太阳系之谜

柯　伦

从古到今，人类对于太阳系始终充满着好奇心，同时也存在着莫大的疑惑:太阳系的尽头在哪里?金星为什么特别明亮?彗星究竟来自何方?……

(一)太阳系位于银河系的什么地方?

在太阳系中心放出光芒的太阳，是构成银河系的2000亿个星球之一。

银河系的形状有如一个中央鼓起的圆盘，直径10万光年，中心厚度1.5万光年。银河系的中心部分有“人马座臂”及“英仙座臂”这两支巨大的旋涡臂往外伸展，并互相旋绕构成银河系的圆盘部分。在这两支大旋涡臂之间夹着小小的“猎户座臂”，太阳就位于“猎户座臂”之中，距离银河系中心大约3万光年。太阳只是那里的一颗极其普通的星球而已。

(二)太阳系的尽头在什么地方?

太阳系由冥王星等九颗大行星、彗星和小行星所组成，过去有人认为冥王星是太阳系的尽头，但冥王星一带至今仍存在着许多未解之谜。1992年夏天，夏威夷毛纳凯亚山顶的2.2米望远镜，发现冥王星外侧有个直径100至200公里的小天体，是目前已知太阳系最远的小天体。

比这个小天体更远的地方有些什么东西呢?太阳不断地喷出高能量带电粒子(主要是氢离子)，称为“太阳风”。这股“太阳风”一直吹到冥王星的外侧，形成巨大的磁气圈，称为“太阳圈”。太阳圈外头吹着“星际风”。太阳风保护太阳系不受星际风的破坏。星际风和太阳风的交界在太阳圈的外缘，那里才是太阳系的真正尽头，称为“太阳休止符”。

(三)火星为什么是红色的?

火星是散发红色光芒的星球，在太阳系中独树一帜。

火星之所以呈现红色，是因为它的全部表面有70%以上被红褐色物质覆盖着。火星的一年当中，有1/4的时间，这种红土会飞上火星的稀薄大气中，成为时速数百公里的暴风沙刮扫地表。

1976年，探测飞船海盗号分析了火星的土壤，才首度揭晓这些红褐色物质是氧化铁和黏土矿物之类的风化产物。在地球上，这种风化产物是在热带等高温多湿气候条件之下所造成，但是现在的火星却是个干燥低温的世界。另一方面，火星的地表有许多河床地形，看起来似乎是某种东西流过的痕迹。从这一点，科学家推测火星古时候的气候应该也很温暖，足以形成氧化铁及黏土矿物的可能性。

(四)为什么金星看起来非常明亮?

除了太阳和月球之外，金星是全天空最明亮的星星，自古以来即被称为“黎明之星”、“黄昏之星”。金星之所以如此明亮，乃由于它离地球和太阳都很近，而且表面覆盖着反光性极强的厚云。金星云的光线反射率达78%，和月球表面的反射率约10%比起来，可说是非常之高。

金星的云分布在地面上50～70公里的高度，主要成分是浓硫酸。金星的云既不会化雨落地，也不会拨云见日，永远维持厚厚的一层遮蔽着金星的地表。

(五)水星是什么样的世界?

水星是个像月球一样遍布坑洞的荒凉世界。在这些坑洞之中，最大的一个是位于北半球赤道附近的卡洛里斯盆地，直径达1300公里，具有多重的环。这个坑洞隔着水星的正背面，是个排列着无数小丘的复杂地形。但是，水星也有一些地方和月球截然不同，例如它没有像月球海一样颜色较暗的平地，反倒处处可见数百公里长、两公里高的断崖。此种断崖地形称为“皱褶山脉”。

水星的表面是个相当苛酷的环境，在水星公转最靠近太阳的时候，昼侧赤道附近所接受的太阳辐射为地球的10倍，温度高达430摄氏度。另一方面，夜侧是冷时低到零下170摄氏度。

(六)人类未来能够居住在火星上吗?

