科學也可以如此靠近

太陽系小行星帶的發現以及分布:彗星和流星

1月
14
2018

2018年1月14日01時 今日科學 關愛地球了解宇宙

關愛地球了解宇宙

太陽系的小天體除了太陽、行星、矮行星及其衛星外,太陽系還有眾多的小天體,包括小行星、彗星、流星、隕星等。它們中有些成員不時光顧我們的地球。開展對它們的觀測與研究,不論是對研究太陽系的起源問題,還是對於關注我們地球的自身安全,都具有重大意義。一、小行星它們是一大群如同大行星一樣圍繞太陽公轉的天體,不過質量要小得多,因而被稱為小行星。大多數小行星的軌道介於火星軌道和木星軌道之間,它們軌道的平均半徑接近2.8個天文單位。少數小行星通常具有偏心率很高的軌道,它們可以進入到水星軌道之內或到達土星軌道那麼遠的地方。還有兩組小行星,即所謂的脫羅央群在木星軌道上運行。有的小行星有可能成為太空「殺手」,而有的則是人類未來的礦藏寶庫,真是令人亦喜亦憂。1.小行星帶的發現及其概況1772年柏林天文台台長波德宣稱,數年前提丟斯對於行星離太陽的距離的排列次序,曾發現一個規律。這個規律是,以4為基數,分別加上一個數列0,3,6,12,24,48,96,192……中的任何一個數,再分別除以10,便得到一個與此數相近的各個行星的距離。現將由這個所謂的提丟斯定則所得的各行星離太陽的距離與其實際觀測值列表如下:從此表可以看出,用提丟斯定則所得的值確能很好地與當時所知行星的距離值相符合。1781年赫歇耳發現了天王星,其距離的觀測值也與用提丟斯定則所得的值相符合。而在表中2.8天文單位處還缺少一顆對應的行星。於是引發天文學家試圖尋找這個區域的未知行星。

1801年1月1日之夜,皮亞西發現了一個圍繞太陽運行的新天體,其後算得它的軌道半徑為2.77天文單位,與由提丟斯定則所確定的值很接近。最初大家以為這就是要找的那顆填補空缺的行星,並將它取名為穀神星。但是此後沒過多久又在這個範圍內發現三個圍繞太陽運行的新天體,被命名為智神星、婚神星、灶神星。在這四個新發現的天體中,只有穀神星的直徑剛過1000千米,智神星、婚神星、灶神星這三個天體的直徑依次為560千米、230千米、520千米。由於這些新發現的天體都比較小,所以它們就被稱為小行星。隨著時間的推移,在這個區域發現的小行星的數目變得越來越多。大約在1891年沃爾夫首次應用照相術觀測之前,已用目視的方法找到了322顆小行星。起初是把指定天區中的星星與同一天區的星圖相對照,所希望的是通過尋找這兩者差異揭示出一顆或多顆星星是小行星。現代的方法是對所選取的天區採取定時曝光照相。如果望遠鏡對準恆星,那麼它將產生點像,而對準任何一顆小行星,其像則呈現為一個條紋。若要找到最微弱的小行星,那麼望遠鏡選定的轉速要與計算出來的一個小行星的角位移相等,以致它的光亮形成一個具有恆星狀的點像,在底片上呈現出痕跡。到1998年為止,由世界各國天文台發現的、獲得國際正式編號和命名的小行星已超過8000顆。據統計,沖日亮於19等、直徑為數百米以上的小行星約有4萬多顆。如果算到21.2等,那麼小行星的總數可達50萬顆,至於更小的小行星更是多得不可勝數。這些小行星絕大多數都分布在火星軌道和木星軌道之間,形成了所謂的小行星帶。在這小行星帶中,只有一顆小行星,灶神星有時能用肉眼看到。其餘的小行星通常只是在望遠鏡中才能看到的微弱天體。在大小方面,大部分小行星的直徑不到80千米,許多小行星的直徑小於10千米。對於那些比較大的小行星來說,根據其反射光的偏振性質來測量它們的大小。通過研究偏振—位相曲線,可以確定小行星的對應值,根據這些對應值及視星等和距離定出它們的大小。其他的大小估算是應用輻射技術和空間干涉技術完成的。原來被稱為最大的小行星的穀神星現已升格為矮行星,儘管它比灶神星更大,但因其反照率過低,肉眼看不到,也只能通過望遠鏡才能觀測到它。

