,所有的民主和独裁都在这个蓝点上。这如同一粒尘埃的蓝点上发生的一切,我们称之为苍穹之下。而那浩瀚的星空中,还有无数个这样的世界,它们连同更多炽热的恒星一起被我们称为苍穹之上。
仰望星空,关注苍穹之上才能引领人类的文明,《苍穹之上》系列图书并非科学时代对人文精神的感叹,它是全波天文时代人类对宇宙的新认识。这充满趣味的科普,它的主旨就是要引领着科学时代的少年飞入未来的星空。
仰望星空,关注苍穹之上才能引领人类的文明,《苍穹之上》系列图书并非科学时代对人文精神的感叹,它是全波天文时代人类对宇宙的新认识。这充满趣味的科普,它的主旨就是要引领着科学时代的少年飞入未来的星空。
内容简介
太阳系是人类*早认识的恒星系,虽然它在宇宙中很平常,但却孕育了地球生命。太阳系仅仅是宇宙中一个很普通的成员,我们身居在其中,对它的了解正在一步步地走向全面。
天空中的星星基本都是恒星,距离我们极其遥远,它们在天空中的位置基本不会发生变动。但是,有几颗位置经常发生变动,古老的中国人按照五行学说给它们命名,分别是金星、木星、水星、火星、土星,这就是*早被人认识的五颗行星,太阳系行星五行的划分是古老年代的认识。天王星、海王星和冥王星的发现是科学时代的认识。柯伊伯带天体的发现是近十几年的认识,它让人类对太阳系的认识进入一个新时代。
太阳距离地球较远,距离地球*近的天体是月球。天空中不仅有月球,还有无数的繁星,更有银河系横亘星空,这就是地球上看到的星空。在太阳系的其他行星上,看到的景观却会有很大的不同。
天空中的星星基本都是恒星,距离我们极其遥远,它们在天空中的位置基本不会发生变动。但是,有几颗位置经常发生变动,古老的中国人按照五行学说给它们命名,分别是金星、木星、水星、火星、土星,这就是*早被人认识的五颗行星,太阳系行星五行的划分是古老年代的认识。天王星、海王星和冥王星的发现是科学时代的认识。柯伊伯带天体的发现是近十几年的认识,它让人类对太阳系的认识进入一个新时代。
太阳距离地球较远,距离地球*近的天体是月球。天空中不仅有月球,还有无数的繁星,更有银河系横亘星空,这就是地球上看到的星空。在太阳系的其他行星上,看到的景观却会有很大的不同。
目 录
01给月球地形起名字
02太阳系行星上的天空
03极光,并不是地球的专利
04外星上的人脸
05星尘和苏梅克两个探测器的情人节
06假如地球上没有生命
07地球的神秘伴侣
08大行星派小行星轰炸地球
08火星上的间歇性喷泉
10天空起重机,助力好奇号火星车登上火星
11天堂的舞会
12小行星的家庭结构,有单身贵族也有三口之家
13小行星的繁殖也靠太阳
14朱庇特有多少情人
15木星家族一对受苦受难的兄弟卫星
16木星的电辫打红了木卫二的屁股
17揭开世外桃源的面纱
18土卫二大翻身
19土卫八阴阳脸之谜
20在地狱里跳贴面舞的情侣
21太阳系边疆的冰鸡蛋
前 言
太阳系是人类*早认识的恒星系,虽然它在宇宙中很平常,但却孕育了地球生命。太阳距离地球较远,距离地球*近的天体是月球。不管是什么时候,我们只能看到月球的一面,另一面看不到,伽利略认为月球上暗淡的地方是海洋,于是给月球地表起了一些诸如某某洋的名字。航天技术发展起来后,更小的地块也有了名字,给月球上地形起名字都带着人们的观念。
天空中不仅有月球,还有无数的繁星,更有银河系横亘星空,这就是地球上看到的星空。在太阳系的其他行星上,看到的景观却会有很大的不同。那是因为它们也有自己的卫星,也就是它们的月亮,它们的月亮可能不止一个,也可能不是圆形的,而且行星可能会有星环,这都增加了星空的复杂性,但是有一点是共同的,行星上都能看到太阳,只不过有大有小而已。
对于生活在地球两极地区的人来说,他们除了能看到星空,还能看到壮丽的极光,人们一直以为这是地球的专利,但是现在证明,在其他行星上,也有极光出现,而且更壮丽。在太阳系的其他行星上,还看到了人脸,当更精细的细节出现的时候,完全不是这个样子,这些发现是人们的好奇心人为炒作出来的。在科学与人文相结合的理念下,天文探测确实融入了很多人文因素,星辰号探测器和苏梅克探测器,它们都选择在情人节的这一天与目标天体接触。
地球是太阳系**的有智慧生命的星球,能够得到足够光照的星球还有金星,但是金星却是一个不毛之地,金星与地球的比较,让智慧的人类开始思索;是生命改造了星球,还是星球诞生了生命。
人类望着星空中*明亮的月球也在思索,地球只有这么一个伴侣吗?几年前,人们终于找到了地球的另外伴侣。当然,这是神秘的伴侣,而且不止一颗,它们本来是小行星,进入了引力的陷阱,没有能撞击地球。但是,地球并不总是这么幸运。太阳系刚刚形成的时候,那是一片混乱的时代,大行星派遣小行星轰炸地球,在太阳系内测的行星都经受了那个灾难的时代,地球生命也许是在那个撞击的时代诞生的。