火星的环境是太阳系中最接近地球的。火星的表面有水结成的冰和二氧化碳结成的冰(干冰)，重力只有地球的1/3，和太阳的距离是地球和太阳间距离的1.5倍左右，阳光入射量十分充足。

火星的一天和地球的一天约略相等，自转轴也和地球一样倾斜，所以有四季的更迭变化。

但是，现在的火星环境是个零下50摄氏度的低温世界，而且大气相当稀薄，对生物有害的紫外线及宇宙辐射线大量倾注到地表。如果人类真要住在火星上，首先必须把温度升高，然后把大气加浓到地球大气的程度。

方法之一，是在太空建造几个直径数百公里的大镜子排在一起，把太阳光折射到火星极冠上，使极冠的干冰融化，放出二氧化碳到大气中。这些二氧化碳将引发温室效应，使火星温暖起来。采用这个方法，大约200年后便可制造出两倍于地球的大气。

此外，还必须把植物移植到火星上，利用植物的光合作用把二氧化碳转化成氧。等到氧的数量累积到足够让人类呼吸了，至少也要等上10万年左右!

(七)木星可能像太阳般发光的吗?

木星是太阳系最大的行星，占有太阳之外的太阳系全体质量的70%以上。它身边的卫星多达16个，因此有人称木星和它的卫星是“迷你太阳系”。构成木星的物质绝大部分是氢和氦，和太阳十分相似。

事实上，宇宙中像太阳这样单独存在的恒星并不多。而且太阳的质量是木星的1000倍，木星若想成为另一个太阳，必须再增加100倍的质量，才能引发核熔合做为恒星能量的来源。

科学家实际观测到木星表面的温度，这表示有热量从木星内部散发出来。这个热源可能不是核熔合反应，而是木星形成时积存下来的重力能(位能)。

(八)冥王星为什么是岩石行星?

木星、土星等比火星远的行星，几乎都是巨大的气体行星，只有距离最遥远的冥王星却是一个岩石行星。冥王星成为岩石型行星的原因至今还不十分明了，但我们可以假设其过程如下。

木星型的巨大气体行星是因为冰和岩石的微行星不断地相互撞击而合并成长，并捕捉周围的原始太阳系星云气体，才成为现今的模样。

冥王星也是不断地吸收周围的微行星而成长，但速度比木星、土星它们慢得多，所以还没有来得及捕捉星云气体壮大自己，星云气体就散失掉了。因此，冥王星直到现在仍是一个由岩石和冰构成的行星。

(九)小行星撞上地球的机率有多高?

“公元2000年，直径数百公里的小行星‘托塔吉士将撞上地球!”这篇法国科学家的报告，曾在大众传播媒体掀起一阵骚动。但经过其他科学家精密计算其轨道之后，确定“托塔吉士”至少在这数十年内不会撞上地球。但计算的结果也显示出，“托塔吉士”将在2004年通过地球身旁150万公里处。

由于小行星多半是小家伙，根据一项研究的结果，直径10公里的小行星撞上地球的机率是1亿年一次，100米的小行星是1万年一次，一米的小行星是一年一次。直径100米的小行星冲撞地球时的动能相当于1000颗投在广岛的原子弹。体积更小的小行星通过地球大气时，它的能量将被消耗一大半，所以只会造成局部性灾害。体积超过直径100米的话，势必造成全球性灾害。6500万年前撞击地球导致恐龙灭绝的小行星，据估计其直径为10公里。

(十)彗星是从哪里来的?

彗星从非常遥远的地方不辞万里而来，接近太阳的一瞬间，就伸出美丽的尾巴向地球的人类打招呼，然后又回到远方。彗星究竟来自何方?

目前，并没有任何彗星的轨道是明显地来自太阳系之外(双曲线轨道)，彗星轨道全部都是以某个周期环绕太阳的椭圆轨道。

周期超过200年的长周期彗星的轨道，绝大多数距离太阳最远2万～10万天文单位。

来访的方向则并不一致，说不定有许多彗星分布在太阳周围，有如一朵包围着太阳的巨大花朵。

这个假说是由欧特提出的，因此称为“欧特假说”。至于这个假说是否正确，时下仍不得而知。

(钟观涛摘自台湾《牛顿》杂志)