小行星是固體,其密度和地殼的密度差不多,不可能擁有任何一點大氣。精確的照相測量表明,許多小行星的形狀很不規則,通常不到12小時就自轉一周。它們的總質量遠遠小於月球的質量。研究小行星的軌道表明,大多數小行星的軌道幾乎是個圓,與黃道面的交角很小,少數小行星的偏心率比那些大行星的軌道的偏心率高得多,它們的交角比較大,例如,希達爾戈的軌道偏心率為0.66,交角為43°。有的小行星還擁有自己的衛星。小行星軌道的平均距離的分布呈現出一種由柯克伍德首先發現的特徵——某些區域有明顯的空隙,在這些區域之中,小行星的公轉周期是木星公轉周期的簡約分數,如1/2、1/3、2/5等等。小行星灶神星就在木星的軌道上運行,以致它的公轉周期等於木星的公轉周期。關於小行星帶的成因,在天文學家中有不同的解釋。其一是「爆炸說」或「碰撞分裂說」,其二是「半成品說」。「爆炸說」或「碰撞分裂說」認為,在火星和木星之間原來有一顆質量和火星差不多的行星,後來因發生爆炸或碰撞,分裂瓦解成小行星帶。「半成品說」則認為,在早期小行星的形成與其他行星沒有什麼本質不同,只是到了後來,大行星的「行星胎」順利發育長大成為行星,而在火星、木星之間的「胎兒」卻中途夭折,於是形成了小行星帶。我國已故著名天文學家戴文賽在1977年指出,那裡所以形不成大行星,是因為該區域內原始物質缺少。他解釋道,火星之內的地方溫度高,冰物質易蒸發而跑掉,所以火星及其裡面的三顆行星都是以土物質為主的類地行星。木星與土星之間的區域溫度低,冰物質凝聚起來參加了木星、土星等巨型行星的形成,所以巨型行星體積大而密度小。小行星區域介於兩者之間,這裡的冰物質蒸發較慢,而外側的木星胎迅速長大,引力增強,很快俘獲小行星區內的物質,使小行星區的行星胎不能形成,遺留下來的小塊物質沒有一個足夠大的凝聚中心吸引它們,只好各自運行,形成散布於火星與木星軌道之間的小行星帶。2.作為太空「殺手」的小行星與人類的對策儘管大多數小行星處在火星軌道與木星軌道之間,但在火星軌道的內側,以及再往地球軌道內側深入的範圍內也有小行星存在,這些小行星被稱為近地小行星。其中有的處於力學上不穩定的軌道上,因此被認為從過去到現在,一直有和地球等內行星互相撞擊的事件發生。據統計分析,就小行星撞擊地球的幾率來說,直徑10千米的大約是1億年1次,1千米的大約10萬年1次,100米的大約是1000年1次,100米至10米的大約是300年1次,10米左右的則數年會有1次。小行星越小就越容易受到大氣層的影響。直徑如果是10米左右的話,就幾乎在大氣層內燃燒殆盡。直徑10千米的小行星以秒速20千米撞擊地球時的能量,相當於30億個廣島型原子彈。許多科學家認為發生在大約6500萬年前的恐龍滅絕的原因,就是直徑10千米左右的小行星撞擊了地球。

