主题：【文摘】《我们的宇宙》解说词 (序) 【赵致真】 -- 不爱吱声

[主持人

　　科学家将太阳系行星分为类地行星和类木行星是符合实际的。

　　让我们看看类木行星有哪些成员，它们和类地行星有什么不同。

[电视片解说词

　　顾名思义，类地行星是象地球一样主要由岩石和金属构成的足够“结实”的行星。有着可以“脚踏实地”的表面。水星、金星、火星都能归入此类。它们的共同特点是体积、质量小、平均密度大、卫星少。类木行星则没有“过硬”的固体外壳架构和坚实的表面。他们体积、质量大，平均密度低，自转速度快，卫星数目多并有行星环。木星、土星、天王星、海王星都是这一族类。至于冥王星，则属于一个特例而另当别论了。

　　现在，让我们把目光肃然投向太阳系行星中的头号巨人――木星。在夜空中，光芒仅次于金星的第二亮星便是木星了。中国古人虽然不懂得木星绕日一周的时间是12年，但却发现它在黄道12宫上每年移动一个星座，于是创造了12地支，并把木星当作记岁的岁星，也就是俗称的太岁。西方人则把它尊为众神之王朱庇特。木星距太阳的平均距离7.78亿公里，体积比地球大1316倍，质量则是地球的318倍，其他八大行星质量的总和还不及它的一半。尽管木星的身躯如此庞大而笨重，却是太阳系中转动最快的行星，自转一周仅用9小时50分。这个由82%的氢和17%的氦构成的流体大球虽然在巨大离心力的作用下还不至于散架，但也已经变得中间鼓起，两头扁下，赤道半径比极半径长5000公里。木星负载着太阳系60%的动量矩，并以强大的引力把无数小行星锁定在它与火星之间，成为一方天域稳定和安全的重要保障。

　　一般认为，木星有一个温度高达3万度的石质固体核，核外是在巨大压力下失去电子的金属氢，表面则覆盖者液态的氢和氦，并和千余公里厚的大气没有界面地融为一体。由于远离太阳，木星表面温度约零下140度。顶端云层在高速旋转中被拉得丝丝缕缕，形成许多和赤道平行的气体环流，这便是我们看到的带状彩色条纹。木星上众所周知的大红斑在赤道南22度的地方，这个卵形区域能容下3个地球。从300年前伽利略发现它的时候到今天，大红斑只见大小和颜色的变化，却始终保持人们熟悉的外形轮廓和反时针旋转方向。它是木星上的一个持久的飓风系统。有科学家推测，大气中的带电粒子在比地球上强10倍的木星磁场作用下产生螺旋运动，也许和大红斑的形成有关。

　　当28个大大小小的月亮在木星的天空穿梭往返时，我们看到了又一个缩小了的太阳系。4个伽利略卫星中的木卫一叫做伊奥，这个比月球稍大的红色星球有9座活火山，能以每秒1000公里的速度将熔岩喷射到300公里的高度，是太阳系中火山活动最激烈频繁的地方。火卫二欧罗巴比月亮略小，明亮光滑的表面覆盖着布满裂纹的坚冰。火卫三加尼默德直径5200公里，比水星还大，是太阳系中的“长子长孙”，它冰面上的亮区和覆盖岩质灰尘的暗区都能看到断层、深沟和平行的山脊，可能有类似地球的版块活动。木卫四卡里斯特也比水星大，牛眼似的白色盆地直径达千余公里，疮痍满目的陨石坑和环形山展示了最古老的地质表面。木星赤道上也有一圈旋转的环，因为是反光度很低的尘埃和碎石组成的，在远处甚至不易看见，更谈不上璀璨与华丽了。

