登陆注册
28061500000009

第9章 神秘太阳系(3)

以上我们给大家介绍了黑子、日珥和耀斑这几种太阳的主要活动现象。除此之外,太阳的光球上还有密密麻麻的米粒组织和经常出现在日面边缘的光斑,色球上还有与光斑相对应的谱斑,日冕中还有暗黑的冕洞等等。太阳表面的这些活动现象形式不同,特点各异,但是它们有一个重要的相同之处,那就是共同遵守一个11年一周期的涨落规律,在太阳活动峰年,各种活动现象十分激烈,到谷年,它们都比较平静。太阳活动11年的变化周期,是300多年以前由德国的药剂师施瓦布发现.的。施瓦布是一位十分勤奋的天文爱好者,他通过对太阳黑子的长期观测发现了这一变化规律。然而这11年的周期又是怎么形成的呢?目前这也是一个未解之谜。

奇妙的太阳振荡

太阳表面丰富多彩的活动现象已经令我们眼花缭乱,然而本世纪60年代初,天文学中的一项重大发现更令我们惊讶不已。1960年,美国天文学家莱顿将最新研制成的强力分光仪对准太阳表面上一个个小区域,准备测定它沸腾表面运动的情况。结果他意外地发现了一件令人十分惊异的现象:太阳就像一颗巨大的跳动着的心脏,一张一缩地在脉动,大约每隔5分钟起伏振荡一次。这次莱顿发现的太阳上下振荡:和以前发现的太阳黑子、日珥等各种太阳运动现象都不同,它不仅具有周期性,而且整个日面无处不在振荡。

1.“多普勒效应”的功劳

太阳距离我们十分遥远,即使通过口径最大的光学望远镜,我们也根本无法看到它表面的上下起伏。那么,莱顿又是怎样发现太阳表面的这种振荡呢?说起来这还要归功于着名的“多普勒效应”。

大家都知道,当一个声音在接近或远离我们的时候,就会发生“多普勒效应”。当它接近我们时,我们接收到的频率升高了,当它离开我们时,我们接收到的频率降低了。与声波一样,光也是一种波,自然也有“多普勒效应”。当光波朝向或远离观测者时,光的频率也要发生变化。在由红橙黄绿青蓝紫七色光组成的太阳连续光谱上,紫色光的频率最高,红色光的频率最低。这个彩色的连续光谱上面还有许多稀疏不匀、深浅不一的暗线,是太阳外层中的一些元素吸收了下面更热的气体所发出的辐射而形成的,叫作吸收线。在观察太阳光谱的时候,如果我们一直紧紧盯住连续光谱上的一条吸收线,那么当太阳表面的气体向上运动时,也就是朝我们“奔驰”而来的时候,吸收线就会往光谱的高端即紫端移动,简称紫移反之,当气体向下移动时,吸收线就会往光谱的低端即红端移动,简称红移。如果吸收线一会儿紫移,一会儿红移,不断地交替交换,那么太阳的表面气体就在上下振荡。

说来简单,实际观察起来困难重重。因为太阳离我们很远,而且它振荡的幅度和速度都不大,所以光谱线的位移量也很小,大约只有波长的百万分之几。可想而知,这样微乎其微的变化,发现它是多么不容易。

莱顿使用非常精密的强力分光仪拍下一张张太阳光谱照片,然后利用“多普勒效应”

的原理,通过计算机进行反复的分析,最后才发现了太阳表面周期振荡的重要现象。

2.接踵而至的新发现

太阳5分钟振荡周期从根本上改变了人们对太阳运动状态的认识,世界各国的天文学家对这个问题都十分重视,许多天文学家纷纷采用各种不同方法对太阳进行观测。他们不仅证实了太阳表面5分钟的振荡周期,而且接连地又发现了其他好几种周期的振荡。有人得到周期为52分钟的太阳振荡有人得到周期为7一8分钟的太阳振荡。最引人注意的是苏联天文学家谢维内尔和法国天文学家布鲁克斯等得到的周期为160分钟的长周期振荡。