有生命诞生条件的除了金星,还有地球的另一个邻居火星,也许那里该有简单的生命,或者说,那里可以改造得适合生命生存。在那里不仅发现了干冰,还发现了大喷泉,那是季节性的喷泉,它存在于两极地区。大喷泉昭示着这里似乎有生命,于是,天空起重机把好奇号火星车送来了,它带着人类的好奇心继续勘察火星。
太阳系不仅有八大行星,还有小行星,它们是太阳系形成之后剩余的残骸,基本可以确认,那里不具有生命存在的条件。小行星因为质量较小,因而很不规则,不是圆形自转的时候会没有自转轴,会翻跟头,还有的多多颗小行星组合在一起,有着相互的引力关系,也会相互绕转,就让它们之间的运行更加复杂。它们就像是跳舞那样迈出个子不同的舞步。*早发现的都是单个的小行星,一般个头较大,随着新技术的发展,较小的也被发现了,它们之中有双小行星,也就是两口之家,现在还发现了带有卫星的三口之家。
小行星的家庭成员也许是它自己繁殖的,小行星没有大气层,在受到阳光暴晒的一面温度很高,而另一面则接近**零度,这种温度的巨大差异,会导致小行星的崩溃,分裂成很多碎块,也就相当于小行星生了后代,阳光给了地球动植物生命,让它们能繁殖,阳光也一样导致了小行星的繁殖。
小行星的外侧是气体行星木星,木星的因为个头大,卫星也多,进入新世纪以来,很多木星的卫星被发现,这也引起了一场大讨论,讨论这么小的个头是否能算得上是卫星。在木星家族中,个头较大的木卫三和木卫四各方面条件差不多,它们是一对难兄难弟。在太阳系形成之初,那是个混乱的时代,它们联合起来为木星母亲抵挡了太多的外来攻击,而这些攻击,都是因为木星的引力太大导致的。这两颗卫星跟它们的哥哥木卫二一样,都具有大面积的冰冻海洋,几颗卫星的相互引力影响,会导致冰面断裂,在一系列复杂的变化下,木卫二就演示了一套极其复杂的化妆术,给自己的屁股上涂上了红色。
太阳系的另一个巨无霸土星也是子女满堂,它*引人注目的卫星是土卫六,那里似乎有生命存在的依据,但是卡西尼探测器没能发现什么,它的勘测却让土卫二成为土星家族的明星,也成为太阳系卫星家族的明星,它既有水还有大气层,还有岩石表面,完全符合生命存在的条件,但这几个指标样样不合格。土星家族中的土卫八也是一颗引人瞩目的卫星,它也有一套奇特的化妆术,它的表面一面亮白一面黑暗,这种阴阳脸一直让人捉摸不透。
太阳系*后发现的大行星是冥王星,但第九大行星仅仅是一个时代的称号,能让它满足这个称号的还有它的卫星卡戎,有卫星才能称为行星,它们大小差别并不大,它们几乎可以被称为双行星。它与卡戎的关系实在是和谐,亲密的关系让它们一直在跳贴面舞。
挑战冥王星第九大行星地位的,是太阳系边疆的那些矮行星,当赛德娜和阋神星出现的时候,妊神星还刚出现,人们还不了解它的个性,要是知道了它的大小,它也会成为推翻冥王星统治地位的功臣。现在知道,妊神星也是太阳系遥远边疆的一颗冰质矮行星,它就像是一个鸡蛋那样呈现椭圆形,而且它还带着自己的两颗卫星。这些矮行星都是柯伊伯带天体,在20世纪50年代就被预言到,它们的出现彻底改变了太阳系的天体划分标准。
天空中的星星基本都是恒星,距离我们极其遥远,它们在天空中的位置基本不会发生变动。但是,有几颗位置经常发生变动,古老的中国人按照五行学说给它们起了名字,分别是金星、木星、水星、火星、土星,这就是*早被人认识的五颗行星,太阳系行星五行的划分是古老年代的认识。天王星、海王星和冥王星的发现是科学时代的认识。柯伊伯带天体的发现是近十几年的认识,它让人类对太阳系的认识进入新时代。
当代,寻找日外行星的过程中,已经发现了很多恒星系,太阳系仅仅是宇宙中一个很普通的成员,我们身居其中,对它的了解正在一步步地走向全面。
天空中不仅有月球,还有无数的繁星,更有银河系横亘星空,这就是地球上看到的星空。在太阳系的其他行星上,看到的景观却会有很大的不同。那是因为它们也有自己的卫星,也就是它们的月亮,它们的月亮可能不止一个,也可能不是圆形的,而且行星可能会有星环,这都增加了星空的复杂性,但是有一点是共同的,行星上都能看到太阳,只不过有大有小而已。
对于生活在地球两极地区的人来说,他们除了能看到星空,还能看到壮丽的极光,人们一直以为这是地球的专利,但是现在证明,在其他行星上,也有极光出现,而且更壮丽。在太阳系的其他行星上,还看到了人脸,当更精细的细节出现的时候,完全不是这个样子,这些发现是人们的好奇心人为炒作出来的。在科学与人文相结合的理念下,天文探测确实融入了很多人文因素,星辰号探测器和苏梅克探测器,它们都选择在情人节的这一天与目标天体接触。