有可能作為太空「殺手」威脅我們地球和人類的不僅有近地小行星,而且還有近地彗星。在天文學中,我們常把近地小行星與近地彗星統稱為近地小天體。1993年4月,有10多個國家的60多位科學家在義大利的埃里斯召開專門的國際會議。他們抱著關注地球和人類前途命運的崇高信念,共同探討和研究近地小天體撞擊地球的可能性,以及人類應有的思想準備和採取的措施。這個會議作出的一個宣言,也就是著名的《埃里斯宣言》。宣言指出,近地小天體的碰撞,對於地球的生態環境和生命演化至關重要。從長遠的觀點看,地球有可能發生一次足以毀滅人類文明的近地小天體碰撞,不過這種威脅近期不算嚴重。但它絕不亞於其他自然災害。這種威脅是現實的,國際社會要進一步協調努力,喚起公眾注意。據美國「近地小行星追蹤計劃」的天文學家估計,近地小行星的數量在1000到2000顆之間,有可能撞擊地球並帶來災害的近地天體總數大約700顆。其中令天文專家最為關注的是一顆叫做「阿波菲斯」的近地小行星,它屬於重點監控目標。據科學家計算,到2029年,直徑約300米的「阿波菲斯」與地球的距離將不到4萬千米。儘管這顆小行星2029年撞上地球的危險已被排除,但在2036年仍然存在著與地球發生碰撞的可能性。根據最新的計算方法和數值,發生相撞的機率只有二十五萬分之一。雖然發生這種情況的機率較小,並且還存在著變數,但萬一發生碰撞,其後果不堪設想,所以必須認真應對,防患於未然。為了避免近地小天體撞擊地球,目前一些國家的有關部門和機構正在擬定計劃,制定措施,並逐步付諸實施。其要點有二:一是要對近地小天體建立空間警戒網,進行嚴密的空間搜索和實行有效的監視;二是系統研究和掌握攔截、爆破、擊毀及將其推離原來軌道等高新技術,以便化險為夷,萬無一失。就2036年有可能撞地球的這顆小行星而言,有的科學家提出了一種「引力拖車」方案,讓一艘飛船在小行星附近飛行,利用兩者之間的引力使小行星軌道發生變化,最終偏離撞擊地球的路線。據計算,一艘20噸重的飛船就可在1年內將一顆直徑200米的小行星牽引到安全軌道上去。3.作為人類未來礦藏寶庫的小行星與人類的開發計劃小行星有很多類型,主要分為石質型、碳質型和金屬型。金屬型和石質型小行星含有極其豐富的鐵、鎳、銅等金屬,有的還含有鉑那樣的貴金屬和寶貴的稀土元素。於1986年發現的「1986DA」近地小行星就已被確認為是一顆含有豐富的鐵和鎳,以及含有微量的如金和鉑等貴重金屬的金屬型小行星。此外,科學家還發現了一些小行星中含有豐富的金剛石和黃金。例如,科學家已發現一顆繞近地軌道運行的固體小行星上蘊藏著大約10萬噸的白金、1萬噸的黃金和數十億噸的鐵和鎳,總價值達上萬億美元,且小行星距離地球僅為1000萬千米左右。

目前一些掌握先進技術的國家正爭先恐後地著手開展開發小行星這個礦藏寶庫的工作。例如,美國國家航空和航天局已成立星際資源開發利用中心,專門進行太空資源勘察,以確定和利用含有豐富礦藏的小行星。在未來的數十年中美國還準備發射載人的太空船到達容易著陸的小行星,著陸後對小行星的物質結構和礦產成分進行探測研究,以確定是否可進行太空開採,或在其上安裝發動機,把它帶入某地等待開採。歐洲空間局和法俄等國已準備發射太空飛行器,以用於探測多個小行星和彗星。此外,科學家還設想人為將小行星引落到地球某一區域,從而形成一個富礦。這並非異想天開,而是有事實根據的。例如,俄羅斯有一個金剛石礦就是隕星撞擊形成的。我國的多倫隕石坑也是一個巨型礦藏,含有極其豐富的鐵、鎳等礦產。由此可見,開發小行星造福人類已不是遙不可及的幻想,是人類在不久的將來完全可以實現的事情。二、彗星彗星是一種環繞太陽或行經太陽附近的雲霧狀天體,我國古稱為「孛星」、「蓬星」或「妖星」,俗稱為「掃帚星」。任何時候在天空上都可能有一顆或兩顆彗星,但往往比較暗,肉眼看不見,需要用望遠鏡或通過長時間曝光的拍照才能觀測到。偶爾,一顆彗星有可能特別的亮,用肉眼就能看到,甚至有時它的外觀可能非常壯觀,以致引起非天文工作者的注意。1.彗星的外貌和亮度的變化彗星的外貌和亮度會隨著它距離太陽的遠近而發生明顯的變化。當它離太陽很遠的時候,它像一顆很暗的星星。當它逐漸運動到太陽附近時變得越來越亮,而且由於太陽風和太陽輻射壓力使它產生一條拖在身後的尾巴。當它離太陽更近時尾巴顯著地變長變大,在近日點處它的尾巴最長最大。彗星過近日點後它的尾巴逐漸縮小,最後又像一顆暗暗的星星,慢慢地消失在人們的視野中,甚至連大望遠鏡也看不到它了。

