太陽系六大未解之謎2

日全食是最壯麗的自然景觀之一。

如果你一輩子都呆在一個地方，那麼你至少可以目睹一次日全食。

如果運氣好的話，也許可以看到兩次。

在日全食發生的時候，月亮可以完全遮擋住太陽的光芒。

只有透過月面上的山谷，才能有一線光線透過來，形成絢麗的「貝利珠」，就好似天空中的一顆閃亮的鑽戒。

日全食

貝利珠　　

這一切都要歸功於太陽和月亮的大小是如此的契合。

太陽的直徑大約是月亮的400倍，而太陽到我們的距離也正好是月亮的400倍。

這兩者的「此消彼長」就使得太陽和月亮在天空中看上去具有一樣的大小，這在太陽系中的8顆行星和已知的100餘顆衛星中，絕對是絕無僅有的。

另一方面，地球也是目前已知的唯一擁有生命的行星。

那麼這是否純屬巧合呢？

絕大部分天文學家的觀點是肯定的。

但也許這些數字背後，還隱藏著不為人知的一些「天機」。

毋庸置疑，我們的月球是「與眾不同」的。

類似木星、土星、天王星和海王星這樣的巨行星的衛星，都是通過兩種方式形成的。

它們要麼形成於由行星引力維繫的物質盤中，要麼就是由行星的引力俘獲而來的。

火星的兩顆衛星火衛一和火衛二，就被認為是通過第二種方式形成的，而火星也因此成為了內太陽系中，唯一具有兩顆天然衛星的行星。

火衛一

火衛二

但是由於月亮相對於地球的大小來說太大了，所以無法通過這兩種方式中的任意一種形成。

行星科學家們相信，月球的形成只有一種解釋，那就是在太陽系的最初1億年里，小天體在太陽系裡橫行，其中一個火星大小的天體撞上了地球。

這一碰撞完全地改變了地球，由此撞擊出的大量物質最終形成了個頭偏大的月球。

月球起源

當然了關於月球的成因有多種解釋，之前的節目也提到過，今天就不多說了。

總之，萬分重要的是，這麼大的月亮對於地球上的生命來說是一種恩惠。

由於來自其他天體的引力作用，地球在繞其自轉軸轉動的同時也會自然地擺動，這被稱為「進動」。

而月球無形的引力則抑制住了這種擺動，防止了地球自轉的不穩定性，以及由此造成的災難性氣候變化。

這無疑對地球上的生命來說是至關重要的。

所以結論就是，即便地球處於太陽旁的「宜居帶」中，在這個帶中行星可以保持充沛的液態水，這無疑是承載生命的最重要因素。

但是一個大到足以引發日全食的月亮的存在，可能也是關鍵的因素。

如果真是這樣的話，那麼這將為在其他行星上搜尋生命產生重要的影響。

現在，月亮正在以每年3.8厘米的速度漸漸地遠離地球。

所以，恐龍看到的日食和我們的截然不同。

2億年前月亮要比現在看上去大得多，可以輕而易舉地遮擋住整個太陽。

而對於幾億年之後的地球居民來說，由於月球已經變得太「小」，因此也就不會再有日全食發生。

我們看起來很幸運正好位於兩者之間，如果你足夠幸運在有生之年經歷過一次日全食，請想像一下這一可能：也許正是這樣一個月亮，才使你有幸站在那裡目睹日全食的發生。

所以在今天這個月圓之夜，我們在賞月思念遠方親人的時候，也不要忘記感謝一下這個長久高懸於我們天空之上的月亮吧。

同時也再度發出那個千萬年來的疑問吧：明月幾時有？把酒問青天。

不知天上宮闕，今夕是何年？

太陽系六大未解之謎之三：是否存在X行星？

如果說太陽系就像一張網，那麼我們並不了解這張網上的所有結點。

傳聞在太陽系黑暗的深處潛藏著X行星，它是一顆如火星甚至地球這麼大的冰冷行星。

X行星

自從1930年發現冥王星以來，X行星就成為了太陽系最重要的「擴編」。

2006年國際天文學聯合會為行星設立了三條標準，分別是：圍繞太陽轉動、在自引力下呈近似球形，以及質量足夠大能清空其軌道附近的區域，並由此將冥王星降級為矮行星。

冥王星的降級正源於第三條，因為它只是眾多柯伊伯帶天體中的一個，這些冰質天體都分布在海王星以外30個天文單位到50個天文單位之間的區域裡。

也就是說，任何位於柯伊伯帶的天體，想成為行星的話，就必須清空它，既然柯伊伯帶還存在，那麼X行星是不可能存在於這一區域中的。

但有意思的是，對柯伊伯帶的研究，預示著可能確實有X行星的存在。

一些柯伊伯帶天體的軌道可以延伸到距離太陽非常遠的地方，而另一些的軌道則是長橢圓形的，並且和大行星的軌道互相垂直。