地球是太阳系**的有智慧生命的星球,能够得到足够光照的星球还有金星,但是金星却是一个不毛之地,金星与地球的比较,让智慧的人类开始思索;是生命改造了星球,还是星球诞生了生命。
人类望着星空中*明亮的月球也在思索,地球只有这么一个伴侣吗?几年前,人们终于找到了地球的另外伴侣。当然,这是神秘的伴侣,而且不止一颗,它们本来是小行星,进入了引力的陷阱,没有能撞击地球。但是,地球并不总是这么幸运。太阳系刚刚形成的时候,那是一片混乱的时代,大行星派遣小行星轰炸地球,在太阳系内测的行星都经受了那个灾难的时代,地球生命也许是在那个撞击的时代诞生的。
有生命诞生条件的除了金星,还有地球的另一个邻居火星,也许那里该有简单的生命,或者说,那里可以改造得适合生命生存。在那里不仅发现了干冰,还发现了大喷泉,那是季节性的喷泉,它存在于两极地区。大喷泉昭示着这里似乎有生命,于是,天空起重机把好奇号火星车送来了,它带着人类的好奇心继续勘察火星。
太阳系不仅有八大行星,还有小行星,它们是太阳系形成之后剩余的残骸,基本可以确认,那里不具有生命存在的条件。小行星因为质量较小,因而很不规则,不是圆形自转的时候会没有自转轴,会翻跟头,还有的多多颗小行星组合在一起,有着相互的引力关系,也会相互绕转,就让它们之间的运行更加复杂。它们就像是跳舞那样迈出个子不同的舞步。*早发现的都是单个的小行星,一般个头较大,随着新技术的发展,较小的也被发现了,它们之中有双小行星,也就是两口之家,现在还发现了带有卫星的三口之家。
小行星的家庭成员也许是它自己繁殖的,小行星没有大气层,在受到阳光暴晒的一面温度很高,而另一面则接近**零度,这种温度的巨大差异,会导致小行星的崩溃,分裂成很多碎块,也就相当于小行星生了后代,阳光给了地球动植物生命,让它们能繁殖,阳光也一样导致了小行星的繁殖。
小行星的外侧是气体行星木星,木星的因为个头大,卫星也多,进入新世纪以来,很多木星的卫星被发现,这也引起了一场大讨论,讨论这么小的个头是否能算得上是卫星。在木星家族中,个头较大的木卫三和木卫四各方面条件差不多,它们是一对难兄难弟。在太阳系形成之初,那是个混乱的时代,它们联合起来为木星母亲抵挡了太多的外来攻击,而这些攻击,都是因为木星的引力太大导致的。这两颗卫星跟它们的哥哥木卫二一样,都具有大面积的冰冻海洋,几颗卫星的相互引力影响,会导致冰面断裂,在一系列复杂的变化下,木卫二就演示了一套极其复杂的化妆术,给自己的屁股上涂上了红色。
太阳系的另一个巨无霸土星也是子女满堂,它*引人注目的卫星是土卫六,那里似乎有生命存在的依据,但是卡西尼探测器没能发现什么,它的勘测却让土卫二成为土星家族的明星,也成为太阳系卫星家族的明星,它既有水还有大气层,还有岩石表面,完全符合生命存在的条件,但这几个指标样样不合格。土星家族中的土卫八也是一颗引人瞩目的卫星,它也有一套奇特的化妆术,它的表面一面亮白一面黑暗,这种阴阳脸一直让人捉摸不透。
太阳系*后发现的大行星是冥王星,但第九大行星仅仅是一个时代的称号,能让它满足这个称号的还有它的卫星卡戎,有卫星才能称为行星,它们大小差别并不大,它们几乎可以被称为双行星。它与卡戎的关系实在是和谐,亲密的关系让它们一直在跳贴面舞。
挑战冥王星第九大行星地位的,是太阳系边疆的那些矮行星,当赛德娜和阋神星出现的时候,妊神星还刚出现,人们还不了解它的个性,要是知道了它的大小,它也会成为推翻冥王星统治地位的功臣。现在知道,妊神星也是太阳系遥远边疆的一颗冰质矮行星,它就像是一个鸡蛋那样呈现椭圆形,而且它还带着自己的两颗卫星。这些矮行星都是柯伊伯带天体,在20世纪50年代就被预言到,它们的出现彻底改变了太阳系的天体划分标准。
天空中的星星基本都是恒星,距离我们极其遥远,它们在天空中的位置基本不会发生变动。但是,有几颗位置经常发生变动,古老的中国人按照五行学说给它们起了名字,分别是金星、木星、水星、火星、土星,这就是*早被人认识的五颗行星,太阳系行星五行的划分是古老年代的认识。天王星、海王星和冥王星的发现是科学时代的认识。柯伊伯带天体的发现是近十几年的认识,它让人类对太阳系的认识进入新时代。
当代,寻找日外行星的过程中,已经发现了很多恒星系,太阳系仅仅是宇宙中一个很普通的成员,我们身居其中,对它的了解正在一步步地走向全面。
媒体评论
