閃閃的星星
夜晚天空中閃爍發光的天體被我們稱為星星。據科學家預測,天空中能夠被肉眼看見的星星近7000顆。那麼,你知道星星為何會閃爍嗎?你看見過瑰麗壯觀的星雲嗎?你聽說過小行星會撞擊大行星嗎?你知道怪星的存在嗎?如果你對這些都一無所知,那你知道的星星就沒有任何光彩而言了。
星星為何會閃爍
白天為何不見星星
在我們的地球,白天一般是不會有星星出現的,那是因為地球的大氣層在作怪,它把陽光散射四麵八方,而星星是那麼暗淡,所以難以顯露出來。但這並不表明,在白天我們的頭頂上沒有星星。事實上,在日全食時太陽被全部擋住的幾分鍾內,星星就會像在夜晚那樣閃爍不停。再如無論是在航天飛機上的宇航員,還是在空間軌道站上的宇航員,由於他們擺脫了大氣的羈絆,所以他們就在陽光明媚的大白天見到了滿天星鬥。
由於太陽依然讓人無法正視,因為周圍沒有了空氣,所以在太陽的身旁不遠處,就有群星在爭輝。因此,他們見到的白天與地麵上是完全不同的。
星光為何閃爍不停
星光閃爍不停的真正原因是在於地球的大氣層。大氣的流動性非常強,而各處的氣流因溫度、濕度、壓力、風向等多種因素,總在不停地流動著,有些氣流還特別不規則,每時每刻都在變化著,正因為恒星麵前的空氣流動情況在不斷變化,就會使星光受到不規則的扭曲,於是星光就顯得閃爍了。
而這也往往成為識別行星的一個方法,即行星的光一般是穩定不閃的。
天上有多少顆星星
天空中究竟有多少顆星星?這是迄今為止,沒有任何一位科學家能準確回答的問題。但是,最近有了相對準確的答案:宇宙中大約有7×1022顆星星。這個數字是澳大利亞國立大學天文學和天體物理學研究院的西蒙·德賴弗教授及其研究小組計算出來的。
西蒙·德賴弗教授及其研究小組的人員,使用世界上最先進的射電望遠鏡,首先計算出離地球較近的一片空間裏有多少個星係。然後,通過測量星係的亮度,估計出每個星係裏有多少顆星星。
接下來,再根據這個數字來推斷在可見的宇宙空間裏有多少顆星星。專家認為,這是迄今為止最先進的計算方法。
在國際天文學界高度評價這一研究成果的同時,西蒙·德賴弗教授說:7×1022顆星星,並不是整個宇宙的星星數量,而是在現代望遠鏡力所能及的範圍內計算出的相對準確的數字,真正的數字會比這個大得多。這和我們的銀河係有關,因為我們所看到的星星,差不多都是銀河係裏的星星。
為什麼夏天晚上星星多
整個銀河係至少有1000億顆恒星,它們大致分布在一個圓餅狀的天空範圍內,這個“圓餅”的中央比周圍厚一些,光線從“圓餅”的一端跑到另一端要10萬光年。
我們的太陽光係是銀河係裏的一員,太陽係所處的位置並不在銀河係的中心,而是在距銀河係中心約2.5萬光年的地方。當我們向銀河係中心方向看時,可以看到銀河係恒星密集的中心部分和大部分銀河係,因此看到的星星就多;向相反方向看時,看到的隻是銀河係的邊緣部分,看到的星星就少得多。
地球不停地繞太陽轉動,北半球夏季時,地球轉到太陽和銀河係中心之間,銀河係的主要部分——銀河帶,正好是夜晚出現在我們頭頂上的天空;在其他季節裏,這段恒星最多最密集的部分,有的是在白天出現,有的是在清晨出現,有的是在黃昏出現,有時它不在天空中央,而是在靠近地平線的地方,這樣就不容易看到它。
所以,在夏天晚上我們看到的星星比冬天晚上看到的要多一些。
我還想知道
在距離地球3.6萬光年的地方,有一顆編號為HE0107-5240的巨星,它的年齡大約有132億歲,其形成可以追溯到宇宙初期,宇宙形成期目前公認為137億年前。
脈衝星的燈塔效應
脈衝周期
脈衝星有個奇異的特性,即短而穩的脈衝周期。所謂脈衝就是像人的脈搏一樣,一下一下出現短促的無線電訊號,如貝爾發現的第一顆脈衝星,每兩脈衝間隔時間是1.337秒,其他脈衝還有短到0.0014秒的,最長的也不過11.765735秒。
那麼,這樣有規則的脈衝究竟是怎樣產生的呢?
燈塔效應
天文學家研究指出:脈衝的形成是由於脈衝的高速自轉。原理就像我們乘坐輪船在海裏航行,看到過的燈塔一樣。設想一座燈塔總是亮著並且在不停地有規則運動,燈塔每轉一圈,由它窗口射出的燈光就射到我們的船上一次。不斷旋轉,在我們看來,燈塔的光就連續地一明一滅。
脈衝星每自轉一周,我們就接收到一次它輻射的電磁波,於是就形成一斷一續的脈衝。脈衝這種現象,也就叫燈塔效應。脈衝的周期其實就是脈衝星的自轉周期。
中子星的亮斑
燈塔的光隻能從窗口射出來,是不是說脈衝星也隻能從某個窗口射出來呢?