谢维内尔观测小组在克里米亚天体物理台首先观测到这种长周期振荡。1974年,他们把由光电调节器和光电光谱仪组成的太阳磁象仪安装在太阳塔的后面,利用它来观测连接太阳极区的窄条的光线以避开太阳赤道部分的视运动。来自太阳中心的光线发生偏振,而来自太阳边缘的光线没有偏振,这两部分光线分别照在两个光电倍增管上,这两个光电倍增管的输出就表示中心光线是否相对于边缘发生了多普勒位移。谢维内尔小组利用这种方法在1974年秋季观测到太阳160分钟的振荡周期。

1974年秋天,布鲁克斯在日中峰天文台,利用共振散射方法测定太阳吸收线的多普勒位移的绝对值,行了十多天的观测,也观测到了太阳160分钟的振荡周期。

太阳160分钟振荡周期被观测到以后,许多天文学家对它表示怀疑。有人认为这种振荡可能是一种仪器效应,也可能是地球大气周期性变化的反映。后来,美国斯坦福大学的一个天文小组用磁象仪观测到了太阳的160分钟振荡周\期。一个法国天文小组在南极进行了128个小时的连续观测,同样观测到了160分钟太阳振荡周期。南极夏季每天24小时都能看到太阳,不存在大气的周日活动问题。另外还有两个相距几千公里的天文台同时进行观测,也都观测到太阳1的这种长周期振荡。这两个台相距遥远,在长时间观测中大气的影响可以相互抵消了。太阳长周期振荡的现象终于得到了证实,疑问才被打消。

太阳表面到处振荡不停,不仅有升有落,而且有快有慢,这是一幅多么蔚为壮观的景象啊!

3.太阳振荡是怎样产生的

太阳振荡是怎样产生的?这是科学家们最关心的事情。目前,科学家们已f经认识到,太阳振荡虽然发生在太阳表面,但其根源一定是在太阳内部。使太阳内部产生振荡的因素可能有三个,即气体压力、重力和磁力。由它们造成的i波动分别称为“声波”、“重力波”和“磁流体力学波”,这三种波动还可以两两结合,甚至还可以三者合并在一起。就是这些错综复杂的波动,导致了太阳V表面气势宏伟的振荡现象。人们认为,太阳5分钟振荡周期可能是太阳对流层产生的一种声波,而160分钟的振荡周期则可能是由日心引起的重力波。但是:这些解释究竟正确与否,目前还不能完全肯定。

声波是一种比较简单的压力波,它可以通过任何介质传播。太阳的声波是与地球内部的地震波有些相似的连续波,它们传播的速度和方向依赖于太阳内部的温度、化学成分、密度和运动。像地球物理学家通过研究地震波去查明地球内部的构造模式类似,天文学家正利用他们所观测到的太阳的振荡现象,去窥探太阳内部的奥秘。

太阳中微子失踪之谜

中微子是一种非常奇特的粒子,它不带电,质量很小,大约只有电子质量的几百分之一。早在本世纪30年代初期,科学家就根据理论推测出,在原子核聚变反应的过程中,不仅会释放出大量的能量,而且还一定会释放出大量的中,微子。到了20世纪50年代中期,科学家通过实验证实了中微子的存在。

中微子的发现引起了天文学家的注意,于是他们开始了对太阳中微子的观测和研究。太阳的能量,来自四个氢原子核合成一个氦原子核的聚变反应。在太阳内部,时时刻刻都在进行着大规模的核反应,因此,中微子也时时刻刻从太阳内部大量地产生出来。中微子有一种奇特的性质,就是它的穿透能力极强,任何物质都难以阻挡。中微子从我们身上贯穿而过,我们毫无感觉。中微子不论碰上地球还是月球,都可以轻易地一穿而过。大量的中微子从太阳内部产生以后,就浩浩荡荡、畅行无阻地射向四面八方。地球表面每平方厘米的面积上,每秒钟就要遭受到几百亿个太阳中微子的轰击。

长期以来,人们只能根据观测太阳表层来推测太阳内部的状况。中微子却俘获中微子的“陷阱”。当中微子穿过这个大罐子时,就会和罐中的四氯乙烯溶液发生反应,生成氩原子,并放出电子。用计数器测出产生了多少氩原子,就可以知道有多少中微子参加反应了。