经过九年多50亿千米的漫漫旅程,2015年7月14日,新视野探测器拜访了冥王星。回望我们生活的地球,是一个微不足道的蓝点。这如同一粒尘埃的蓝点上发生的一切,我们称之为苍穹之下。而那浩瀚星空中的世界,我们称之为苍穹之上。
仰望星空,关注苍穹之上才能引领人类的文明。《苍穹之上》系列图书并非科学时代对人文精神的感叹,而是全波天文时代人类对宇宙的新认识,引领科学时代的少年们飞入未来的星空。
仰望星空,关注苍穹之上才能引领人类的文明。《苍穹之上》系列图书并非科学时代对人文精神的感叹,而是全波天文时代人类对宇宙的新认识,引领科学时代的少年们飞入未来的星空。
在线试读
朱庇特有多少情人
给木卫系统命名的困惑
西方人喜欢用希腊神话中的人名为天体命名,他们对那些名字有着特别的偏爱。为了给每一颗天体起名字,他们可谓费尽苦心。他们把木星叫作朱庇特,这是罗马神话中的**神,拥有至高无上的法力和权力,罗马神话与希腊神话可谓一脉同源,所以朱庇特也就是希腊神话中大家都知道的宙斯。按照神话传说,它是个风流成性的家伙。于是,给木星的卫星起名字就变成了一件十分有趣的事情,那些围绕在木星周围的卫星被看作是朱庇特的情人。
国际天文协会有一个天体命名委员会,专门负责给太阳系的天体起名字。在讨论木星卫星如何命名的时候,他们提出了一套方案,命名的主要卫星是木卫六到木卫十三,规定它们是朱庇特所窃爱的人,因此在希腊神话中,她们都是默默无闻的女性,她们从来也没有被小行星命名过。其次,还要按照是顺行还是逆行来给它们加一个词尾,用A或者用E来加以区别。
很显然,这套规则有着它的局限性,这样做就会把朱庇特那些著名的情人抛弃掉,从而没有在木卫家族中露面的机会。*不公正的是,赫拉永远也不会陪伴在朱庇特左右。不管这对夫妻关系怎样不好,赫拉毕竟是明媒正娶的,是朱庇特*正宗的妻子。
于是又有人为木星卫星制定了另一套命名规则,按照这套规则,朱庇特的那些著名的情人也都升上天堂,陪伴在朱庇特的左右。但是,这套命名方案里依然没有赫拉的位置,因为**的四颗是伽利略卫星,它们的名字大家都已公认,要想改变这种现状,实在很困难。其他的卫星又太小,实在配不上赫拉这样显赫的地位。所以这套命名规则一直也没能正式使用,没能使用的原因是多种多样的。
数字命名占据优势
公元前4世纪中叶,也就是战国时期,齐国有一个天文学家叫甘德,甘德著有《天文星占》八卷,在他的著作中,记载着木星有卫星,后人考证后认为,甘德看到的就是木卫二。20世纪80年代,北京组织了一批学生,证明用肉眼是可以看到木卫二的。
甘德的著作是有关木星卫星的*早记载,由于现代科学技术起源于欧洲,有关恒星区划的方法也都沿袭着欧洲人的划分习惯,木星卫星的发现者,也就变成了伽利略。
当伽利略把他的望远镜指向天空的时候,他不仅发现了月球上的环形山,还发现有四颗小星总是围绕在木星的周围,这就是距离木星*近的四颗卫星,这使那些神学家们惊慌失措,他们不相信行星会有卫星。为了使自己的发现与教会的观点避免发生冲突,伽利略经过理智的思索,决定把这四颗卫星叫做美第齐家族卫星,因为这是一个有势力的家族,他们给伽利略的研究提供了基金。但是这些名字却没有沿袭下来,虽然当时也有人按照希腊神话给这四颗卫星起了其他几个名字,虽然如此,却没能使用。后人提起这四颗卫星时,总是把它们称为伽利略卫星。这种称呼完全忽视了中国天文学家甘德的贡献。
没有使用的原因还在于已经形成的习惯。1892年,巴纳德发现了木星的第五颗卫星,他很坚定地将这颗卫星命名为“木卫五”,而不用其他名字。木卫十三和木卫十四的发现者科瓦尔也极力宣扬用数字命名的好处,于是这样的方法也就延续下来。木星的卫星均以编号为名,这种习惯行为渐渐占了上风,后来还获得了国际天文协会的正式批准,它表明人们对数码的强烈偏好。
这些久远的争论事件早已过去,虽然没有按照情人那种方法来为木星的卫星命名,但是人们依然喜欢把木星的卫星看作是朱庇特的情人。
给朱庇特的隐私曝光
1979年,行星际探测器飞临木星,使木星的卫星增加到16颗,它们也都按照顺序来命名。这时候人们禁不住疑惑起来,朱庇特这个风流成性的家伙究竟有多少个情人呢?观测水平的低下,使这个问题一直得不到解决。
进入新世纪,这个数字为28颗,长期以来没有什么进展。但是到了2002年5月16日,这个情况有了很大的改变,这一天,国际天文联合会宣布,又发现了11颗木星的卫星,从而使木星的卫星一举超过拥有31颗卫星的土星,达到了39颗。朱庇特的隐私在强大的新一代天文望远镜面前,开始一步步地得到了曝光。
