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第三节 那些独特的星体

介绍完我们的邻居,接下来,我们又要开始寻找新的星体了。要知道宇宙这么大,有个性、好玩儿的星体可不少。接下来我们就去采访一下我们口耳相传的那些星体吧。

恒星

——我们永远这么闪亮

在晴朗的夜空中,那些总在一眨一眨的家伙就是恒星。古人认为恒星是固定不动的星体,所以人们给其取名为“恒”,其实恒星也在运动。现在让我们来认识一下常常被提及的那些恒星,比如神话故事中被残忍分离的恩爱夫妻“牛郎织女”,诗歌中有狼子野心的天狼星,我们熟悉的太阳公公……

牛郎织女遥相对

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牛郎织女的故事

在中国的神话故事中,牛郎和织女被王母娘娘分隔在银河两岸,一年仅能在农历七月初七相聚一次。这让我们对牛郎和织女给予深厚的同情,但实际情况真是如此吗?

织女星是天琴座中最明亮的星星,也是太阳附近最明亮的星星之一。它和地球的距离相对来说很近,只有26.3光年。织女星和牛郎星实际关系不大,倒是与太阳关系不错,天文学家称它是天空中仅次于太阳第二重要的恒星。在很久以前,织女星还是北半球的极星,很多年以后它还会再次回归成为北极星。织女星的年龄只有太阳的1/10,但是因为它的质量是太阳的2.1倍,因此它的预期寿命也只有太阳的1/10;这两颗恒星目前都在接近寿命的中点上。

牛郎星又叫牵牛星,是天鹰座中的恒星,是天空排行第十二明亮的恒星。它和天鹰座β、γ星的连线正指向织女星。正是这一奇景,所以在古人的想象中,牛郎星和织女星就成了被迫分离的情侣。牛郎星距离地球16光年,它的质量约是太阳的1.7倍,直径约为太阳的1.8倍,亮度约为太阳的10.5倍,表面温度约6727℃。

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恒星在天球北极的移动路径,织女星是附近最闪亮的恒星
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隔河相望的牛郎织女星

西北望射天狼

在中国古代的星宿文化中,天狼星是“主侵略之兆”的恶星。当然,事实并非如此。在晴朗的夜空,你能看见的最亮的恒星就是天狼星。天狼星之所以成为夜空中最亮的星星,不仅仅是因为它本身比较明亮,还因为它距离太阳非常近,是最近的恒星之一。

天狼星虽然肉眼看上去是一颗单独的星星,但实际上它是一个恒星系统,是由互相围绕公转的两颗白色恒星组成的。其中较亮的一颗星,称为天狼星A,另一颗叫作天狼星B,不过天狼星B现在已经变成了一颗白矮星。除了居住在北纬73°以北的人,我们在地球的任何角落都能看到天狼星。

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天狼星A
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艺术家笔下的天狼星A和B

太阳公公的小档案

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太阳设计图
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太阳结构图解:①核心 ② 辐射层③ 对流层 ④光球 ⑤ 色球 ⑥日冕 ⑦黑子 ⑧米粒 ⑨日珥

基本信息

名称:太阳

年龄:约46亿年

所属星系:银河系-太阳系

直径:1.392×106千米

质量:约1.99×1030千克

表面温度:约6000℃

内核温度:太阳内核的温度约1500万℃

运动方式:以每秒250千米的速度绕银心(银河系的中心)转动,公转一周约需2.5亿年。太阳也在自转,其周期在日面赤道带约25天,两极区约为35天

太阳的结构:中心为热核反应区,核心之外是辐射层,辐射层外为对流层,对流层之外是太阳大气层

太阳活动形式:主要有太阳黑子、光斑、谱斑、耀斑、日珥和日冕等。时烈时弱,平均以11年为一活动周期

未来:和所有的恒星一样,太阳(中等质量的恒星)终有一天会燃烧殆尽,然后变成红巨星,再向行星状星云发展,最后成为一颗白矮星。太阳的毁灭一定会给地球造成灭顶之灾,但是相信在几十亿年以后,科技终将为我们打开一片新的天地

