众多的小行星是星体爆炸产生的吗?
我们所在的太阳系的特征是什么呢?假如要求你对这个问题做一个最简明扼要的回答,你会怎么说呢?
有一位天文学家曾经用一句话巧妙地概括了太阳系的特征:“一小堆大行星,一大堆小行星。”这个回答虽然有些开玩笑的意味,却极为精练地描述出了太阳系的状态。太阳系中人们已知的大行星只有8颗,而小行星自从1801年发现第一颗开始直到今天,已登记在册并有编号的就达4000多颗,这还不包括那些有待证实的新发现的小行星。
如果以个头而论,最大的小行星也不能同最小的大行星相提并论,它们之间实在是相差悬殊。虽然这些小行星个头都不大,但都围绕着太阳公转,而且具有行星所具有的一切特征。从这一点上说,它们与大行星“称兄道弟”毫无愧色。
那么,这些小行星究竟有多少呢?除了“在编”的4000多颗之外,亮度大于19星等的小行星有近4万颗,它们的直径为几百米。更小的更暗的21星等的小行星,总数将不少于5万颗。至于比这更小、更暗的小行星,则不计其数,无可估量。
从它们所处的位置来看,小行星们大都聚集在木星和火星之间这块不算太大的空间里。
小行星是从哪里来的呢?为什么小行星会有这么多呢?它们为什么聚在一起呢?如果能够正确地解答这些问题,显然对人们认识太阳系的起源具有十分重要的意义。可惜的是,科学家们经过了一二百年的研究,也只能提出一些没有获得普遍认可的推测。
最经常被提出的一种理论是“爆炸说”。赞同这一学说的科学家们认为,在小行星带所处的那个空间,原先有一个与地球、火星不相上下的大行星,它与其他行星一样,长时间地围绕着太阳运动。后来,由于现在还不清楚的某种原因,它被炸得粉身碎骨,碎块又互相碰撞,成为更小的碎片,其中大部分变成了现在的小行星,小部分变成了流星体。
从对小行星的观测来看,它们只有少数一些是圆形的,大部分是不规则的,大小也有很大差别,这似乎为“爆炸说”提供了证明。
但有的科学家提出了疑问:究竟是从哪里来的这么大的能量,居然能把那么大的一颗行星炸得粉碎?再进一步追问下去:这些被炸飞的碎块,又怎么能集中成现在的小行星带呢?
于是,又有一些科学家提出了“碰撞说”。他们认为,在火星和木星之间的空间中,原来不是只有一颗大行星,而是有几十颗直径在几百千米以下的小行星,它们的轨道各不相同,即轨道的长轴、偏心率、周期以及轨道与黄道之间的倾角都不同,但也不是相差得那么大。显而易见,它们在长期的运动过程中,难免有彼此接近或比较接近的机会,发生碰撞甚至多次碰撞的可能性是很大的,这样就形成了大小不等、形状各异的众多小行星。但是今天所能看到的小行星也不全都是碰撞后的产物,那些比较大的、基本上呈球形的小行星,就是其中幸免于难的,至少没有经过剧烈碰撞。
但这种说法也有让人生疑之处:怎么会有这种碰撞机会呢?几十个不大的天体在火星与木星之间运动,就好像几条鱼在太平洋中游动一样,它们在水中的碰撞机会能有多大呢?
近年来比较流行的理论是所谓的“半成品说”。持这种观点的科学家认为,在原始星云开始形成太阳系天体的初期,太空中有许多残存碎片,它们在围绕太阳运转时逐渐集合到一起,成为较大的天体,它们再不断吸附,使太阳系变得越来越干净。但是在小行星带却不是这样,由于木星的摄动和其他一些未知因素,这些残余的碎片抵抗住了太阳的拉力,因而就没有形成新的行星,而只能成为一些“半成品”——小行星。
这种说法目前在天文学界得到了很多人的支持。但作为一种假设,还需要获得大量证据的证实才能够成立。
科学小讲堂
星等的由来与发展
公元前2世纪,古希腊有一位名叫依巴谷的天文学家在爱琴海的罗得岛上建起了观星台。有一次,他在天蝎座中发现了一颗陌生的星。凭着丰富的经验判断,这颗星不是行星,但是前人的记录中没有这颗星。这是什么天体呢?依巴谷决心绘制出一份详细的恒星天空星图。经过不懈的努力,一份标有1000多颗恒星精确位置和亮度的恒星星图终于在他手中诞生了。为了清楚地反映出恒星的亮度,依巴谷根据恒星的亮暗分成等级。他把看起来最亮的20颗恒星作为一等星,把眼睛能看到的最暗弱的恒星作为六等星,在这中间又分为二等星、三等星、四等星和五等星。
1850年,英国天文学家普森重新制定出星等的标准。他以光学仪器测定出星球的光度,制定每一星等间的亮度差为2.512倍,比一等星还亮的星是0等;再亮的,则用负数表示,如-1、-2、-3等。星等又分为“视星等”和“绝对星等”。视星等是地球上的观测者所见的天体的亮度,比如太阳的视星等为-26.75等,满月的视星等为-12.6等。人眼对黄色最敏感,因此视星等又称“黄星等”。绝对星等是在距天体10秒差距(32.6光年)处所看到的亮度,比如太阳的绝对星等为4.75等。