人与自然 系列丛书-第48部分

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　　从着陆站上，第一次成功地看到了火星天空的颜色。白天它呈现出玫瑰红的色彩。这是光在气溶胶中散射造成的景象。气溶胶就是在大气中飘扬着的、久久不降落的细微尘粒。　
　　木星　
　　天文学家根据大孝质量、离太阳的远近、大气密度以及平均密度，将太阳系所有行星分为两类：水星、金星、地球、火星包括月亮属于类地行星、木星、土星、天王星三颗行星体积大、密度大、主要由很轻的元素构成，属于类木行星。　
　　木星我国古代也叫“岁星”与太阳平均距离为77830万公里，是太阳系行星中的大胖子，它的赤道直径达到143800公里，是地球赤道的12倍。木星的质量是地球的317。8倍，密度为水的1。3倍。其体积和质量比其他八大行星的总和还大。是九大行星中自转最快的行星，所以其形状很扁。木星中心的温度高达10万度，但由于热传导作用，木星从外面看是个冷球体，而且冷得厉害，表面温度只有…140℃。　
　　1974年，行星际探测器曾飞抵木星考察，发现木星大气显示出明暗交错平行于赤道的云带，其大气层的成分主要是氢和氦，并带有少量的甲烷和氨，大气压为1～2个大气压，其密度只有地球的五分之一。木星有氢冕和氦冕，它的大气层中的高层云是氨卷云。　
　　木星存在着强大的磁场，不过其磁极正好与地球相反，磁场强度比地球磁场大20～30倍，在地球上和自转得相当快的木星上发现磁场，以及在自转得很慢的月亮、水星、金星上没有磁场，似乎证实了这样的假说：磁场起因于行星的自载和存在于行星液体核内的环流。　
　　通过观测发现，木星所辐射出来的热量，比它从太阳所获得的要多一倍半，人们据此推断，木星本身有着巨大能源。　
　　木星有庞大的队伍，16颗卫星环绕在它的周围，其中尤其突出的是4个最大的卫星。它们也是被伽利略发现的。这4个卫星中，最大的木卫三和木卫四比月星还要大。它们以同一个面“朝向”木星，并围绕它公转，这一点类似月亮相对地球的运动。　
　　木星上的大红斑存在了几百年，人们对它观测了至少有80年之久，人们曾认为木星大红斑是木星固体表面上烧红了熔岩湖。俄国著名天体物理学家勃列基兴还在上世纪70年代就仔细地研究了红斑。人们揣测，从红斑处上升的气流，驱流在它上空的云块，使它看得见。现在可以认为，红斑是由某种极轻的物质组成的，这种物质是固体物质，而不是液体物质，是木星相当稠密的大气层，在其固体表面很大的高度上把它支持祝红斑的大小为10000×45000公里，它像整体样的东西，在经度方向漂移运动，这说明它是很坚固的。然而，无论如何木星的红斑仍然是一个谜。1978～1979年，美国宇宙站“旅行者”1号，在环绕木星飞行时，从近距离传回了红斑附近巨大旋涡的照片，发现大红斑是嵌在云带内的云团，但仍然没有揭示出大红斑的真面目来。　
　　土星　
　　土星，我国古代叫“填星”、“镇星”，是太阳系行星中距太阳由近及远的第六颗行星，因带有光环而成为天空中最美的天体之一。　
　　土星与太阳的平均距离142，700万公里，赤道直径有120，000公里，质量是地球的95。14倍，密度只有水的70％。土星公转周期是29。46年，自转周期10小时14分，形状较扁。　
　　土星的表面呈淡黄色，有平行于赤道的比星更规则的永久性云带，赤道区最亮，呈迷钩，有时几乎为全白色。土星有很厚的大气层，主要成份是沼气和少量的氨。土星表面很冷，温度是…150℃。　