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中等质量恒星演化

太阳系主要行星大小比较

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太阳风

和地球比较

地球直径约12756千米,太阳直径是地球的109倍。

地球质量约为5.97×1024千克,太阳质量约为地球的33万倍。

地球表面积约为5.11×108平方千米,太阳表面积约是地球的1.2万倍。

地球体积约为1.08×1012立方千米,太阳体积约是地球的130万倍。

太阳的功能

1.太阳核裂变每秒燃烧6.2亿吨氢,会释放超大能量,提供了整个太阳系95%的能量,人类的进化和成长离不开能量。

2.太阳占太阳系总质量的99.86%,其产生的强大引力引导太阳系有规律地运行着,带来春夏秋冬四季变迁,为万物生长提供光照……是生命起源的根源。

3.太阳因本身的变化影响整个太阳系内(包括地球)的剧烈变化和生物的演变。

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太阳耀斑(左上角的白色区域)
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太阳系的行星中,只有地球适宜人类生存

我是最倒霉的星星

——彗星

作为太阳系中的一员,彗星对自己的地位一直非常不满意。为了平息它的怒气,我们开展了一系列的研讨会,并请了许多在太阳系颇有名气的代表来参加。现在,我们就来直播这一次的研讨会。最先发言的就是彗星。

彗星(非常愤怒)

3000多年前,人类就已经发现我了,但是到现在为止,我在人类中依旧是“臭名远扬”,人类总是叫我——“扫把星”。相信大家都知道,“扫把星”就是倒霉鬼、灾星的意思,这是一个有侮辱性的名词,我非常讨厌。

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望远镜拍摄的彗星的彩色图片

如果仅仅因为我在进入大气层的时候总拖着一条长长的尾巴,而且不经常出现,或者一出现就匆匆而过,就判定我会给人类带来灾难,把我视作灾祸降临前的不祥之兆,称之为“灾星”,是不科学的,我不服气!

太阳(慢条斯理)

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金黄色的霍姆斯彗星

嗯,这件事我早就知道了,毕竟,彗星是太阳系中的一员!关于这个问题,我得说明一下。彗星长成这个样子,也不是没有原因的。它由3个部分构成,彗核是彗星的实体部分,形状像一个“脏雪球”,由比较密集的固体块和质点构成,整个彗星的质量几乎都集中在这里;彗核周围环绕着的云雾状物质称为彗发,主要由气体和尘埃组成,能反射太阳的光辉;彗尾由极稀薄的气体和尘埃组成,受太阳风的影响,在靠近大气层的时候,形状看起来就像扫帚。其实每年都有上百颗彗星出现,但是它们的光亮很大程度会受到我的影响,人类不一定能观测到,所以大家别再误会它了!

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双尾彗星

科学家(深思熟虑)

关于彗星是不是灾星,现在还真不好下结论,由于它在人类思想中根深蒂固的印象,每一次出现都会引起极大的恐慌。

1910年重返的哈雷彗星,因为它的彗尾会扫过地球,报纸上错误的报道引发民众对它的恐惧,认为可能会毒害数以万计的生命。1997年海尔—波普彗星的出现,甚至引起一些教派的自杀潮。还有些人认为,一些传染病,如1968年全球流行的香港型流感和中世纪的几次大瘟疫,很可能与彗星靠近地球时带来的病毒有关。彗星还被很多人认为是造成地震的“凶手”之一。流行文化中描写彗星是预示世界末日的征兆,这类认识牢固地根植于很多人的脑海……而在已有的资料中,我们也确实观测到彗星撞击其他星球的实例——月球表面有许多的撞击坑,有些就是彗星造成的。最近一次的彗星与行星的撞击发生在1994年7月,舒梅克—利维九号彗星与木星相撞。

哈雷彗星(十分淡定)