2.彗星的結構彗星的結構比較奇特。它那較亮的中心部分叫做彗核,形狀近似球形,集中了彗星絕大部分質量,是彗星的主體。在彗核的外面有一層雲霧包裹著,這層雲霧就是彗發。它是由彗核中蒸發出來的氣體和微小的塵粒所組成,形狀類似球莖,體積隨彗星與太陽距離而變化,在接近太陽時會比太陽還大,但其質量很小。彗核和彗發合稱彗頭。當彗星運動到太陽附近時,強大的太陽風和太陽輻射壓力使它產生一條拖在身後的尾巴,這條尾巴稱為彗尾。彗尾實際上就是在太陽風和輻射壓力的作用下從彗頭拋出的塵埃和氣體流。彗尾最長可達2至3天文單位,但其物質密度極低。1910年5月18日哈雷彗星的彗尾掃過地球時地球上沒有發生任何異常現象就是一個證明。在用人造衛星觀測彗星時發現,在彗發的外面還包圍著由氫原子構成的雲,即所謂的「彗雲」或「氫雲」。具有包括彗頭、彗雲、彗尾的彗星是最典型的彗星形狀,但具有這樣的典型結構的是少數。大多數彗星往往看不到彗雲,有的甚至沒有彗尾或彗發。彗尾主要分兩類:第一類彗尾產生一種光譜,這種光譜顯示出有離子化的分子和離子根,如碳分子、氫氧根和氰化物。這種彗尾通常是比較直的。由於它由離子氣體所組成,所以稱為「離子彗尾」或「氣體彗尾」,又稱「I型彗尾」。第二類彗尾通常比上述氣體彗尾更寬更彎曲。它產生一種類似太陽的光譜,揭示出它們的光實質上是由塵埃微粒所散射的太陽輻射。它主要由微小的塵埃所組成,因而稱為「塵埃彗尾」或「II型彗尾」。根據一系列的照片,有時有可能確定這種彗尾的各部分的加速度。在第一類彗尾內部有代表性的運動表明,那裡存在一種作用於彗尾氣體的推斥力,它比太陽的引力作用大一百倍。這種推斥力主要來自太陽風。第二類彗尾的曲率表明,這種向外推斥彗尾的推斥力只比太陽的引力稍大一些。看來,這種推斥力似乎主要是太陽輻射壓力,在這種情況下塵埃顆粒必定很小,其直徑的量級為微米。除了以上兩大類彗尾外,還有彎曲度更大的「III型彗尾」以及與前三種彗尾朝向相反的「反常彗尾」。早在20世紀40年代末就有科學家認識到,彗核並不是固體,而是由冰或凍結的氣體黏合而成的微粒和塵埃的混合物,就像一團髒雪球。有些彗星在緊靠太陽滑過時,太陽的引力使其彗頭分裂成幾部分。以比拉彗星為例,它的周期約為7年,曾在1772年、1806年、1826年和1832年被觀測到,它在結構方面沒有發生任何較大的變化。然而,在1846年彗頭變為鱗莖形,而後分離成兩個部分。這兩部分在1872年再度被看到,它們分離得更明顯,但自此之後再也沒有看到過它們。與木星相撞的蘇維克彗星則在相撞前就已被分裂成21個小塊。由此可見,彗星被分裂解體並非個別事件。3.彗星的軌道和周期有的彗星具有圍繞太陽的軌道並被哈雷首先確定它們具有周期性。哈雷指出,在1531年、1607年和1682年出現的彗星是同一顆彗星,他預言這顆彗星將在1758年再現。由於哈雷預言被以後的觀測所證實,於是這顆最著名的彗星便以哈雷的名字來命名。實際上,哈雷彗星在2000年來一再回歸,幾乎每一次回歸都被我國的觀測者見到並記載到文獻中。周期短於100年的彗星約有40顆,它們在接近近日點時很可能變得特別明亮而易於被發現。幾乎所有這些彗星都以與行星相同的方向圍繞太陽運動,一個值得注意的例外就是哈雷彗星,這顆彗星是逆向運動的。與哈雷彗星相似,所有其餘的周期性彗星都有一個向它們的發現者或第一個計算出它們的軌道的人致以敬意的名字。如果在一個短時間內不同的觀測者獨立地發現彗星,那麼就可能採用兩個或三個名字。這裡引用北京天文館前館長崔振華研究員所介紹的一個實例來做一說明:2002年2月1日,河南省開封市的一位天文愛好者張大慶觀測到了一顆彗星,就趕快向北京天文館的館長朱進博士報告。朱進博士向國聯天文學聯合會管理部門報告,說中國某人發現了一顆彗星,在什麼地方,什麼方位。在他報告的一小時之前,一位日本的、已經發現過好幾顆彗星的老牌天文愛好者池谷熏也觀測到這顆彗星,他很有經驗,也趕快報告,比中國的張大慶早了一個多小時。管理部門分析認證,最後得出結論:

第一,他們兩人觀測的是同一顆彗星;第二,他們兩個人是各自獨立發現的。那麼,這顆彗星以什麼名字命名呢?是「池谷—張」彗星,「池谷」就是池谷熏,「張」就是張大慶。這樣,中國天文愛好者的名字便首次出現在彗星命名的隊伍之中了。早在數十年前,已有人想到並不是所有的彗星都是周期性彗星,並確信,有些彗星具有雙曲線或拋物線軌道。換言之,它們必定是來自太陽系的外層空間,從太陽旁邊經過,然後繼續運行,重新返回到太陽系外層空間。要判定一個彗星的軌道是拋物線、雙曲線或是具有很高偏心率的橢圓,這是一個很困難的問題。當一顆彗星被最新發現時,所算得的軌道只是以太陽的引力作為依據的。由於彗星的質量很小,所以其軌道可能恰好在彗星被發現時受到攝動,主要是因受到木星和土星的作用力而攝動。除非彗星的攝動被計算過和被考慮過,否則它們原先測定的軌道仍將難以被肯定下來。確實,已被觀測到的許多彗星的攝動使人想到,這些天體的質量沒有一個比地球的百萬分之一更大。4.對彗星的近距觀測、深度撞擊與樣品採集哈雷彗星的回歸周期是76年。它的回歸是人們十分關注的一種天文現象。1986年2月9日是哈雷彗星在20世紀第二次也是最後一次回歸地球,這是一個難得的探測機會。因此世界上一些國家紛紛研製並發射探測器,在哈雷彗星與地球距離最小的1985年11月27日和1986年4月11日前後窺探它的真實面貌。蘇聯於1984年12月15日和21日先後發射維加1號和2號探測器。1986年3月6日,維加1號到達距哈雷彗核8900千米處,首次拍攝到彗核照片,顯示出彗核是由冰雪和塵埃粒子組成的。維加2號於3月9日從距彗核8200千米處飛過,拍攝到了更清晰的彗核照片。經過比較分析,科學家認為哈雷彗核的形狀如同花生殼模樣,長約11千米,寬4千米。維加號探測器還首次發現彗核中存在二氧化碳,並找到了簡單的有機分子,因此科學家認為從彗核中可尋找到生命的起源。歐洲空間局和日本也向哈雷彗星發射了探測器,美國則啟用還在太空運行但已完成探測任務的國際日地探測衛星3號來擔負探測哈雷彗星的使命。這次對哈雷彗星回歸的探測,使人們得到了一幅比較完整的哈雷彗星圖像。2005年1月12日美國的深度撞擊探測器發射升空。6個月後探測器接近坦普爾1號彗星。探測器在飛越彗星前24小時放出撞擊器,然後改變航線,在安全距離內觀測撞擊過程。撞擊器在7月4日穿越彗星的彗尾、彗發,以每小時3.7萬千米的速度直接命中彗核。最後,探測器靠近彈坑,收集彗星內部物質進行研究。通過這次深度撞擊發現:「坦普爾1號」的彗核是分層的,多孔而滲水。在撞擊時該彗星釋放的塵埃要比水蒸氣多,說明彗核大部分是岩石和塵埃,由水冰將它們結合在一起。深度撞擊之後彗核中噴發的物質中含有氫氰酸(HCN)、乙腈、冰和二氧化碳,這還表明,在彗星和小行星撞擊頻繁的地球早期階段,彗星有可能把最早的有機物帶到地球上。更值得稱道的是「星塵號」宇宙飛船對彗星物質樣品進行了成功採集。星塵號是在1999年2月7日在美國佛羅里達州發射升空,並於2004年1月追上「維爾特2號」彗星,隨後進入彗發,成功完成了對彗星塵埃的取樣。2006年1月16日星塵號返回地球安全著陸。儘管,採集到的彗星埃粒子不到100個,但極有研究價值。目前科學家們正在對這些來之不易的彗星物質樣品逐一進行化驗並進行潛心的研究,以便進一步揭開彗星的奧秘。5.彗星的起源關於彗星的起源,天文學家的解釋不一。最流行的一種解釋就是荷蘭天文學家奧爾特提出的原雲假說。奧爾特認為,在太陽系外圍15萬個天文單位處有一個近於均勻球層的原雲,分布著大量的原始彗星,成為一個巨大的彗星儲存庫。由於太陽鄰近區域走過的恆星對原始彗星的引力攝動,使它們進入太陽系內層,成為被發現的彗星。後人將奧爾特所說的原雲稱作奧爾特雲或彗星雲。估計這個彗星雲中至少有1000億顆彗星,其總質量與地球質量屬同一數量級。