　　最令科学家感兴趣的话题是，木星如果比今天再大十几倍，也许将会变成另一颗太阳。那么，我们星系中“天无二日”的格局将完全改变。据测量，今天木星上辐射的热量比来自太阳的热量多两倍。特别当其它行星温度都在降低时，木星温度却在缓慢升高。可见内部进行着微弱的核反应。有科学家不无惋惜地说：“木星是一颗没有成功的太阳。”它会不会在漫长的岁月里吸收质量，蓄精养锐，有朝一日再度“脱颖而出”呢！

　　如果在九大行星中选美，土星应该会轻取头筹。它象戴着华贵的“大沿帽”，舞步轻盈走过天庭，又象腰间永远转动着闪亮的“呼啦圈”。古人叫土星为镇星。西方则称它为克洛诺斯，恰好都是主管农业的天界神仙。土星是仅次于木星的第二巨星。赤道半径6万公里，体积比地球大755倍，质量却只是地球的95倍。因为它的密度仅有0.7，便成了太阳系中唯一密度比水小的行星。土星如果掉到一个足够大的海洋里是不会淹着的，它能够轻松地漂起来。

　　土星在和太阳平均距离为14亿公里的巨大轨道上慢慢赶路，绕日一周要29年半。但自转周期却比起木星并不多让，只用10小时14分。结果不但把自己转成了太阳系最扁的球，极半径比赤道半径短了6000公里，还把日子过成了1年等于2万天。土星的内部结构也和木星十分相似，岩石和冰的核心包裹着金属态和液态的氢，外面是由氢、氦、氨和甲烷组成的大气，磁场为地球的600倍。土星的表面温度大约零下170度。赤道上劲吹的强风达每秒500米，在高纬度地区回旋，有时便形成长达土星直径5分之1的大白斑。

　　论卫星的数目，土星是九大行星中的第一位。它的30个“月亮”大部分都按近圆轨道，在赤道上以固定一面朝着土星运转。有些卫星还共享一个轨道。特别值得一提的是土卫六。自1655年被荷兰天文学家惠更斯发现后，便用克洛诺斯的妻子泰坦来命名。科学家长期认为泰坦是太阳系中最大的卫星。直到更精确的测量扣除了它的大气厚度，确认固体表面半径为2575公里，才把冠军座次让给了木卫三。但泰坦独特的地位也正在于它是太阳系中唯一拥有浓厚大气的卫星。尽管它表面的重力只及地球的7分之1，但零下180度“冷冻”下的气体分子却处于能量低态而无力向外逃逸。因此泰坦上的大气压力是地球上的1.5倍。最可宝贵的是，大气成分除了同地球上相似的氮以外，还含有甲烷、乙烷和氢氰酸等其他有机化合物。来自遥远太阳的微弱光线透过微红色的沼气云层，汽油的雨滴飘洒在灰绿色的甲烷海浪上。巨大的土星升起了，百米狂潮拍天而起，扑向岩石和冰的海岸……科学家们认为这里很类似地球上氧产生以前的洪荒时代和古老环境。对于研究生命的起源是天造地设的最好实验室。至于其他卫星，不妨稍稍介绍一下土卫八。它半边脸洁白如雪，半边脸漆黑一团。这也是造化的一个独特设计。