这些新发现的卫星直径都在2~4千米,个头实在是太小了,它们是一群不规则卫星,距离木星的平均距离为2100万千米,相当于300个木星半径,处在一个非常扁圆的轨道上,而且他们还全是逆行卫星。这些卫星的发现者是夏威夷大学天文研究所的朱维特、谢波德和剑桥大学的科里纳,他们联合发现的这些新卫星,大大地丰富了人们对木星的认识,成了该年度天文学上很重要的一项成就。
随后的发现更加令人激动,2003年2月,美国夏威夷大学和剑桥大学又联合发现7颗卫星,为了不出现差错,国际天文学会3月4日才发文公布,新发现的这7颗卫星中,有2颗绕木星运行的方向与木星自转方向相同,其余5颗都是逆行。这个发现使木星的卫星总数达到47颗。但是仅仅事隔一天,这个记录又被打破。3月6日,国际天文学会又宣布发现一颗,人们还没有反应过来,3月7日,又有4颗卫星被发现。这样木星的卫星很快上升到52颗。仅仅过了不到一月的时间,这个记录又被刷新,4月6日,又发现了6颗,朱庇特的情人总数开始达到58个。但是到了6月3日,这个数字开始达到了61个。
木星家族在这一系列新发现面前,更加吸引了公众的目光,朱庇特那些隐藏的情人一个个地被摆到了大家的面前,朱庇特竟然有这么多情人,这多少让赫拉感到吃惊。
寻找木星卫星的技术
木星的这些卫星体积都很小,它们远离太阳,亮度有些都达到24等,基本接近望远镜观测能力的极限。这样的亮度,要想发现它们,实在是一件不容易的事情,它们那微弱的光亮淹没在木星的光芒里。在几年前,要想取得这些新发现实在是不可能的。这些新发现得益于天文观测技术的进步。
如果要想观测太阳系的天体,那么首先要明确,它们都出现在黄道位置,也就是太阳和月亮在天空运行经过的路线。木星当然也要在这个大圆圈内出现,那些寻找木星卫星的大型望远镜就对准了这片星空,它们的主要目标就是木星周围的区域。
这样的望远镜都配有数字照相机,它们可以把观测的内容记录下来,拍摄的图片具有极高的分辨能力,每张图片所包含的像素可以达到12K。上面是密密麻麻的亮点,每一个亮点都是一颗恒星,如果把相隔几十分钟的两张图片加以比较,发现了一个移动的亮点,那就应该引起天文学家的足够重视了,一个新的发现很可能就摆在他的面前。
这个移动的亮点可能是太阳系的小天体,如果能排除它是小行星的可能,事情就会变得简单起来,如果再能确认它没有彗尾,不是彗星,那它就一定是木星的卫星了。当然,*后还得经过其他望远镜的认证,这个过程也是*复杂的,它需要对这个新天体进行一段时间的连续观测,*主要的就是要确认它的轨道常数。这些常数就会确切地表明这个陌生天体的真实身份。
新的木星卫星都是用这种方法发现的,那些望远镜和数字照相机就像是宇宙侦探那样,毫不留情面的将朱庇特的一个又一个情人揪了出来。
它们从哪里来
朱庇特就是这样前呼后拥地被他的情人环绕着,随着数量的不断增长,人们开始疑惑,这些卫星是从哪里来的呢?对于这个问题,有多种多样的解释。
在太阳系外遥远的奥尔特云,有着难以计数的彗星,它们受到太阳的引力作用,会脱离这些团体,向太阳奔来,倘若木星正好位于它所经过的路线周围,那么木星强大的引力将会改变它们的轨道,甚至将它们俘获,从而成为木星的卫星,另一方面,即使在**次回归时,木星不会俘获它们,经过无数次的回归后,彗星的质量会大大减小,*终的命运会有两种可能,坠入太阳或者坠入木星。1994年,苏梅克——列维彗星就是一个榜样,它由于太接近木星,被木星的引力撕裂成21个碎块,撞向了木星。这只是一个特例,对于绝大多数彗星残骸来说,它们的另一种命运是被木星吸引,围绕着木星运转,变成木星的卫星。
木星卫星来源还有另一种可能,那就是小行星,一些小行星的运行轨道很不规则,当它进入到木星的引力范围,就会被木星轻易地俘获,成为它的卫星。
但是很多新发现的卫星轨道不符合这些特征,木星要想凭借强大的引力俘获这些小行星是一件不容易的事。在已知的61颗卫星中,它们的轨道情况各异,逆行卫星占了多数,它们那高轨道倾角和大偏心率使天文学家认为,这些卫星是在木星年轻的时候就有的。
木星与太阳一起在太阳系星云中诞生,那个时候,木星正在从一大团气体云中诞生,它的体积硕大无比,是一团还没有凝成的稀疏气体,一些较小的天体可以穿过它那庞大的躯体,在这个过程中,小天体可能被燃烧掉,但是如果没有被燃烧的话,小天体的速度大大减小,*终被它俘获,成为了木星的卫星,这就是木星俘获卫星的气体拖拽说。
其实,任何一种说法都只能解释其中的一部分,而不能解释全部。像那些规则卫星,比如四颗伽利略卫星,它们都有着规则的圆形轨道和规则的共面性,这表明它们可能是与木星一同形成的。所以,如果从根本上来说,它们与朱庇特青梅竹马,它们才是朱庇特的原配妻子。
朱庇特有多少情人
