第三章
太陽係外又發現9顆新行星
據《北京晚報》2000年8月8日報道，正在英國曼徹斯特舉行的國際天文聯合會昨天宣布，天文學家又發現了太陽係外的9顆新行星，其中包括一個在地球“後院”發現的木星大小的巨大行星。至此，科學家們在一周內宣布發現的新行星數目已達10顆。
與會的科學家表示，他們對發現具有人類生存條件的其他地球類行星有信心。他們認為宇宙中肯定存在溫度合適、水不結冰也不蒸發而保持液體的行星。在過去的5年間，科學家們已發現了50顆其他星係的行星。
又一個太陽係被發現
天文學家最近宣布，他們首次看見地球所屬的太陽係以外有一個行星的影子掠過其恒星，直接證明太陽係外確實有行星的存在。
華盛頓卡內基研究所的巴特勒說：“這事非同小可。這是一種直接的發現，我們看見該行星在恒星上的影子。”
巴特勒、馬西和加利福尼亞大學聖克魯斯分校的沃格特在11月5日發現了一顆行星投射到一個叫HD09458的恒星上的影子。該恒星位於飛馬座，距離地球約150光年，它的年齡和大小跟地球大概是一致的。而這個目前還未取名的行星大約是地球的18倍大，表麵溫度高達2000℃。它圍繞恒星公轉的速度大約是地球日35天，而運行軌道則比地球離太陽運行的軌道近20倍。
這些天文學家於是通知納什維爾的田納西大學的亨利。亨利在亞利桑那州南部巴塔哥尼亞高原的菲爾博恩天文台管理幾台望遠鏡，他在1月7日利用一台自動望遠鏡，觀察該恒星。馬西和巴特勒預測該行星將在某天從該恒星和地球之間穿過。這幾位天文學家希望該行星會按照從地球透視的軌道掠過該恒星。
自1995年首次發現第一個天外行星以來，天文學家先後發現了地球太陽係以外的28個行星。不過，所有這些行星的存在都是從它們對其恒星非常微弱的晃動中推斷出來的，這些晃動假定是由行星環繞恒星運行引起的萬有引力所致。這種技術由巴特勒和加利福尼亞大學伯克利分校的馬西發明，並采用它確定了假定存在行星中的20個。
類地行星有環嗎
1610年，著名科學家伽利略在宇宙中發現了一個色彩美麗、排列勻稱的光環，但並沒有引起他的注意。直到1659年，荷蘭科學家才證實那個光環是土星的光環。1979年，行星探測器飛近土星發現，土星環由上千個環組成，由土星雲層頂部一直延伸到32萬千米處。後來科學家們發現，在85萬千米以外還有一些外環。
很長一段時間內，人們都認為隻有土星有環圍繞，但是到了1977年，科學家們發現天王星也有9個細環圍繞，1986年又觀測到1個環，這樣天王星共有20個環。1979年3月，科學家發現木星也有雖暗但卻清晰可見的環。它們是由一個較明亮的窄環和一個扁環形的暈環組成的。1989年，“旅行者2號”宇宙探測器飛近海王星，發現了海王星也有5條圍繞它的環，有的環是完整的，有的則是環的一部分——環弧。
太陽係內有4顆大行星有環圍繞，這引起了中國天文學家的關注。很多人都在設想，太陽係的其他行星，包括人類居住的地球，是否都有環圍繞呢?