三、流星體所謂流星體就是沿著橢圓軌道環繞太陽運行的行星間塵粒和固體物。它們可以是小至微米的塵粒,也可以是重達千噸的小行星。我們在地球上觀測到的流星、隕石和流星雨都來源於此。1.流星所謂流星就是當流星體闖入地球大氣層時同空氣分子劇烈碰撞燃燒而產生的光跡。我們所看到的流星痕跡可用相機記錄下來。同時,因為它們產生電離,所以也可用雷達探測,這特別方便用於記錄白天的流星。探測到的流星的數量可以有很大的變化,這取決於地球的軌道是否穿過流星群。在不穿過流星群時所看到流星被稱為偶發流星。通常,這種偶發流星的出現是隨機的,但在黎明時看到的會比傍晚時看到的多好幾倍。其原因何在?這與地球與流星兩者運動速度的合成情況的變化有關。我們知道,地球自西向東繞日公轉,其公轉速度為每秒30千米,其自轉也是自西向東,速度約為每秒0.5千米。流星體也在繞日運動,其速度為每秒42千米,但相對地球而言,它們來自四面八方。顯然,當流星體迎著地球飛馳而來時,其合成速度為72.5千米,而從後面趕上來時合成速度只有11.5千米。速度高的流星與地球大氣摩擦產生的光比速度低的強,更容易看到。而黎明前的一段時間恰恰是天空的最黑部分正處於地球公轉運動的方向上,自然比傍晚時能看到更多的流星。就估算流星在燃燒時所釋放的總能量來說,這可能與流星的動能有關。通過測定流星的速度就能計算出流星的質量。一顆典型的流星的質量很可能只有幾毫克。像金星般明亮的流星稱為火流星。一般的流星出現在離地面80至120千米處,但火流星可深入到地球大氣層低處。對明亮的流星余跡來說,有時可以記錄到它的光譜並進行化學分析。業已對隨機的流星的速度進行專門的研究。有時,占相當大百分比的流星的速度比太陽系的逃逸速度還大。於是有人猜測,有些流星是因太陽的攝動而從星際空間疾馳而來的。但目前最新研究成果表明,情況並非如此,似乎所有的流星都隸屬於太陽系。2.隕石對有些大個兒的流星來說,它們沒有全部燒盡,落到了地球表面,可以對其進行精密的化學分析。這些落地的塊體就是所謂的隕石,亦稱作隕星。根據隕石本身所含的化學成分的不同,大致可分為以下三種類型:(1)鐵隕石,也叫隕鐵。它的主要成分是鐵和鎳。最大的鐵隕石是1920年發現的非洲戈巴隕鐵,重約60噸。我國新疆大隕鐵重約30噸,為世界第三大隕鐵。(2)石隕石,也叫隕石,主要成分是矽酸鹽,這種隕石的數目最多。1976年3月8日上午,我國吉林市北郊下了一場罕見的隕石雨,共收到百餘塊隕石,最大的一號隕石重達1770千克,是迄今為止所見到的最大石隕石。(3)石鐵隕石,也叫隕鐵石,這類隕石較少,其中鐵鎳與矽酸鹽大致各占一半。隕石包含著大量豐富的太陽系天體形成演化的信息,對它們的實驗分析將有助於探求太陽系演化的奧秘。