　　土星已确定的卫星有17个之多，1655年荷兰天文学家惠更斯发现的土卫六，仅大如人造卫星，拥有以氮为主的大气。土卫八以其具有两种颜色著称，它的一个半面比另外一个半面亮六倍。　
　　环绕土星的细薄的美丽的光环，不仅使土星本身变得漂亮，也把整个太阳系装饰得美观了。然而，人们花了两个多世纪的漫长岁月，才识破了土星光环的庐山真面目。　
　　伽利略在他自制的那个不能得出清晰景象，而放大倍数只有30倍的不完善的望远镜中，看到土星两侧有某些附属物。但是些什么附属物，他怎么也不能看清楚。那时，伽利略实际上是看见了光环的“耳朵”，也就是光环在行星侧面的部分，看见了把光环跟土星球体分开来的暗环缝。这环缝使伽利略认为土星两侧有两个卫星之类的小行星。要知道，他这时已经发现了像随员一样伴随木星的4颗卫星。伽利略想，可能土星的附属物也是类似的东西，而这时谁都不会认为这是光环，因为光环无法看清楚。　
　　当伽利略写道：“观测到一颗最高的三重行星”。因为，星是当时所知的离太阳最远的行星，所以便称为“最高的”星。　
　　直到伽利略以后50年，荷兰学者惠更斯才认清土星的光环，并解释了它的形状的变化。他写道：“一个又薄又平的，任何一处也不接触的、同黄道而倾斜的光环缭绕着土星”。　
　　后来，在光环中发现了与环边同心的暗缝，它把环分为两部分——内环和外环，或称A环和B环。这暗缝称为卡西尼缝，这是用首先觉察到它的学者的姓氏来命名的。后来，又发现了更窄的恩克缝和最内层、微微发亮的“纱环”。因此人们常常不说土星只有一个环，而是说有好些环。　
　　随着时间的推移又搞清楚了土星的环不是连成一片的，而是由无数大小不等的各种互相分离的粒子和碎块构成。人们至今难于观察到单个粒子或碎块，但从它们对太阳光和雷达波的反射可以推算出它们的大校在光环的表面上，已观察到有由水构成的冰，而且可能是构成光环物质的主体。所有粒子和碎块都在各自的轨道上绕土星旋转，越靠近土星的运动越快。　
　　土星环主要有外环或A环（从2。1～2。3个土星半径）。中环或B环（从1。5～2个土星半径），内环或C环（从1。2～1。5个土星半径）。外环和中环之间相对比较空的区域，就叫作卡西尼缝，它把外环和中环分开。后来，人们还发现了另一些比较暗弱的环围绕土星，其中F环、G环的宽度较窄，而E环则较宽大。　
　　土星的赤道面也像地球一样与轨道有27°的倾斜，当土星沿轨道运动时，土星光环同视线就会形成不同的交角，从而呈现出不同的景象：每隔7年半（地球年）从状如“一条线”变到“完整的环”，再过7年半变为“一条线”，光环太薄，当其状如“一条线”时就难以看到。这种神奇现象多次让人类犯傻！　
　　1921年，许多地方报纸的活跃记者，问题还没有打听清楚，就报道耸人听闻的消息，说“土星光环完蛋了！”这意思是说它毁灭了。有些报纸还加上：“光环的碎片在飞向地球，碰撞在威胁着！”　
　　事实上，美丽的土星环就是这样每隔15年便“消失”一次，“地球人”又何必庸人自扰呢！　
　　天王星　
　　天王星是由天文学家发现的第一颗大行星。1781年3月13日，英国的业余天文学家威廉·赫歇耳在用自制的15厘米反射望远镜作巡天观测时，意外地发现了它。在这以前人们一直认为，太阳系除地球之外，只有金、木、水、火、土五大行星。赫歇耳的发现扩大了太阳系边界，他因此获得了“皇家天文学家”的称号。　
　　从那以后二百多年过去了，天文学家坚持不懈地观测天王星，但是收效很校这主要是因为，天王星离地球太远了，大约29亿公里，即使用最大口径的望远镜，也只能看到一个淡绿色的小圆面。因此，多少年以来，科学家一直盼望着，终有一天能借助太空探测器对天王星进行考察。　