1964年，前蘇聯曾將兩個人造衛星關入圍繞地球的橢圓形軌道，衛星上裝備有隕石微粒記錄器，測量結果表明靠近地球也有一個穩定的、相當稠密的塵埃組成的環。通過進一步觀測查明，它們是地球外圍的幾個與赤道平麵傾斜度不同的圓環，由極細的塵埃粒子構成。塵埃環的高度在235萬～400萬千米之間。隨著遠離地球表麵的距離的增加，塵埃粒子的數量顯著減少。
關於其他類地行星是否也有環圍繞，各國科學家們意見不一，但都停留在推測上，沒有可靠的觀測證據來證明。也許隨著將來空間探測的進一步深入，宇宙會為我們提供一些新的信息，目前它還是一個無人能解的謎。
黑洞的秘密
關於黑洞的預言是法國著名數學家拉普拉斯於1789年提出的，他認為有一種天體，能夠吸引所有物質，包括光線在內，看上去像一個黑漆漆的洞，也就是黑洞。
愛因斯坦的廣義相對論公布之後，黑洞問題引起了科學家們的普遍關注。德國天文學家史瓦西利用廣義相對論對黑洞進行了了新的研究，1939年，美國物理學家奧本海默也對黑洞進行研究，並肯定它的存在。
1965年，人們觀測到一束來自白天鵝星座的X射線，科學家稱它為“天鵝座X－1”，它是一個明亮的藍色星體，它還有一顆看不見的伴星。科學家根據“天鵝座”發射出來的強射線，找到了編號為HDE226868的星體，它就是X射線的射線源。這是一個巨大無比的星體，質量為太陽的30倍，它圍繞另一顆星高速運轉。後經研究認為，X射線不是從HDE226868上發射的，這顆伴星質量是太陽的5～8倍，但看不到它的位置，這是黑洞發源地的可能性非常大。
本世紀70年代，美國物理學家惠勒推斷出黑洞的構成極其簡單，用不著壓強、溫度，也用不著談它的化學組成，僅需一個物理量就足夠了。
關於黑洞的形成原因，有人認為是由於恒星在其晚年，因燃料被消耗完，便在自身引力下開始坍縮。如果坍縮星體的質量超過太陽的3倍，那麼，其坍縮的產物就成為黑洞。還有人認為當超新星爆發時，一部分坍毀的恒星便會變成黑洞。也有人認為，在宇宙發生大爆炸時，其產生的巨大力量把一些物質擠壓得非常緊密，形成了“原生黑洞”。
直到今天，人類還沒有真正找到黑洞，但基本上肯定了它的存在。人們推測，也許一些星團的中心就是黑洞，銀河係中心也可能是一個質量巨大的黑洞。除了大黑洞之外，很可能還存在比小行星還要小的黑洞。甚至有人認為，地球本身也存在著黑洞。這種種說法雖然沒有確切的科學根據，但有人提出，就有一定的道理，相信隨著科學的發展，不久之後，人類就會解開黑洞之謎。
宇宙盡頭在何方
在20世紀以前，人們認為太陽係幾乎就是一切，不相信太陽係以外還存在其他星球。到1900年，人們又認為太陽係所屬的銀河係就是整個宇宙。至於銀河係的大小，當時最大膽的估計是寬約2萬光年（光年即光在一年中所走過的距離，約等於94605億千米），其中包含大約20億～30億顆像太陽一樣的恒星。
1920年，天文學家哈洛·沙普利等人根據當時掌握的測量恒星距離的新方法，算出了銀河的真實寬度是10萬光年，其中包含的恒星總數達2000～3000億顆。同20年前的看法相比，銀河“擴大”了100倍，而且還斷定這極度擴大了的銀河，並不是全部宇宙。
與此同時，天文學家又發現宇宙是由許多個像銀河係一樣的星係集成的，每個星係大約由幾十億到幾萬億顆星體組成。而且證明了宇宙是動態的，成群存在的星係彼此相互分離，它們之間的距離越來越大，好像宇宙也在不斷擴大。
1929年，美國天文學家埃德溫·P·哈勃等人設計出了確定星係距離的多種方法，證明即使是離我們比較近的星係（例如仙女星座係），距離我們也有230萬光年。60年代，人們發現某些曾被認為是我們自己星係中的沒有光澤的恒星，實際上離我們星係非常遙遠，被人們稱為“類星體”。這些“類星體”，最近的離我們也有10億光年，遠的則達120億光年以上。