隕石是由地球上已知的化學元素組成的,在一些隕石中找到了水和多種有機物。這成為「地球上的生命是隕石將生命的種子傳播到地球的」這一生命起源假說的一個依據。通過對隕石中各種元素的同位素含量測定,可以推算出隕石的年齡,從而推算太陽系開始形成的時期。隕石可能是小行星、行星、大的衛星或彗星分裂後產生的碎塊,它能攜帶來這些天體的原始信息。除了太空人從月球取回的樣品以外,隕石是人類能夠得到的唯一的地球以外的宇宙固體物質,而且它們可能來自比月球遙遠得多的宇宙深處。通過隕石,可以揭開宇宙演變的秘密,其價值非黃金可比。1998年在美國紐約的菲利普斯,一塊重0.28克的火星隕石賣到7333美元,價錢是同樣重量金子的1000倍。科學家對南極隕石情有獨鍾,這同南極獨特的地理環境不無關係。一般隕石落地後最多保存幾千年,但南極的冰天雪地抑制了隕石風化,南極隕石大多至今已是幾十萬歲「高齡」,是其他大陸隕石地球年齡的100多倍。長期冰凍、無菌的自然環境使南極隕石「毫髮無損」,其原始狀態最有利於研究太陽系內外星體的歷史演變過程。距離我國南極中山站直線距離約400千米的格羅夫山位於南極伊莉莎白公主地區的內陸冰蓋腹地,介於中國南極中山站與冰穹A之間,被譽為南極大陸最壯美的地方。它由60多座冰原島峰構成,是地球上已知隕石最富集的區域。在1998年至2006年間,我國曾對格羅夫山進行過4次科學考察,共收集到9843塊隕石,其中包括2塊火星隕石和多塊特殊類型的隕石,使我國成為繼日本和美國之後,隕石存有量最多的國家。3.流星雨在各種流星現象中,最美麗、最壯觀的要屬流星雨現象。當它出現時,千萬顆流星像一條條閃光的絲帶,從天空中某一點(輻射點)輻射出來。流星雨以輻射點所在的星座命名。例如,每年的11月份都發生一次特定的流星雨,它的輻射點位於獅子座,此流星雨就是所謂的獅子座流星雨。歷史上出現過許多次著名的流星雨:天琴座流星雨、寶瓶座流星雨、獅子座流星雨、仙女座流星雨……中國在公元前687年就記錄到天琴座流星雨,「夜中星隕如雨」,這是世界上最早的關於流星雨的記載。流星雨的出現是有規律的,它們往往在每年大致相同的日子裡重複出現,因此它們又被稱為「周期流星雨」。通常我們把沿著同一軌道環繞太陽運動的大群流星體稱作流星群。而流星雨就是在流星群闖入地球大氣層時產生的。任何一年中記錄到的流星數量都取決於這些流星群的分布。在有些年份,某一特定的流星雨可能會很壯觀,每秒計數到數千顆流星。看來流星雨可能是由有些具有相同軌道的、原先的彗星瓦解而形成的流星群所產生。例如,英仙座流星雨的軌道與彗星1861I的軌道就很接近一致。


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