　　“旅行者”二号没有辜负天文学家的期望，探测器上的摄影机拍摄了大量的天王星及其卫星的特写照片，第一次把神秘莫测的天王星一览无余地展现在我们眼前。　
　　长期以来，天文学家一直对天王星的比重感到疑惑。天王星的体积是地球的64倍，而重量只是地球的14。6倍，也就是说天王星的密度只有不到地球的1/4。这是怎么回事？科学家根据“旅行者”二号发回的数据资料分析，认为天王星上有大量的气体，而这些气体只有彗星才存在。于是天文学家们推断，天王星是由几百万个慧星组成的一个巨大方块。而地球却是由铁石组成的。所以密度比天王星大得多。　
　　天王星的表面覆盖着什么？这也一直是个谜。现在科学家们发现，天王星的表面覆盖着深达几千公里的海洋。因为彗星主要是由冰块组成的，冰块在冲撞时产生的高温，又使冰块融化成高温的水，同时天王星外面还包围着几千公里厚的大气，在巨大的大气压力下，水虽然温度很高，却没有沸腾。　
　　1977年以来，天文学家发现，天王星和土星、木星一样也有光环。通过照片发现，天王星光环的特点是十分狭窄，一般都只有几公里至十几公里；另外，构成环的粒子都比较大，一般直径是1米左右。我们知道木星环的粒子都是几毫米，土星环的粒子的大小从5厘米到1米不等。它们都比天王星的光环粒子校所以，这些粒子究竟是由什么东西组成的呢？天文学家认为是大小不一的石头。　
　　通过以往的地面观测，天文学家发现天王星有5颗卫星。这次“旅行者”二号又发现了15个。对于早发现的5颗卫星，天文学家为它们一一编了号：天卫一、天卫二、天卫三。。而新卫星还没有正式命名。从给天卫五拍摄的特写照片上可以看出，天卫五上面的地形复杂得令人难以相信，有山脉、峡谷、悬崖、冰川、环形山等等。天文学家们把天卫五形象地叫作太阳系天体中的“地形博物馆”。　
　　海王星与冥王星　
　　在太阳系的边缘，海王星和冥王星在回转着。虽然海王星比土星小得多，但也属于巨行星。冥王星同太阳间的距离是日地间距离的40倍，从冥王星那儿看，我们这星球就是一颗光耀夺目的亮星。　
　　海王星是太阳系九大行星中距太阳由近及远的顺序排列的第八颗行星，它离太阳的平均距离是30。1个天文单位，公转周期164。8年，自转周期约22小时，赤道直径49500公里，质量是地球的17。23倍，密度为水的1。66倍。　
　　海王星是法国天文学家勒威尔和英国天文学家亚当斯在1846年根据天体力学理论同时计算出了这颗行星的位置，然后经德国天文学家伽勒根据计算位置用望远镜观测而发现的。　
　　据推测，海王星大气中含沼气和微量的氨，表面温度为…205℃，高于人们依据太阳辐射算出的期望值，这说明要么海王星大气某一层具有温度效应，要么表明海王星有内部热源。　
　　海王星有两颗卫星，海卫一是其中较大的一颗，1846年为拉塞尔发现。　
　　海卫一在35。4万公里处绕海王星运行。天文学家们发现，海卫一的轨道在逐渐缩小也就是说，它在日益向海王星靠拢，这有可能最终导致它破裂和毁灭。　
　　据猜测，海卫一的直径在3600～5200公里之间，超过月球的直径，海卫一极有可能是太阳系中最大的卫星。海卫一的质量至今未能确定，但估计其质量较大。海卫二是海王星较小的卫星，估计直径只有200～1000公里，它在距海王星557万公里处运行，海卫二可能是由冰、岩石或它们的混合物构成。　
　　海卫二暗弱之极，用最大的望远镜也看不见它，它是1949年由柯伊伯用照相法发现的。　
