040507寻找"丢失"的行星-赵君亮- 第2部分

　　科学家有一个考虑问题的方法，一旦发现一种新的现象，或者一种新的天体。数量增多以后，他就开始统计分类，这个可以引出很多重要结论。结果发现这些小行星很少超过一百公里，几十万颗小行星，大部分都不超过一公里，真是名副其实地小！然后把它们质量全部加起来，还不到地球质量的万分之四，或者说不到月球质量的三十分之一。你可想而知这个小行星虽然多，它的确非常小。那么小行星的运动情况怎么样呢？就发现大部分小行星都在火星和木星的轨道之间运动，那么这一条带称为小行星带，或者称为主小行星带，它的运动轨道都是一些不太圆的椭圆。但是的确有一部分少量的小行星，它的轨道略微扁一点。这一扁不要紧，一扁它这个轨道可能会到地球轨道之内。也就是说，这样的小行星轨道，和地球的轨道有可能相交，那就意味着有可能和地球相撞。那么这一类小行星就叫近地小行星，我们后面还要详细地讲。天文学家现在对近地小行星非常有兴趣，那么这个就是小行星带的示意图，这个是小行星带在太阳系里面总体位置。不过他画得太密了一些，没那么多。随着观测技术的进步，居然发现很小的小行星，它还有它的月亮，它有它的卫星。月亮是我们地球的天然卫星，小行星有它自己的卫星。1978年6月7日，天文学家麦克马洪发现，这颗大力神小行星编号是532号，它的直径是243公里，还是比较大的，它有一颗卫星直径是45。6公里，这小行星和它的卫星相隔不到一千公里。同年12月11日，又发现18号梅菠蔓小行星的卫星，那么主小行星是137公里，它的卫星是37公里，以后发现小行星卫星的都有报道，但是有的很难证实。因为这个东西太小，那么怎么样发现小行星的卫星呢？你们想想看，离开地球比如说几亿公里，直径只有几十公里，这个东西太难发现。那么有这几种办法，一种是小行星掩星，什么叫小行星掩星呢？就是恒星在远方，小行星比较近，偶然一个机会小行星会把后面恒星的星光遮掉，这就叫小行星掩星。月亮也会掩星，就是月掩星。那么如果小行星有一颗卫星和小行星没有卫星，这个遮的过程中间后面那颗恒星的光的变化情况是不一样的。如果是单颗星，它的光就下去又上来。如果两颗星，它可能下去一会儿，又下去一会儿，那么根据这个光度的变化就可以算出来这一颗小行星的卫星。　

　　第二你观测小行星本身亮度的变化，这个卫星不是绕着小行星转吗？如果这个卫星跑到小行星前面，就把小行星的光要挡掉一点。这个小行星就会变得暗一点，这个也可以发现小行星的卫星。另一个是空间探测，这个显然是可以直接找到小行星的卫星。比如说1993年8月伽利略号航天器，它掠过一颗小行星叫艾达。它就发现它有颗卫星。那么最有趣的是人们现在给小行星建人造卫星，1996年2月17日美国发射了一颗叫妮儿的航天器，它从1999年1月起就成为爱神星的人造卫星。这颗小行星很有名的，433号小行星，爱神星的人造卫星，然后对这个小行星，爱神星进行考察。　

　　第三点，我要给大家说一下，这个小行星，那么多小行星怎么形成的？就是说小行星的起源问题，太阳系中有如此众多的小行星，如何形成？如何演化的？那么归纳一下大体上有四种说法，第一种是大行星爆炸说，第二种是以提出人柯依伯命名的柯依伯假说，第三种叫半成品说，第四种彗星演化说。我们一个一个介绍，在说这个理论之前，我们要把小行星的观测特征要说一下，你任何一个理论，要能说明问题，才能成立。所以小行星的起源要能成立，它必须说明小行星有关的观测事实。那么把小行星的观测事实稍微总结一下，大概有这么三条：第一它是绕太阳运动的，它的数量很多，体积相对很小的，形状绝大多数是不规则的。第二小行星的运动轨道绝大多数是一些不太扁的椭圆。第三大多数小行星位于小行星带之内。但是也有例外，这个例外的事情最讨厌了，理论要解释例外。首先我们讨论一下大行星爆炸说，那个就是前面我们讲的奥伯斯的思想，他就认为在提丢斯数组2。8这个位置上，原来就是有颗大行星。后来不知道什么原因，它爆炸了，炸碎以后这些小行星都各奔东西，那么它们大小都是不一样的，形状也是不规则的，就是今天我们看到的小行星。那么这个爆炸说对于小行星不规则的这一点很有利，一炸就是炸得乱七八糟的，对不对？那么也的确有相当一部分小行星它们的轨道是交于同一点的，即使你现在看到的小行星，它的轨道不交于同一点，也可能是因为在以后这个漫长的过程中间，受到其他天体特别是它附近木星、火星，这些大行星引力的干扰，它轨道变了，所以不交于同一点，这是一个学说，那么它的问题在于这个爆炸原因是什么，它为什么炸呢？始终没法给出解释，总的质量也太小，既然是炸的，这个质量应该不太小吧，所以这个它没法解释。　