现在,对四颗伽利略卫星的轨道及其他们的物理状况研究得已经十分深入。木卫二之所以被甘德用肉眼发现,是因为它的体积特别大。实际上,四颗伽利略卫星都很大,它们与月球差不多,其中木卫三比水星还大,因为它们含有冰层,所以特别引人注目,人们对木星卫星的认识始于对它们的了解,但新发现的这些卫星个头完全不是这个样子。
这些卫星一般以逆行卫星居多,个头一般都只有1~5千米。夏威夷大学的谢波德认为,像这样直径大于1千米的卫星,木星可能会有100颗。
这样就产生一个问题,对于质量硕大无比的木星来说,这么小的天体也能算是木星的卫星吗?那些星际陨石也会被木星俘获,而围着木星运行,它们算不算是木星的卫星呢?还有那些细小的宇宙尘埃也可能会围绕着木星运行,这是不是也可以称为木星的卫星呢?对于这样的问题,谁都没有办法回答,它涉及到木星的卫星是否有一个质量标准的问题。目前并没有这样一套标准,规定质量达到多少才可以称为一个行星的卫星。要说新发现的这些小天体不是木星的卫星,那些发现者是会生气的,因为这样也就否定了他们的成绩,他们振振有词地辩解说:“就像一条小狗,你不能因为它小,就说它不是狗。”
要是按照这种标准找下去,朱庇特的情人可能根本就没有一个具体的数字。虽然朱庇特的行为不够检点,但是你不能见一个女人在他的身边,就说那是他的情人。六十多颗卫星已经够多的了,无可奈何的赫拉只有伤心的份。但使她更伤心的是,现在发现的这些卫星又太小,对于那些喜欢取名的天文学家来说,实在没有一个名字适合用她命名。看来,木星的家族里永远也没有赫拉露面的机会,她只能瞪眼看着朱庇特明目张胆地带着那些情人在天堂鬼混。而那些寻找木星卫星的侦探们,丝毫不顾忌赫拉的感受,还在继续着他们的工作,只怕有一天,他们要把那些微小的陨石也当成朱庇特的情人,继续为朱庇特编造那些并不存在的风流韵事。
如果你去问神话学家,朱庇特究竟有多少情人?他们会说:“这个风流成性的家伙,谁知道他诱枴了多少良家女子。”如果你去问天文学家,木星有多少个卫星,他们会说:“谁知道这个力大无穷的家伙俘获了多少小天体。但是天文学家也是对这个问题*感兴趣的人,为了得到答案,他们决定派一个人去看看,派谁去呢,当然还是赫拉,但是,在希腊神话中,她的名字叫赫拉,在罗马神话中,她的名字却叫朱诺。2011年8月5日,美国宇航局发射了朱诺木星探测器,她将会去看看朱庇特究竟有多少情人。
有一点可以肯定,到2012年年底,已经发现木星有66颗卫星,朱诺到那里亲自查看,**会发现更多。朱诺木星探测器在2016年将会到达木星,那时候,更精彩的好戏就会上演。
给木卫系统命名的困惑
西方人喜欢用希腊神话中的人名为天体命名,他们对那些名字有着特别的偏爱。为了给每一颗天体起名字,他们可谓费尽苦心。他们把木星叫作朱庇特,这是罗马神话中的**神,拥有至高无上的法力和权力,罗马神话与希腊神话可谓一脉同源,所以朱庇特也就是希腊神话中大家都知道的宙斯。按照神话传说,它是个风流成性的家伙。于是,给木星的卫星起名字就变成了一件十分有趣的事情,那些围绕在木星周围的卫星被看作是朱庇特的情人。
国际天文协会有一个天体命名委员会,专门负责给太阳系的天体起名字。在讨论木星卫星如何命名的时候,他们提出了一套方案,命名的主要卫星是木卫六到木卫十三,规定它们是朱庇特所窃爱的人,因此在希腊神话中,她们都是默默无闻的女性,她们从来也没有被小行星命名过。其次,还要按照是顺行还是逆行来给它们加一个词尾,用A或者用E来加以区别。
很显然,这套规则有着它的局限性,这样做就会把朱庇特那些著名的情人抛弃掉,从而没有在木卫家族中露面的机会。*不公正的是,赫拉永远也不会陪伴在朱庇特左右。不管这对夫妻关系怎样不好,赫拉毕竟是明媒正娶的,是朱庇特*正宗的妻子。
于是又有人为木星卫星制定了另一套命名规则,按照这套规则,朱庇特的那些著名的情人也都升上天堂,陪伴在朱庇特的左右。但是,这套命名方案里依然没有赫拉的位置,因为**的四颗是伽利略卫星,它们的名字大家都已公认,要想改变这种现状,实在很困难。其他的卫星又太小,实在配不上赫拉这样显赫的地位。所以这套命名规则一直也没能正式使用,没能使用的原因是多种多样的。
数字命名占据优势
公元前4世纪中叶,也就是战国时期,齐国有一个天文学家叫甘德,甘德著有《天文星占》八卷,在他的著作中,记载着木星有卫星,后人考证后认为,甘德看到的就是木卫二。20世纪80年代,北京组织了一批学生,证明用肉眼是可以看到木卫二的。
甘德的著作是有关木星卫星的*早记载,由于现代科学技术起源于欧洲,有关恒星区划的方法也都沿袭着欧洲人的划分习惯,木星卫星的发现者,也就变成了伽利略。