戴维斯等人经过多年的努力,到了1968年,终于探测到太阳中微子。然而,出乎人们意料的是,他们所探测到的中微子数目比原先预期的要少得多,仿佛有大量的太阳中微子失踪了。这是为什么呢?难道太阳根本没有产生这么多的中微子吗?这个问题引起了科学家的极大重视,成为着名的中微子失踪之谜。

关于太阳中微子失踪的原因,目前科学家认为有好几种可能。第一种可能是目前人们对太阳内部状态的认识有差错,很多天文学家对标准太阳模型提出了很多修改方案,但是始终还没有哪一种修改意见能圆满解释这个问题第二种可能是现有的原子核反应理论尚有问题第三种可能是人们对中微子本身的认识并不全面。还有一种可能是太阳内部产生的中微子有很大一部分迅速地改变了本来的面目,所以人们没能探测到它们。但是,究竟谁是谁非,科学家们还不能下最后的结论。

为了早日揭开太阳中微子之谜,近年来,科学家正在推进新的中微子探测计划。看来,人们为此还须付出长期的坚持不懈的努力。

拳绕太阳运行的神秘天体英美科学家们惊奇地发现,已飞行很久的“先锋10号”宇宙探测器竞给他们带来一个令人振奋的消息:一个新的天体正围绕太阳运行。

观测者们还没有见到这一天体,但他们坚信它的存在,因为“先锋10号”的轨道因它发生了变化!

据悉,如果这一发现属实,那它将成为因重力这一唯一原因而被发现的太阳系中的第二颗行星。第一次是1846年海王星的发现:科学家在1787年发现了天王星,后来发现天王星的轨道十分异常,从而发现了对其具有引力的海王星。

这颗新星是由英美天文学家组成的小组发现的,它很可能就是所谓的“uiper带”天体。而“先锋10号”的轨道数据则来自英国宇航局“深度空间”网络,这一网络是由一系列大型射电望远镜构成,目的是为了观测太空深远处的情况。

早在1992年12月8日,那时“先锋10号”已飞离地球84亿公里,该天文小组就发现探测器的飞行轨道出现偏差,他们一直在研究这一现象,希望找出原因。直到最近,在经过多种方法分析研究“先锋10号”发回的数据后,他们才肯定了自己的推论:即太阳系又有了新成员。

在近几个星期中,他们力图计算出此天体可能达到的最远距离以及具体位置。

他们初步预计,此天体是在撞上一大行星后而被抛到太阳系边际的。该天文小组的一位英国博士称:“我们对这一发现欣喜若狂,它真是天文学上一个极好的标志性事件!”

据称,这一天体可能是在茫茫宇宙中已知的数百个围绕太阳运行的天体中的一个,它们大都是由冰及岩石构成,且远在冥王星之外。这些天体在行星大家族中属于小字辈,直径仅有几百公里,但天文学家相信,有几百万个这种小行星在围绕太阳运行,并形成一条庞大的“星带”。1992年,天文学家发现了第一个这类天体。

1972年3月,“先锋10号”被发射升空,它是第一个要穿过火星及木星间的小行星带,飞向更远太空的探测器。但天文学家无法知道,它是否能安全闯过这一地段。

“先锋10号”也是第一个到达气体行星——木星的探测器。随后,它又成功飞离太阳的行星系统。虽然它还未进入星际领域,但这已开了太空探测器的先河。

在“先锋10号”飞了25年后,虽然它仍在发回信息,1997年美国宇航局还是暂停了对它的监控。

今年早些时候,科学家突然发现,一股神秘的力量作用于这个“老太空旅客”,但一时又无法找到原因,后来,这股力量竟将它向一个方向推移。

据悉,“先锋10号”将在200万年后到达金牛座星群。

几个可能存在生命的太阳系星球

智慧生物与生命是两个不等同的概念。即使我们能十分有把握地断定,在太阳系诸天体中,除地球外,没有任何一个天体拥有智慧生物,但仍不能肯定,在其他天体中也不存在任何生命活动,特别是那些低等的微生物。

在被怀疑拥有原始生命的太阳系诸天体中,火星是被议论得最多的一个。

在20世纪70年代,“水手号”和“海盗号”飞行器对水星的探测,终于否定了“火星人”的神话。然而,从海盗号探测站所做的三项实验来看,却不能绝对地肯定,那里不存在任何生命形态。