　　冥王星是太阳系九大行星离太阳最远的行星，它距太阳的平均距离为39。53个天文单位，是1930年2月18日洛韦尔天文台的汤博根据韦耳的计算用照相的方法发现的。　
　　冥王星的公转周期长达248。5年，自转周期是6。3867天，冥王星表面有甲烷气体。　
　　1978年，美国海军天文台的天文学家克里斯蒂，完全是偶然地发现了冥王星的一个卫星，这颗卫星在照片上是清淡的扁长的冥王星象。这一发现不仅为1965～1970年拍摄的照片所证实，也为其他三位科学家后来的照片证实。它的公转周期是6。3867天，与冥王星自转周期相同，这是它们之间潮夕摩擦的结果。发现这颗卫星，使我们有可能测出冥王星的质量和大校原来，冥王星的质量相当于地球质量的五百分之一，而直径为2600公里。就是说冥王星从水星那儿夺去了太阳系大行星中号称最小行星的“桂冠”。　
　　月球　
　　月球不过是由岩山构成荒球，没有大气，也没有水。　
　　但是，月球上也确有地球没有的景观，如能登月欣赏一下月球天空，从那里观看宇宙会毕生难忘。例如从月球上看太阳东升西落就和地球上大不一样。因为月球自转比地球慢许多，它的“一昼夜”长达27。32地球日。这样，太阳升落也很慢，从日出到中午要经过180多个小时，而且月球周围无大气遮隔，看到的太阳比地球上要明亮千百倍，是地球人无法想象的真正的大火球，它高悬天空，似乎不动地缓缓移向天心。在烈火照耀下，温度不断升高，正午时分达到127℃。如果你不穿上具有生命保障系统并能抗高温的太空服或者不躲在登月舱内，身体中的水份很快就会蒸发掉。过中午后，又要经过180多个小时方见日落，温度也不断回跌。日落后，长达两星期左右的漫漫长夜开始了，月面温度可降到…183℃，确实是高处不胜寒了。在夜空中，能见到一轮硕大无比的“明月”在极慢移动，这就是反射着太阳光的地球，其亮度比在地球上见到的月亮要明亮许多许多倍，光线柔和似水，真像个小太阳。　
　　月亮上的另一奇观是到处是环形山，也就是大大小小的陨石坑。因为没有空气保护，在月球存在的45亿年左右的时间里，流星体常以巨大的力量撞击月面，产生了无数环形山，它的大小随流星体的质量而有所不同。应用各个飞船拍摄的月球照片，科学家已鉴别出大约有30万个直径大于1米的环形山。这种陨石坑所抛出的破碎岩石应当在离原陨石坑一定距离的地方落下来。这样，月球表面是由大量破碎岩石组成的。事情确实是这样，航天员登陆月面，发觉自己站在一层称为浮土的碎石上面。又由于月球上没有风雨侵蚀，各种各样的环形山以及浮土能长期保存下来。　
　　经过30多年的空间探索，齐奥尔科夫斯基预言得到了证实：“人类不会永远停留在地球。”为了把人类的活动舞台扩展到其他星球，为了利用空间并造福人类，月球必然是人类注目的第一个星球，研究、开发月球对人类有很多好处。　
　　月球上有丰富的矿产。航天员登月时，已经发现月球上有极大储量的钛及其他矿产。利用月球矿产，可以非常便宜地制造航天飞行器硬件，而且从月球发射物体要比从地球发射容易许多，因为月球引力远比地球引力小，又无空气，航天器射离月球无须克服空气阻力。例如，从月球发射一个高度近地轨道的有效载荷所需总能量比在地球上发射同样重量所需能量小20到30倍；又如航天飞机的载荷只占整个发射重量的1。5％，如果用同样的运载工具从月球发射，其有效载荷可占总发射质量的50％。一旦月球获得开发，月球能作为人类飞往其他行星的理想基地。　
　　若在太阳系内建立大型太空站，或太空居民点，开发月球资源以供需求是最经济的途径。有许多人预言，去太空居住和生产是人类活动的下一个主要领域。当太空侨居区出现时，不可能再依赖