這些特殊的軌道可能就是一顆大質量遙遠天體攝動的結果。

反常的小行星軌道

顯而易見的是，關於這一點遠沒有在科學家之間達成共識。

只是說，巨行星軌道的內外遷移，確實可以解釋一些柯伊伯帶天體的奇特軌道。

在過去的幾十年時間裡，天文學家已經在大片的天區中搜尋了那些緩慢運動的天體，並且已發現了超過1000顆的柯伊伯帶天體。

但是這些大天區的巡天，只能發現大而明亮的天體，而用於尋找小而暗弱天體的長時間曝光巡天，只能覆蓋較小的天區。

如果有一顆火星大小的天體，位於距離太陽100個天文單位的地方的話，那麼它可以輕而易舉地躲過地面上的偵察。

當然了，如果X行星真的存在的話，那麼不論其多麼暗弱，也早晚會有被發現的一天，而這一切就要靠人類的自我奮鬥了，技術的發展最終會讓我們對X行星的存在與否得出定論。

如果X行星確實存在的話，天文學家推測，它應該是一顆形成於太陽系早期的大型天體，隨後，其在和巨行星的引力相互作用中，被拋射到了太陽系的外圍。

它的發現會佐證我們對太陽系形成的認識，也可能會成為人類邁向太陽系更深處的階梯。

也許孤寂地遊走於太陽系邊緣的X行星，現在正在等待著人類的目光。

X行星藏身奧爾特雲？

太陽系六大未解之謎之四：彗星來自何方？

可以說，很少有什麼「宇宙來客」能像彗星那樣，使得人類對它既敬畏又恐慌。

特別是肉眼可見的哈雷彗星，在猶太教法典上寫道：每70年出現一次的星星會讓船長們犯錯。

1066年，黑斯廷斯戰役之前，哈雷彗星猶如厄運的徵兆出現在了天際。

1456年教皇卡利克斯特三世甚至將哈雷彗星逐出了教會。

哈雷彗星

而到了現代，科學對待彗星則採取了更多實證的觀點。

彗星是塵埃和冰的聚合體，在大橢圓軌道上繞太陽運動。

當它們靠近太陽的時候，由於太陽風的吹拂而形成了壯觀的彗尾。

現在我們甚至還知道它們發源自海王星軌道以外的柯伊伯帶。

但這裡也存在著問題。

比如1997年造訪地球的海爾-波普彗星，它難得會出現在我們的天空中。

由於它的軌道非常長，所以不可能來自柯伊伯帶。

許多天文學家對此的結論是，我們已知的太陽系被一個巨大的、由冰質天體組成的暈所包圍，這些天體是幾十億年前在巨行星的引力作用下被從太陽附近「驅逐」到這裡的。

海爾-波普彗星

這一片天空中的「荒漠」就是所謂的「奧爾特雲」，用以紀念1950年第一個提出它的荷蘭天文學家簡-奧爾特。

這個包圍著太陽系的球形物質暈還從來沒有被觀測到過，但是如果長周期彗星確實發源於此的話，那麼奧爾特雲一定是非常巨大的，它所延伸的範圍可以達到柯伊伯帶外邊界的大約1000倍。

在這樣遙遠的距離上，它不再會受到太陽系行星的影響，相反，銀河系和近鄰恆星對它的作用則成為了主導。

奧爾特雲可能就存在於我們的太陽系向星際空間過渡的某個地方。

奧爾特雲

簡·奧爾特

不幸的是，如果要搜尋奧爾特雲的話，那將是一個夢魘。

對於望遠鏡來說，組成它的天體實在是太暗弱、太遙遠，也太小了。

同樣不幸的是，由此我們也錯過了通過統計和估算這些天體的大小，來重建太陽誕生地，並且一窺形成巨行星原始物質的機會。

到目前為止，有關這些原初物質的信息，都來自彗星和最大的柯伊伯帶天體，因為它們被認為具有類似的組成。

儘管如此，但說不定在幾十年之後，人們就能描繪出這頭「大象」的全貌了。

這是因為，奧爾特雲中的天體會使得遙遠恆星變暗或者發生衍射。

雖然這些掩食所持續的時間只有幾分之一秒，但是天文學家將採用已經用於柯伊伯帶天體上的技術，來測量這些天體的大小和距離。

目前，雖然地球大氣湍流造成的閃爍，會使得地面上的望遠鏡無法探測到它們，但未來空間望遠鏡巡天應該可以發現大量的奧爾特雲天體。

除此之外，根據目前已知的長周期彗星的數目和軌道估計，奧爾特雲中可能含有千億個直徑大於1千米的天體，它們的總質量可以達到地球的幾倍。

天文學家認為，如此多的物質超出了目前的太陽系形成理論可解釋的範圍，這說明還需要對我們現有的模型進行細緻的檢查。

也許，太陽系的歷史就要重寫了。

那也是個好事兒，因為節目又多了一個話題，當然到那時也許我們就完全娛樂化了，而對於真正的科普節目來說，恐怕又可以水上一年了。

以上來自回到2049。