正是這樣,脈衝星就是中子星,而中子星與其他星體發光不一樣,太陽表麵到處發亮,中子星則隻有兩個相對著的小區域才能輻射出來,其他地方輻射是跑不出來的。即是說中子星表麵隻有兩個亮斑,別處都是暗的。
中子星的窗口
這是什麼原因呢?原來,中子星本身存在著極大的磁場,強磁場把輻射封閉起來,使中子星輻射隻能沿著磁軸方向,從兩個磁極區出來,這兩磁極區就是中子星的窗口。
中子星的輻射從兩個窗口出來後在空中傳播,形成兩個圓錐形的輻射束。
若地球剛好在這束輻射的方向上,我們就能接收到輻射,並且每轉一圈,這束輻射就掃過地球一次,也就形成我們接收到的有規則的脈衝信號。
專家的討論
幾乎所有的專家都相信上述這種燈塔模型。但是也有離經叛道的不同意見被提了出來。新的觀點認為脈衝星的發光不是源自它的磁極,而是來自它的周圍。
同時認為,脈衝星發出脈衝光是因為它的磁場在高速地翻轉振蕩,激變的磁場造成星體周圍出現了極高的感生電場。這個感生電場的峰值出現在磁場過零點附近,並且加速帶電粒子使其發出同步輻射。這就可以解釋脈衝信號的產生機理。
燈塔模型是現在最為流行的脈衝星模型。然而磁場震蕩模型還沒有被普遍接受。
脈衝星的發現
1967年10月,英國劍橋大學卡文迪許實驗室的安東尼·休伊什教授的研究生、24歲的喬絲琳·貝爾檢測射電望遠鏡收到的信號時無意中發現了一些有規律的脈衝信號,它們的周期十分穩定,為1.337秒。
起初,她以為這是外星人“小綠人”發來的信號,但在接下來不到半年的時間裏,又陸陸續續發現了數個這樣的脈衝信號。
後來人們確認這是一類新的天體,並把它命名為脈衝星。脈衝星與類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子一道,並稱為20世紀60年代天文學“四大發現”。
安東尼·休伊什教授本人也因脈衝星的發現而榮獲1974年的諾貝爾物理學獎。至今,脈衝星已被我們找到了不少於1620多顆,並且已得知它們就是高速自轉著的中子星。
脈衝雙星是1974年由美國馬薩諸塞大學的羅素·胡爾斯和約瑟夫·泰勒使用放在波多黎各的阿雷西博射電望遠鏡發現的。胡爾斯當時是研究生,主持一項用該望遠鏡搜索脈衝星計劃的日常工作。他的導師泰勒則是這一計劃的總負責人。
1974年,他們在那個夏天的發現和研究成果異常重要,並於1993年雙雙因脈衝雙星研究而獲諾貝爾獎。
我還想知道
2011年11月3日,美國航天局稱,多國合作的費米伽馬射線太空望遠鏡在巡天觀測中,發現一顆年齡為2500萬年的脈衝星,這也是人類迄今發現的最年輕的脈衝星。
行蹤不定的星星
金衛的首次發現
天空中的星星時隱時現,是由於我們在用肉眼觀察的時侯,空氣波動的結果,那麼天文學家觀察到的時隱時現的星星又是怎麼回事呢?
金星是太陽係中八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序是第二顆。它是離地球最近的行星。
1672年1月25日,天文學家卡西尼首次看到金星附近有一個小天體。他仔細觀察了10分鍾,但並不打算立即宣布發現了一顆金衛,以免引起一場轟動。
1686年8月18日早晨,卡西尼又一次看到了這個小天體:這顆衛星足有金星的1/4體積那麼大,它位於距金星3/5個金星直徑處,這顆金衛的相位與其母行星金星的相位相同。卡西尼對這一天體研究了15分鍾,並作了完整的記錄。
科學家的再觀察
然而觀察到的並非僅卡西尼一人。1740年10月23日,英國人吉姆·肖特也在金星附近發現了一個天體,他用望遠鏡觀察了一個小時之久,他說這一天體有1/3個金星那麼大。
1761年2月10日、11日和12日,法國馬賽市人約瑟夫·路易斯·拉格朗格聲稱他曾幾次看到了這顆金衛。
1761年3月15日、28日和29日,法國奧赫裏人蒙特巴隆通過他的望遠鏡也發現了這個金星的“幼仔”。
而同年的6月、7月、8月間,美國科佩漢根人羅德科伊爾對這一天體也曾觀察了8次。這些科學家們的辛勤勞動最後得到了官方的承認。普魯士國王弗雷德裏克大帝提議,將金衛命名為“阿裏姆博特”,以紀念這位法國學者。
金衛的悄然離去
1768年1月3日,科佩漢根的克裏斯坦·霍利鮑又仔細研究了這顆金衛,繼而發生的事更為神秘離奇,即金衛這個愛神之子失蹤了整整一個世紀。
在1886年,這個金衛又出現了。埃及天文學家曾7次看到了它,並把它命名為尼斯,以示對這位埃及知識之神的敬意。
1892年8月13日,美國天文學家愛德華·埃默森·伯納德在金星附近看到一個7星等的天體。伯納德教授確定它是一顆位於Ophillchlls星座的恒星,人們還給木衛五取名為伯納德恒星,以示對他的敬意。然而正當木衛五圍繞其母星歡樂地運行,這顆伯納德小恒星在不停地閃爍之時,金衛卻又悄然走失了。
自此以後的很長一段時間裏,天文學家試圖再一次尋找這顆金衛但都無功而返。這顆為許多科學家所觀測到的衛星仍是一個謎。
科學家的猜測
如果評論家們要說所有這些科學家之輩們都在憑幻覺,以及說萊斯卡鮑特無所事事卻得了榮譽勳章,那麼這些說法純粹太離譜也太不近人情。
毫無疑問,所有這些觀察都是有目共睹、切切實實的。這一切的發生,使人們不得不產生了許多猜測:1859年穿越太陽表麵的那個天體是什麼呢?會不會它是一個小行星或者是另一個世界的巨大空間站呢?金衛是不是也為外星係的空中堡壘呢?