　　我们可以仔细欣赏一下土星的“专利”――这圈骄人的光环了。1610年伽利略用手制的望远镜向木星聚焦时，看到它两边长出了“耳朵”，当时还以为是两颗卫星。1656年，惠更斯用更精密的望远镜发现这是一层圆环。意大利天文学家卡西尼在9年之后又进一步看到光环中有条狭缝，被人们称为“卡西尼缝”。此后，就象眼睛越好的人越能看清视力检测表上细小的字母一样，找到缝隙的记录不断刷新。土星光环终于成了一张“密纹唱片”。但实际上，它并不象安装在轴承上旋转的“薄砂轮”或“电锯片”。而是层层相套，由内到外依次被标定为D，C，B，A，F，G，E的7个环。它们宽窄、明暗、色泽各不相同。其中A环最亮，E环最宽，F环竟如同几股细线扭结在一起。如果再近看，则发现原来是许许多多“一川碎石大如斗”的天上“泥石流”。这些石头冰块其实是无数小卫星排成的浩荡队列，连A、B环间的卡西尼缝中也能找到几行。它们自东向西不停旋转，内环速度高于外环。从土星云顶开始，巨大的彩虹般光环向上延伸10余万公里，直径几乎等于月亮到地球的距离。而内环的厚度却只有1公里。如果有什么力量把它们捏合到一起，至少会比月亮大。至于光环的起源，有人认为是天体碰撞的碎片。流行的解释则说，当一颗卫星轨道低于主星赤道半径的2.44倍时，也就是超过“洛希极限”，就会被潮汐力裂解。特别有趣的是，几颗“牧羊卫星”忠实地走在光环内外，照料着自己的“羊群”。如果不是靠它们引力的凝聚，有些石头冰块可能就一哄而散了。

　　长期以来，天文学一直认为土星的轨道就是太阳系的边疆。直到1781年赫歇尔发现了天王星后，我们这个行星系的版图又一举扩大了4倍。人们在赫歇尔的墓碑上刻着：“他突破了苍穹。”天王星在西方叫乌拉诺斯，是统治整个宇宙的天王。它和太阳的距离29亿公里，整整比土星远一倍，因此肉眼几乎无法看到。天王星的半径为25559公里，体积比地球大52倍，质量为地球的15倍，自转一周16.8小时，绕太阳一圈则需要84年，自我们发现它以来才转了2圈半。天王星的结构也和木星、土星类似，大气中主要是氢和氦，所含甲烷能吸收红光，使天王星呈现出蓝绿色。它的21个卫星都质量太小，不成气候。10个光环也大多稀薄暗淡，不值一提。海王星最独具特色和富有戏剧性的行为，是它自转轴的倾斜角竟达到98度。太阳系其他行星都是“立”着转，惟有它是“躺”着转的，连它那些卫星的转动平面也跟着一起掉了个90度。于是，一路“打滚”的天王星上便出现了奇怪的季节。并且两极竟有42年是白天，42年是黑夜。不过，天王星离太阳太远，它所接受的日光仅为地球的千分之三，表面温暖度低到零下200度，季节概念已经没有多大意义了。

　　1845年，英国青年亚当斯发现天王星运动轨道异常，便推测是由于一颗未知行星的摄动并算出了它的轨道。可惜这位22岁的剑桥学生因籍籍无名，把报告寄给英国皇家天文台台长后未被理睬。法国天文学家勒威耶则幸运得多。他也几乎同时完成了这一研究结果，并寄给了柏林天文台。1846年9月23日晚上，加勒博士按照勒威耶预报的方位，在望远镜前细细查看那块天空。果然很快便找到了一颗新的行星。人们用海神涅普顿的名子叫它为海王星。这颗被称为“从笔尖下发现的行星”，“用方程式解出来的行星”，标志着天文学开始进入了精密阶段。

　　海王星可以看做天王星的孪生姐妹。它距太阳45亿公里，赤道半径24764公里，略小于天王星。但比地球大44倍，质量是地球的17倍。自转一周约16小时，绕太阳一周则长达165年。大气中的甲烷使海王星显出碧蓝的颜色。南半球有一个大小、形状都和木星大红斑十分相似的大黑斑，是海王星上惊心动魄的风暴区。

　　海王星知名度最高的“骄子”，是它8颗卫星中的老大特里同。这个比月亮稍小的天体有许多不寻常之处。它是太阳系中唯一与主星旋转方向“倒行逆施”的卫星；是唯一的兰色卫星；是温度只有零下235度的全太阳系最寒冷的地方；是太阳系中除了地球和泰坦以外唯一拥有含氮大气的星球――尽管这种大气稀薄到只有地球上的7万分之1。这里还能看到冰的火山猛烈喷射出比喜马拉雅山高出4倍的液态氮。特里同无疑是个古怪的世界，充满着神奇的诱惑和陌生的美丽。