　　那么第二种学说称为柯依伯假说。这个人是一个美国籍的荷兰天文学家，实际上他的思想就要回避爆炸说里面，这个爆炸原因没法解释的这一个难点。他认为在太阳系演化过程中，太阳系怎么演化呢？大概这么个情况，远在太阳系形成之前，有一大团星云，这个密度比恒星要低得多，体积要比现在的太阳系大得多。它在自身引力的作用下就收缩，由于它有转动，所以收缩一定是变成扁的。它不会变成球，因为它在转，如果它不转的话，它就是大的球变成小的球。因为它在转，所以它本来是一个球体，那就变扁，变成一个盘子一样的。然后中心的物质形成太阳，边上的物质就慢慢慢慢形成行星，包括行星周围的卫星，比如我们的月亮。这是太阳系形成大体的过程，这个过程经历大概几亿年。那么柯依伯这个人就认为在火星和木星轨道之间，它因为某种原因它没有能够形成一颗大行星。就在太阳系的演化过程中间，它没有形成一颗大行星。而是生成了五个到十个比较小的原始行星，为什么叫原始行星呢？大体上意思就是还没有冷却下来的行星，是原始行星。那么这个原始行星在后来，因为从太阳系形成到现在已经五十亿年了，这个过程中间，这些小的原始状态的行星就互相碰撞，就碎掉了，就变成现在的小行星。那么其他地方呢，因为生成一个大的行星，所以它没有碰撞的问题。比如地球，它就是球状的，大体上是球状的。那么这就是用他的理论来说，今天我们看到那么多小行星是这么个过程形成的。所以实际上是对奥伯斯理论的一种修正，那么为什么爆炸这个难点就回避了。　

　　那么第三种学说是半成品说，提出这个学说包括我们国家已故的著名天文学家戴问赛先生，他是这样想，他的学说是这样讲：太阳系在演化过程中，并不是一步形成的。首先是形成星胎，好像这个孩子还没有生出来，胚胎一样。然后这个星胎不断地吸集，因为它有引力作用，不断地碰撞吸集，把它周围的物质吸集过来就形成大行星。那么这个过程是很长的，那么在火星和木星之间，这个星胎吸集周围物质变成大行星的过程没有进行到底，而中途停顿，就形成了好多小行星，它们以分散的形式一直保持到今天，就是我们今天所看到的小行星。那么从这个意义上讲，小行星是太阳系演化的半成品，这是星胎形成的示意图。这个是太阳系形成以后，太阳已经大体上形成了，然后这个就是星胎。它还是在围着太阳转呢，那么它们互相碰撞吸集就形成行星，而火星和木星轨道之间这个过程没有进行到底，小行星就保留下来。　

　　第四种观点是彗星演化说，彗星在靠近太阳的时候，它有东西挥发出来，挥发出来以后就形成了彗发和彗尾。但是彗星在远离太阳的时候，温度很低，它就是一块东西，看上去如果你用望远镜观测和小行星没什么两样，因此有人认为这两类天体是一类天体的演化序列。什么意思呢？彗星接近太阳的时候，它表面有层什么？实际上是冰冻的水，还有一些灰尘。那么一接近太阳它就升华蒸发，然后在太阳光压和太阳辐射、太阳风的作用下，形成彗发和彗尾。然后这个东西就挥发掉了，然后下一次又来又挥发。所以每次回归太阳就要损失一部分质量，那么有的彗星比较短的，你比如说哈雷彗星是七十六年回到太阳附近一次，那么就每七十六年它要挥发一次。有的彗星两三年回来一次，那就挥发得更快，有的彗星可能几百年、几千年、几万年一次，那它挥发过程就比较慢。但不管怎么样，总有一批彗星在几十亿年的时间内，它会挥发完了，挥发完了也就没有东西挥发了，因此它就不会形成彗发和彗尾了，因此它就变成一颗小行星。也就是说，挥发物质挥发完的彗星就是小行星。　

　　我们讲最后一个问题，威胁地球。刚才我们讲了大部分小行星挺好，它都在小行星带，在木星和火星的轨道中间。那么我们地球的轨道是在火星轨道之内，所以它不会碰到我们。但是的确有一部分小行星它的轨道比较扁，它会转到地球轨道之内来，这个叫做近地小行星。近地小行星中间还有一部分会靠近地球，有人给它取了个名字叫掠地小行星，好像从地球附近掠过一样。那么这个打到我们怎么办？它掠一下，要是撞上来怎么办？我相信很多人看过科学幻想电影，叫《天地大冲撞》。在未来的某一年天文学家算出来了，有一颗小行星在多少年以后就要撞上地球，其后果不堪设想。于是就从总统开始，联合全世界的科学家就要想办法对付它。最后这个电影里面，就派了一个宇宙飞船，就到了这个小行星，然后在那里挖洞，对不对？然后把核弹就塞在里面去，要把它炸碎掉，中间有很多惊险的场面。最后这几个宇航员回不来了，他们就献身了，回不来了。结果这一炸，有一点效果了。这个小行星一炸两个，一块大的没撞上来，偏过去了。一块小的还是撞上来了，这块小的，从电影画面里面这块小的比大的要小得多。这个小的撞在海洋里，结果浪过来，整个纽约很快就扫平。这里面还有一些爱情故事，但撞击很可怕。那么这个事情到底会不会发生？这个发生到底有多可怕？我们有没有办法对付它，这个必须是考虑的。