第一项实验是检查有无以光合作用为基础的物质交换,结果是否定的。第二项实验是仿效地球上的物质交换,视察澄清土壤样品中有无微生物。实验时在土壤样品中加入含碳14的培养液,若土壤中有生物,会吸收与消化养分,会排出有放射性的碳14,这可在计数管中进行检测,结果记录到了。而在预先经过消毒处理的土壤中则没有记录到。第三项实验是测量生物与周围环境所发生的气体交换。在加人培养液的土壤样品中,质谱仪记录到有氧的发生,但两小时后却突然停止,不过微量二氧化碳的析出却持续了11天之久。有人指出,如果土壤中存在过氧化物,那么氧的析出就可能不是生物造成的。因此根据这三项实验的结果,人们既不敢肯定,也不能否定火星上生命存在的可能性。即使退一步说,这三项实验证明了火星上没有生命。但它毕竟只能反映实验地点的情况,而不能以点代面地说明整个火星的情况。要知道,四十多年前,人们对环境恶劣的地球南极地区进行考察时,也曾认为那里是不适宜生命存在的,在早期的考察活动中也确实没有发现“定居型”的生物。然而在1977年,人们却在那里的石缝中找到了地衣和水藻。一些火星研究者指出,在火星赤道附近有两个地方,土壤中水的含量要比别处丰富得多。每天每平方厘米的地面至少能释放出100毫克的水(一到夜晚,水汽则凝结为霜因此这两个地方从地球看去要比火星其他地方明亮得多)。他们认为这两个地方的环境比地球上一些已发现有微生物的极端恶劣环境,更适于生命的存在。

美国国家航空航天局在斯坦福大学最近发表了一篇报告,认为40~45亿年前,南极大陆上曾存在微生物。而从南极大陆的火星陨石中发现的显示火星生命体存在的物质看,地球外存在有生命体的迹象。

美国国家航空航天局局长克鲁把火星上可能存在生命体这个宇宙研究史上的最新发现称之为“令人震惊的发现”。

新发现是从1984年被发现的12个陨石中的一个叫做“ANL8400”的南极陨石分析中产生的。它大约是一千五百万年前火星与木星间小彗星群碰撞的结果,大致在一千三百万年前落在南极大陆,年龄大致是40~45亿年。

同类推荐
  • 《环保知识篇》(上)

    《环保知识篇》(上)

    人类自诞生起,一切衣、食、住行及生产、生活,无不依赖于我们所生存的这个星球。地球上的大气、森林、海洋、河流、湖泊、土壤、草原、野生动植物等,组成了错综复杂而关系密切的自然生态系统,这就是人类赖以生存的基本环境。长期以来,人类把文明的进程一直滞留在对自然的征服掠夺上,似乎从未想到对哺育人类的地球给予保护和回报。在取得辉煌的文明成果的同时,人类对自然的掠夺却使得我们所生存的这个星球满目疮痍。人口增长和生产活动的增多,也对环境造成冲击,给环境带来压力。环境恶化、资源枯竭已经成为人类文明进程的巨大障碍。
  • 整洁健身(中华美德)

    整洁健身(中华美德)

    整洁健身,不仅仅停留在一个人仪表整洁、身体强壮的表层解释上,还应当涵括着人类与环境、人类与自然的关系;身体强健与劳动、武功、武术的关系;延年益寿与自然规律、身体健康与心理卫生的关系等更深更广的层面。顺其自然,遵循规律,积极锻炼,一直是中华民族古往今来传递“整洁健身”美德的一条基本原则。
  • 吹牛大王历险记

    吹牛大王历险记

    闽豪森男爵是一个快乐的冒险家,在书中,他讲述了许多他自己经历的异想天开的冒险故事,例如他可以利用眼睛冒出的火星打野鸭、骑着炮弹飞行、在鲸鱼胃里跳舞、乘船去月亮旅行等等。他的故事荒诞离奇、风趣幽默,夸张的情节和丰富的想象力让人难以置信却又爱不释手。虽然闽豪森将自己描绘成一个无所不能的英雄,但是总是被大家嘲笑为“吹牛大王”。但是这不同凡响的“吹牛大王”的故事,却是风靡全球的畅销不衰的故事。
  • 机械大师2最强差生