当伽利略把他的望远镜指向天空的时候,他不仅发现了月球上的环形山,还发现有四颗小星总是围绕在木星的周围,这就是距离木星*近的四颗卫星,这使那些神学家们惊慌失措,他们不相信行星会有卫星。为了使自己的发现与教会的观点避免发生冲突,伽利略经过理智的思索,决定把这四颗卫星叫做美第齐家族卫星,因为这是一个有势力的家族,他们给伽利略的研究提供了基金。但是这些名字却没有沿袭下来,虽然当时也有人按照希腊神话给这四颗卫星起了其他几个名字,虽然如此,却没能使用。后人提起这四颗卫星时,总是把它们称为伽利略卫星。这种称呼完全忽视了中国天文学家甘德的贡献。
没有使用的原因还在于已经形成的习惯。1892年,巴纳德发现了木星的第五颗卫星,他很坚定地将这颗卫星命名为“木卫五”,而不用其他名字。木卫十三和木卫十四的发现者科瓦尔也极力宣扬用数字命名的好处,于是这样的方法也就延续下来。木星的卫星均以编号为名,这种习惯行为渐渐占了上风,后来还获得了国际天文协会的正式批准,它表明人们对数码的强烈偏好。
这些久远的争论事件早已过去,虽然没有按照情人那种方法来为木星的卫星命名,但是人们依然喜欢把木星的卫星看作是朱庇特的情人。
给朱庇特的隐私曝光
1979年,行星际探测器飞临木星,使木星的卫星增加到16颗,它们也都按照顺序来命名。这时候人们禁不住疑惑起来,朱庇特这个风流成性的家伙究竟有多少个情人呢?观测水平的低下,使这个问题一直得不到解决。
进入新世纪,这个数字为28颗,长期以来没有什么进展。但是到了2002年5月16日,这个情况有了很大的改变,这一天,国际天文联合会宣布,又发现了11颗木星的卫星,从而使木星的卫星一举超过拥有31颗卫星的土星,达到了39颗。朱庇特的隐私在强大的新一代天文望远镜面前,开始一步步地得到了曝光。
这些新发现的卫星直径都在2~4千米,个头实在是太小了,它们是一群不规则卫星,距离木星的平均距离为2100万千米,相当于300个木星半径,处在一个非常扁圆的轨道上,而且他们还全是逆行卫星。这些卫星的发现者是夏威夷大学天文研究所的朱维特、谢波德和剑桥大学的科里纳,他们联合发现的这些新卫星,大大地丰富了人们对木星的认识,成了该年度天文学上很重要的一项成就。
随后的发现更加令人激动,2003年2月,美国夏威夷大学和剑桥大学又联合发现7颗卫星,为了不出现差错,国际天文学会3月4日才发文公布,新发现的这7颗卫星中,有2颗绕木星运行的方向与木星自转方向相同,其余5颗都是逆行。这个发现使木星的卫星总数达到47颗。但是仅仅事隔一天,这个记录又被打破。3月6日,国际天文学会又宣布发现一颗,人们还没有反应过来,3月7日,又有4颗卫星被发现。这样木星的卫星很快上升到52颗。仅仅过了不到一月的时间,这个记录又被刷新,4月6日,又发现了6颗,朱庇特的情人总数开始达到58个。但是到了6月3日,这个数字开始达到了61个。
木星家族在这一系列新发现面前,更加吸引了公众的目光,朱庇特那些隐藏的情人一个个地被摆到了大家的面前,朱庇特竟然有这么多情人,这多少让赫拉感到吃惊。
寻找木星卫星的技术
木星的这些卫星体积都很小,它们远离太阳,亮度有些都达到24等,基本接近望远镜观测能力的极限。这样的亮度,要想发现它们,实在是一件不容易的事情,它们那微弱的光亮淹没在木星的光芒里。在几年前,要想取得这些新发现实在是不可能的。这些新发现得益于天文观测技术的进步。
如果要想观测太阳系的天体,那么首先要明确,它们都出现在黄道位置,也就是太阳和月亮在天空运行经过的路线。木星当然也要在这个大圆圈内出现,那些寻找木星卫星的大型望远镜就对准了这片星空,它们的主要目标就是木星周围的区域。
这样的望远镜都配有数字照相机,它们可以把观测的内容记录下来,拍摄的图片具有极高的分辨能力,每张图片所包含的像素可以达到12K。上面是密密麻麻的亮点,每一个亮点都是一颗恒星,如果把相隔几十分钟的两张图片加以比较,发现了一个移动的亮点,那就应该引起天文学家的足够重视了,一个新的发现很可能就摆在他的面前。
这个移动的亮点可能是太阳系的小天体,如果能排除它是小行星的可能,事情就会变得简单起来,如果再能确认它没有彗尾,不是彗星,那它就一定是木星的卫星了。当然,*后还得经过其他望远镜的认证,这个过程也是*复杂的,它需要对这个新天体进行一段时间的连续观测,*主要的就是要确认它的轨道常数。这些常数就会确切地表明这个陌生天体的真实身份。
新的木星卫星都是用这种方法发现的,那些望远镜和数字照相机就像是宇宙侦探那样,毫不留情面的将朱庇特的一个又一个情人揪了出来。
它们从哪里来