为什么我会出现在这里?这是因为我觉得自己是彗星中和人类较亲近的一个。我是唯一每次都够亮,在经过太阳系的内侧时人类能以肉眼看见的彗星。不过只有幸运的人才能够看到我,因为我大约76年才出现一次。英国人埃德蒙·哈雷最先估算出我的周期,所以人们把我命名为哈雷彗星。上一次我出现是在1986年,而下一次回归将在2061年。因为我的周期的确定,人类能更好地观察彗星。我打开了人类通向彗星的大门,而我相信这扇大门会一直开着,让人类能更好地了解我们。

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哈雷彗星

流星体使用说明书

概述

流星体是宇宙对人类的馈赠。当然,人类不一定了解这份赠礼,因此,宇宙爷爷特地做了一份简易说明书。现在我们一起来看看,如何才能更好地使用、欣赏这份大礼。

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格罗宁根上空的火流星

性状

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火球
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火流星

流星体会呈现出多种状态,如我们常见的流星。而实际上流星不是天体,它只是流星体或者小行星撞入大气层后出现的发热现象。流星色彩缤纷,有白、红、紫、橙、蓝、黄,是一种非常美丽的现象。

火球是流星体另外一种状态,实际上它和流星唯一的区别在于——它比流星亮!它之所以被叫作火球,就是因为当我们在天顶看到它的时候,它就如同一个明亮的火球,亮度也超越了所有行星的亮度。

火流星的亮度比火球更亮,它实际是一种特殊的火球。当然,普通人一定不会像欢迎流星一样欢迎它,因为它的出现往往意味着一次撞击事件。火流星的名字来自希腊文,它更贴切一点儿的翻译应该是闪电或者导弹。谁让它的尾部总是特别明亮,还往往会发生爆炸现象呢。

还有一种超级火流星,顾名思义,它的亮度比火流星还要亮。

流星体在和大气层撞击后,要是没有完全汽化,往往就会留下点儿残留物,这就是大家比较熟悉的陨石。流星体偶尔和地球“亲密接触”后,它会熔解地表的物质,冷却后会形成一种特殊的物质。大家认为它是陨石的一种,所以把它叫作玻璃陨石,又称雷公墨,实际它是“本地制造”。

有时候,流星体一进入大气层就被毁坏了,这个时候,它就会产生流星尘;有的时候它会分离出一条离子尾,离子尾是流星体到来的前期预报,通过它我们能很好地了解流星体的运行。

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铁陨石
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玻璃陨石

注意事项

每年降落在地球上的流星体非常多,据估算,有20万吨左右。我们经常能观看到的流星体现象就是流星雨。但是流星雨往往转瞬即逝,观看时要选择好时间(天文学家会公布)、地点(最好在郊外),还要有一定的耐性(也许你会等待很久)……另外,流星体也可能对地球产生一定的伤害,如大型陨石撞击产生的各种天坑。大型陨石撞击地球可能是导致恐龙灭绝的原因之一。据史料记载,500多年前,甘肃一颗直径仅数十米的陨石的降落造成了上万人死亡,相当于一颗原子弹爆炸的威力。

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纳米比亚霍巴陨石

小心!小行星很危险

你也许一点儿也不关心小行星是个什么玩意儿,毕竟你没法儿抓住一颗小行星进行研究,好透彻地了解一下它。不过,机会来了——我们有一本天文学家的日记本,一起来看看吧!

2014-5-3  星期六  天气:晴

今天是忧心忡忡的一天,就在几个小时前,一场大危机刚刚和我们擦身而过——一颗公交车般大的小行星“惊险”地掠过地球。它和地球距离最近时仅为29.93万千米,比月球距离地球还要近。也许很多人不了解,他们一定在想:嘿,科学家什么的,真会大惊小怪,就算那是一辆失控的公交车,能造成多大损失呢?不!我想大声地告诉所有人,小行星真的很危险,虽然它只有一辆公交车那么大,但是如果这颗小行星撞向某个大城市,它的威力也许相当于1945年广岛原子弹爆炸威力的一半。地球很脆弱,至少在小行星面前是这样。不久前,我们就又推算出一个“噩耗”——地球遭到小行星撞击的概率,比我们之前想象的概率要大10倍。面对这种灾难,我们唯一的凭借只有——运气!虽然,目前小行星往往撞击在无人区或者高空大气层,但是谁能保证这样的事永远不会发生在大城市。