    机械大师2最强差生

    泽兰从小生活在贫民窟,无人知道在他瘦小且左腿略有残疾的身体下隐藏着无与伦比的科学天赋。扮猪吃老虎是泽兰最爱的招数,可惜由他自己创造的武器镰刀黑可可在关键时刻总会掉链子,比如战斗到一半就迈着机械短腿跑去玩耍……高贵的身世、俊朗的外表以及开朗率真的性格,令贵族少年司徒生成为当之无愧的天之骄子。不过年幼时的一场火灾,让他的身体除了大脑外超过百分之九十五都换成了机械。命运给予的最大恩惠,就是让两个不同世界的异类相遇。当科学小怪才遇见等同于拥有自我意识的机械人,又会发生怎样有趣的故事呢?让我们拭目以待吧!机械帝国的大门,正在敞开……
  • 青少年心灵治愈故事系列:说话要算数

    青少年心灵治愈故事系列:说话要算数

    诚信是由“诚”和“信”两个词组成的。诚,指真诚、诚实;信,指信任、信用和守信。“诚信”无论是对个人、集体还是国家来说,都非常重要。人无诚信,就不能获得信任与支持,无法在社会上立足;国家不讲诚信,就有可能失去民心。诚信是一个人立身行事之本。言必行,行必果,这不仅是对别人的尊重,更是对自己的尊重。一个全无信用可言的人,一定会为众人所不齿。本书精选了若干个诚信故事,引导读者做一个诚实有信的人。
热门推荐
  • 天锁霜蝶

    天锁霜蝶

    墨府三小姐与西岳天王爷定有婚约,鲜红嫁衣,华丽发冠,一切,命中注定
  • 银星之神

    银星之神

    在银水星上,许多人都拥有法术。有的靠强大的背景提升法术,而林宇在这乱世中靠自己的资治、天赋,一步一步地走到了极限。
  • 王的吸血女仆

    王的吸血女仆

    一个人类的女子,死后重生为吸血鬼,想远离人类的生活,奈何还是因为一个吸血鬼祖先而留下的牌子,和人类的王爷扯上了关系,来到人间,和王爷间因为血印的存在,变为他的奴仆。“主人,请吩咐。”安娜躬身面对着王爷图一,他是主,她是仆。一切从血印开始。“安娜,既然你不让我碰别的女人,那么就由你代替吧。”王爷飞身扑过去,没想到扑了一个空,他看着那站在远处,依然一脸恭敬的女人,气的他牙痒痒的。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 乖乖宝贝老公你真笨

    乖乖宝贝老公你真笨

    喂!你真的会娶我吗?童彤站在床前对着床上的薛梓潼说到。嗯我会可是我不想嫁
  • 战巫

    战巫

    整个世界仙佛魔共存,天地为棋局,众生为子,每个人在其中扮演着各种各样的角色,相互算计,各自布局,然而下棋者又如何得知,自己其实也在别人的棋盘之中?
  • 奇怪的刀

    奇怪的刀

    与其做个小王爷,不如做个至情至性的真汉子!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 我能安装模组

    我能安装模组

    平凡十七年的胡周好不容易盼来了一个系统,然而正当他摩拳擦掌,为了自己美好的未来而踌躇满志的时候,却忽然发现这个看似正常的世界正一步步走向混乱黑暗在匍匐,邪恶在躁动,野心与仇恨在看不见的角落里发酵酝酿,纷争的种子似乎下一秒就会破土而出面对这即将发生的一切,胡周只能无奈的表示:敢阻碍我享受和平昌盛的现代开挂人生的家伙,看我不打爆你们的狗头!
  • 靳先生,你心动了吗

    靳先生,你心动了吗

    司泺从小和靳厉琛相依为命,一直想要得到他的的认同,为了他什么都可以做。而在任务中,迷失了自我,爱上了别人……最后她死于一场爆炸!死前,脑海里满是靳厉琛的身影,尽管是那样冷漠,但不知为何,除了他,绝无仅有。“靳厉琛,故事要划上句号了。”远在外地的他,却不知这场阴谋,早已在秘密的谋划之中……三年后,她涅槃重生,才发现司家的背后还隐藏着更大的秘密!