朱庇特就是这样前呼后拥地被他的情人环绕着,随着数量的不断增长,人们开始疑惑,这些卫星是从哪里来的呢?对于这个问题,有多种多样的解释。
在太阳系外遥远的奥尔特云,有着难以计数的彗星,它们受到太阳的引力作用,会脱离这些团体,向太阳奔来,倘若木星正好位于它所经过的路线周围,那么木星强大的引力将会改变它们的轨道,甚至将它们俘获,从而成为木星的卫星,另一方面,即使在**次回归时,木星不会俘获它们,经过无数次的回归后,彗星的质量会大大减小,*终的命运会有两种可能,坠入太阳或者坠入木星。1994年,苏梅克——列维彗星就是一个榜样,它由于太接近木星,被木星的引力撕裂成21个碎块,撞向了木星。这只是一个特例,对于绝大多数彗星残骸来说,它们的另一种命运是被木星吸引,围绕着木星运转,变成木星的卫星。
木星卫星来源还有另一种可能,那就是小行星,一些小行星的运行轨道很不规则,当它进入到木星的引力范围,就会被木星轻易地俘获,成为它的卫星。
但是很多新发现的卫星轨道不符合这些特征,木星要想凭借强大的引力俘获这些小行星是一件不容易的事。在已知的61颗卫星中,它们的轨道情况各异,逆行卫星占了多数,它们那高轨道倾角和大偏心率使天文学家认为,这些卫星是在木星年轻的时候就有的。
木星与太阳一起在太阳系星云中诞生,那个时候,木星正在从一大团气体云中诞生,它的体积硕大无比,是一团还没有凝成的稀疏气体,一些较小的天体可以穿过它那庞大的躯体,在这个过程中,小天体可能被燃烧掉,但是如果没有被燃烧的话,小天体的速度大大减小,*终被它俘获,成为了木星的卫星,这就是木星俘获卫星的气体拖拽说。
其实,任何一种说法都只能解释其中的一部分,而不能解释全部。像那些规则卫星,比如四颗伽利略卫星,它们都有着规则的圆形轨道和规则的共面性,这表明它们可能是与木星一同形成的。所以,如果从根本上来说,它们与朱庇特青梅竹马,它们才是朱庇特的原配妻子。
朱庇特有多少情人
现在,对四颗伽利略卫星的轨道及其他们的物理状况研究得已经十分深入。木卫二之所以被甘德用肉眼发现,是因为它的体积特别大。实际上,四颗伽利略卫星都很大,它们与月球差不多,其中木卫三比水星还大,因为它们含有冰层,所以特别引人注目,人们对木星卫星的认识始于对它们的了解,但新发现的这些卫星个头完全不是这个样子。
这些卫星一般以逆行卫星居多,个头一般都只有1~5千米。夏威夷大学的谢波德认为,像这样直径大于1千米的卫星,木星可能会有100颗。
这样就产生一个问题,对于质量硕大无比的木星来说,这么小的天体也能算是木星的卫星吗?那些星际陨石也会被木星俘获,而围着木星运行,它们算不算是木星的卫星呢?还有那些细小的宇宙尘埃也可能会围绕着木星运行,这是不是也可以称为木星的卫星呢?对于这样的问题,谁都没有办法回答,它涉及到木星的卫星是否有一个质量标准的问题。目前并没有这样一套标准,规定质量达到多少才可以称为一个行星的卫星。要说新发现的这些小天体不是木星的卫星,那些发现者是会生气的,因为这样也就否定了他们的成绩,他们振振有词地辩解说:“就像一条小狗,你不能因为它小,就说它不是狗。”
要是按照这种标准找下去,朱庇特的情人可能根本就没有一个具体的数字。虽然朱庇特的行为不够检点,但是你不能见一个女人在他的身边,就说那是他的情人。六十多颗卫星已经够多的了,无可奈何的赫拉只有伤心的份。但使她更伤心的是,现在发现的这些卫星又太小,对于那些喜欢取名的天文学家来说,实在没有一个名字适合用她命名。看来,木星的家族里永远也没有赫拉露面的机会,她只能瞪眼看着朱庇特明目张胆地带着那些情人在天堂鬼混。而那些寻找木星卫星的侦探们,丝毫不顾忌赫拉的感受,还在继续着他们的工作,只怕有一天,他们要把那些微小的陨石也当成朱庇特的情人,继续为朱庇特编造那些并不存在的风流韵事。
如果你去问神话学家,朱庇特究竟有多少情人?他们会说:“这个风流成性的家伙,谁知道他诱枴了多少良家女子。”如果你去问天文学家,木星有多少个卫星,他们会说:“谁知道这个力大无穷的家伙俘获了多少小天体。但是天文学家也是对这个问题*感兴趣的人,为了得到答案,他们决定派一个人去看看,派谁去呢,当然还是赫拉,但是,在希腊神话中,她的名字叫赫拉,在罗马神话中,她的名字却叫朱诺。2011年8月5日,美国宇航局发射了朱诺木星探测器,她将会去看看朱庇特究竟有多少情人。
有一点可以肯定,到2012年年底,已经发现木星有66颗卫星,朱诺到那里亲自查看,**会发现更多。朱诺木星探测器在2016年将会到达木星,那时候,更精彩的好戏就会上演。
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