　　太阳系中第九颗行星的发现，简直是一个大海捞针的故事。美国天文学家洛威尔在仔细研究了天王星和海王星轨道异动的剩余误差后，认定还存在一颗更远的行星。但他直到临终也没有找到蛛丝马迹。1930年，美国天文学家汤博终于捉住了这颗遥远、暗淡又微小的行星。11岁英国女孩贝尔娜的提议从雪片般的命名征集方案中胜出。这颗行星被叫做主管地狱之神普鲁托，即冥王星。至此，太阳系家族主要成员便算是聚齐了。

　　冥王星的轨道和地球轨道相比倾斜17.2度，是一个长长的椭圆。远日点距太阳70亿公里，近日点却只有43.44亿公里，绕太阳一周需要249年，其中有20年比海王星离太阳还近。幸亏这种轨道的重叠如同立交桥，不会引起冥王星和海王星相撞。冥王星自转一周6.4天。它的半径仅1195公里，体积只有地球的1000分之5，质量还不及月球的6分之1。此后又发现了它的一颗卫星，人们以冥河上的船夫卡戎命名。卡戎直径却达到冥王星的一半。更令人惊讶的是，它们的距离只有19600公里，比地球和月亮之间近20倍。完全是一对“哑铃”般的双星。

　　自冥王星发现以来，它的轨道几乎就是人们心目中太阳系“王国”的“国境线”了。但冥王星之外真是一无所有的旷野吗？太阳系真有一个整整齐齐的边缘吗？荷兰裔美籍天文学家库伊伯在1951年就提出，一大群遥远的小天体在绕着太阳系外围运动。科学家们便设想海王星和冥王星之间的区域有一个“库伊伯带”。有人还相信存在“冥外行星”，并一直进行着不懈的搜索。直到1992年，美国科学家首先在的“库伊伯带”内找到了一颗直径200公里的天体QBI。此后，“库伊伯带”内新发现的数字不断攀升，至今记录在案的大小天体已有400多个。但据估计这只是“冰山一角”。特别2000年3月发现的EB173，直径为冥王星的4分之1；同年底发现的“伐楼拿”直径910公里；2001年8月又发现了更大的KX76，直径达1240公里，超过了冥王星的卫星卡戎。它究竟能不能算第十大行星？一向活跃的天文界又增添了热门话题。

　　于是，关于冥王星“行星资格”的“公案”被再次提出来。鉴于冥王星质量小，轨道偏，许多天文学家都主张开除它的“行星籍”，“降级”为其他族类。如今更认为它只是千千万万个“库伊伯带”天体中的一员，不过因为反照率稍高而早被发现了几十年罢了。以后很可能发现比冥王星更大的“库伊伯带”星体。这桩太阳系中的“诉讼”引发了对确定行星的标准再次定义。即必须有独立绕恒星运行的公转轨道；有圆球状外形；质量达10亿亿吨以上。经国际天文联盟最后裁定，尽管冥王星和第三条标准尚有差距，但总算“破格”保住了它的行星身份。这个远离光明和温暖的“小兄弟”得以继续享受现在的地位，除了有利于我们这个行星家族的丰富多样性，大约还有历史、文化和心理上的原因。冥王星的“官司”至少使我们更清楚地认识，太阳系没有“一刀切”的疆界，只有一个模糊而弥散的边缘。目前还有不少天文学家正信心十足，为寻找太阳系的第十大行星而孜孜努力。

[主持人

　　类木行星和冥王星和我们拥有同一个太阳，面貌特性却又迥然不同，我们不禁再一次感慨大自然的鬼斧神工。

　　应该说，九大行星是太阳系的主要框架和基本实体。但太阳系大家庭还有其他成员吗？

• 加精，再转个文给边兄助助兴