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太阳系的小行星带
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流星体撞击模拟

2014-7-5  星期六  天气:多云

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“黎明”号探测器飞赴小行星带

趁着周末,我去做了一场关于小行星的演讲。习惯了研究它时面对一堆堆的数据,想要简单地告诉学生们什么是小行星还真是不简单。讲台上我一定是一副古板先生的样子,郑重其事地说:“小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。”这还真是教科书上的标准答案。其实每天研究小行星,在我的眼里,小行星也仿佛是有生命的物体,和人类一样。人类起源于猿,它们起源于太阳系形成时未形成行星的残留物质;人类团体生活在一起,组成了社会,大部分的小行星在火星和木星的轨道之间也有一个共同的家——小行星带,这儿有50多万颗小行星生活在一起;生老病死阻止了人类的无限制膨胀,而大质量的木星也阻止了小行星的无限制发展,让它们不断碰撞、重生,还阻止了新的行星的产生……

2014-9-7  星期天  天气:晴

今天,又有一颗名为2014RC的小行星与地球擦肩而过。这颗卡车一般大小的小行星虽然不会对地球有什么直接的危害,但是直到这位天外来客离我们的星球很近时,科学家才发现它。最近一系列的发现,让我更加忧心忡忡。我们严重低估了小行星撞击地球的概率,也许以后它们真的会成为毁灭我们母星的祸根。4.5亿年以前,就有两颗小行星同时撞击今天的瑞典所在区域,每年地球上都会留下大大小小的陨石坑……这些都在提醒我们必须加快步伐,更好地把握小行星的运动轨迹。地球母亲的未来掌握在我们手里。

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美国巴林杰陨石坑

哦,NO!外星人来啦!

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人类普遍认知中的外星人

重口味事件

——解剖外星人

事情起末:1995年,一个华盛顿老摄影师提供了一部画面模糊的黑白影片,宣称这是1947年自己受命前往罗斯韦尔空军基地所拍摄的解剖外星人录像。这部绝密影片展示了解剖一个外星人身体的全过程,成为一些“不明飞行物迷”一直以来声称美国政府拥有外星人身体的证据。

结果:这只不过是一次世界炒作史上的经典之作,这部黑白影片,确确实实就是一部影片!

来点儿小清新

——麦田怪圈现象

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麦田怪圈

事情起末:麦田怪圈是在麦田或其他农田上,透过某种力量把农作物压平而产生的几何图案。最早的麦田怪圈可以追溯到1647年。麦田怪圈现象现在依然找不到科学的解释。有的麦田圈中,被压倒的植物茎节点的烧焦痕迹每根植物都一样,且茎节点烧焦的植物仍能继续生长,这究竟是如何做到的?有的麦田圈每一根植物,全部互相交叉,叠压纠结在一起,人力如何能在一夜之间完成这么大的工程?这些都是谜题。

结果:这种种无法解释的现象,我们都认为是外星人开的玩笑。但是有一部分麦田怪圈其实是人类自己开的玩笑。

真正的麦田怪圈现象该作何解释,谁也没有准确答案。

这可是个大证据

——频频到访的UFO

事情起末:人们把高空中来历不明的飞行物,统称为UFO。很多人将UFO视为外星文明的飞碟、飞盘,是来自其他星球的太空船,或者未来的人来今日地球作研究所操控的时光机。UFO不是现代的“特产”,宋朝的大文豪——苏轼在他的《游金山寺》中就有记载:“是时江月初生魄,二更月落天深黑。江心似有炬火明,飞焰照山栖乌惊。怅然归卧心莫识,非鬼非人竟何物?”1952年7月19日晚,美国华盛顿上空多次出现不明飞行物,美军战斗机想击落它们,它们却以远超过战斗机的速度移动并集体消失。

结果:对于大多数UFO的报告,科学家已给出了合理的解释。例如,在许多事件中,报告的UFO不过是自然天体或者飞机等排出的尾气,或者特殊大气层状态令人产生的视觉上的错觉。但仍有5%的UFO未能明确是何种物体。