金星衛星之謎
金星目前還有許多謎團未解開。其中最令人困惑的就是它的衛星之謎。
在現在的所有天文書籍上,在談到金星衛星時,都認為它的天然衛星數是“0”。
1686年8月,法國的天文學家喬·卡西尼宣布,他發現了金星的一顆衛星。並對這個新發現的金衛進行過多次觀察。並且根據他公布的金衛軌道數據,當時有不少人也觀測到了這個衛星,直至18世紀時,金星衛星似乎已經成為了定論。
金衛在人們的觀測中存在了78年,現在再也沒有絲毫蹤跡可尋。現在的太空望遠鏡、射電望遠鏡、雷達以及若幹宇宙飛船已經證實,現在的金星沒有衛星。
那麼在卡西尼時代是否真有金衛?難道許多天文學家所見的都是幻覺嗎?如果真的存在,那麼200多年前,是什麼能量把一個半徑1500千米,質量達幾千億億噸的金衛消滅得幹幹淨淨呢?
現在的天文界至今存在兩種不同的觀點:一是根本否認金衛的存在,一是認為它曾經存在過,但後來掙脫金星控製飛走了。但無論持哪種觀點,金星衛星目前還是一個未解之謎。
我還想知道
卡西尼:1625年6月8日出生於意大利佩裏納爾多,1712年9月14日逝世於法國巴黎。他是一位在意大利出生的法國天文學家和水利工程師。他發現了土星光環中間的縫隙,“卡西尼縫”由此得名。
瑰麗壯觀的星雲
彩虹星雲
這些由星際塵埃及氣體雲組成的雲氣,如同纖柔嬌貴的宇宙花瓣,遠遠地盛開在1300光年遠的仙王座恒星豐產區。有時它被稱為彩虹星雲,有時人們又叫她艾麗斯星雲,而被編入目錄的則是NGC7023,而它也並非是天空中唯一會讓人聯想到花的星雲。
在彩虹星雲中,星雲塵埃物質圍繞著一顆炙熱的年輕恒星。塵埃中央燈絲以一種略帶紅色的光致發光。然而,這一星雲反射出的光線主要是藍色的,這是塵埃微粒反射恒星光芒的特點。在塵埃中心的細絲發出微弱的紅色熒光,這是由於一些塵埃微粒能有效地將恒星發出的不可見的紫外線轉換成可見的紅光。紅外觀測器還發現這個星雲可能含有叫作多環芳烴的複雜碳分子。
玫瑰星雲
美麗的玫瑰星雲NGC2237,是一個距離我們3000光年的大型發射星雲。星雲中心有一個編號為NGC2244的疏散星團,而星團恒星所發出的恒星風,已經在星雲的中心吹出一個大洞。這些恒星大約是在400萬年前從它周圍的雲氣中形成的,而空洞的邊緣有一層由塵埃和熱雲氣的隔離層。這團熱星所發出的紫外光輻射,遊離了四周的雲氣,使它們發出輝光。星雲內豐富的氫氣,在年輕亮星的激發下,讓NGC2237在大部分照片裏呈現紅色的色澤。 不是所有的玫瑰星雲都是紅色的,但它們還是非常漂亮。在天象圖中,美麗的玫瑰星雲和其他恒星形成區域總是以紅色為主,一部分因為在星雲中占據支配的發射物是氫原子產生的。
三葉星雲
1747年,法國天文學家勒讓蒂爾首先發現了三葉星雲,三葉星雲比較明亮也比較大,為反射和發射混合型星雲,視星等為8.5等,視大小為29′×27′。這個星雲上有三條非常明顯的黑道,它的形狀就好像是三片發亮的樹葉緊密而和諧地湊在一起,因此被稱作三葉星雲。由於星雲上麵那格外醒目的三條黑紋,也有天文學家將它叫作三裂星雲。