按照宇宙誕生之後就急速擴大的宇宙模型，可以計算出宇宙的年齡為130億年。這就是說，從地球到宇宙“盡頭”的距離，理論上應是130億光年。
至於宇宙究竟有多大，它的“盡頭”究竟在何處，也許將永遠是個謎。
宇宙的主宰是誰
你知道嗎？很多大的星係的中心都有一個黑暗的“暴君”。這一發現，是現代天文學研究的新成果。英國出版的《新科學家周刊》2000年第3期有篇題為《宇宙的主人》的載文，該文指出：雖然它的臣民們看不見這位“君主”，但是它卻統占著伸展到數千光年以外的幾十億個“太陽係”，它在所有“太陽係”誕生之前就已存在，並且早就在幫助塑造它們的未來了。這些“暴君”就是黑洞，天文學家將它們稱為“超大質量”天體。
自從天文學家於20世紀初預言黑洞的存在以來，人們陸陸續續地得到了各種證據，證明了宇宙中確實存在著黑洞。然而，對於這種無法以可見光看到的天體，人類的了解究竟達到什麼程度？
如今，天文學家們正在開始懷疑是否已經在宇宙中留下了象征它們權威的標記。2000年年初，研究人員提出：巨大的黑洞是宇宙中所有星係萌生的“種子”，近來，天文學家發現了更多的支持這一觀點的證據。
早在幾十年前，天文學家就發現了類星體——位於遙遠星係中央的高亮度的天體。類星體的亮度可以是環繞在它周圍的星係的數百倍，但是它們的體積卻比我們的太陽係還小。到底是什麼東西可以從這麼小的空間裏發出這麼多的光和輻射呢？——黑洞是一種可能性。
盡管人們對於黑洞吞噬光線的能力了解得更多一些，但是它們也可以成為燦爛光芒的發源地，被黑洞吞沒的物質會在黑洞周圍形成一個呈螺旋形運動的圓盤，而圓盤在劇烈的翻騰過程中所產生的摩擦會將默默的氣體加熱到白熱狀態。天文學家認為，這就是類星體發光的原因。
因此，當天文觀測的結果開始證明更多的普通星係中央存在著黑洞時，天文學家自然會認為它們是能量已經耗盡的類星體。
1978年，在一個編號為M87的星係中，天文學家第一次捕捉到這樣一團巨大的黑色物質。
1988年，美國密歇根大學的道格·裏奇斯通和他的同事阿蘭·德雷斯勒對螺旋形的安德洛墨達星係和橢圓形的小星係M32進行了觀察，科學家們因而得出這樣的結論：上述兩個星係中一定存在著巨大的黑洞。果然，在幾年的時間裏，哈勃太空望遠鏡在我們附近的20多個星係裏已經發現了巨大的黑洞存在的證據。其中的一個黑洞屬於我們自己：銀河係中心有一個質量相當於300萬個太陽的黑洞。
那麼，在星係的生命進程中，這些超大質量的黑洞扮演著什麼樣的角色呢？
在2000年1月的美國天文學會上，裏奇斯通提出一個引起天文學家激烈爭論的觀點：黑洞可能首先是星係的締造者。裏奇斯通這一觀點將傳統的天體物理學整個顛倒了過來。賓夕法尼亞州立大學的戈登·加邁爾則指出：巨大的黑洞可能在時間剛剛誕生時就已經形成，而且它們一直都是在其周圍形成的新星係萌生的“種子”。
星係為什麼會需要這樣的“種子”呢？早期的宇宙非常勻淨。創世大爆炸殘留下來的餘輝表明，在早期的宇宙中，不同區域之間的密度差異非常小，不超過大約十萬分之一。為了創造出我們今天看到的由星係和空間組成的宇宙，這些微小的密度差異一定被放大了許多倍。而且這一放大過程非常迅速。因為在創世大爆炸發生僅10億年後星係就出現了。加邁爾指出：“這段時間對於宇宙完成從‘平滑’到‘粗糙’的演變過程來說並不算長。”為此他提出，巨大的黑洞在這一過程中可能扮演了引力種子的角色，黑洞將受到其引力作用的物質吸引到它的周圍，這些物質又進一步演變形成恒星。換句話說，星係就這樣誕生了。