哈勃的功绩之行星科学

梁晓鹏

我们邻居的表面正在发生着什么？再远一些，有没有另一些人居住在类似地球的地方，他们也在向天空张望？哈勃空间望远镜一直在观察恒星和行星系统的形成，审视着遥远恒星周围的行星，记录着宇宙冲撞的破坏性力量。

哈勃空间望远镜传回的记录猎户座处于形成期的行星系统的照片。太阳系便是由恒星形成时遗留下的气尘圆环产生的。

星球的诞生

引力拉动坍缩气尘云中的物质，形成一个周围有旋转物质的浓缩天体，这个天体会喷射出一股股剧烈的辐射，以每小时80万千米的速度向外延伸数万亿千米。目前科学家还不知道这些喷流如何形成，但他们确信，它来自新生恒星释放的磁场。

在哈勃空间望远镜传回那些重要的图片之前，天文学家能够看见这些喷流，但看不到产生新星的圆环；有了哈勃之后，他们才能看到两者。1995年，哈勃空间望远镜第一次拍摄到猎户座星云中的喷流和圆环详图。

自此之后，哈勃拍摄到许多这类图像，发现了首批直接证据，证明喷流源自恒星获得原始物质的气尘状圆环的中心。天文学家认为，这些喷流在恒星形成中起到重要的作用，很可能降低了圆环自转的速度，使得恒星能够收集到更多的原始物质。哈勃的观测发现，猎户座星云中的一个气尘洞里有700多颗新生恒星，处在不同的形成阶段。

天文学家曾经认为，恒星周围的尘埃盘聚合形成恒星系，可称为原行星盘。因为其隐藏在更大规模的气尘云中，所以很难被发现。后来，哈勃发现了大量原行星盘，推翻了这种观点。其观测结果表明，行星成长的环境影响了行星形成的过程。哈勃的观测结果同时也为科学家提供了线索，填补了我们有关行星形成知识的那些缺环。例如，气尘环是怎样演化成围绕新生恒星的一个个行星的。

比较昏暗的行星穿过北落师门恒星的尘环，该行星正沿着预期轨道运行。

太阳系外的行星

目前，科学家已经发现了成百上千颗系外行星，大多是地面望远镜在寻找行星拖拽恒星并对其产生轻微影响时发现的，还有一些是在行星从其母星前经过时，通过光的微微变暗而被观测到的。

对后面这一种情况，哈勃空间望远镜能够提供更加深入的认识：观察恒星光“被食”的周期，可获得行星公转周期的线索；哈勃空间望远镜测量了一些行星的大气构成，发现其大气中含有钠、碳和氧；它曾观测到一颗行星消失在太空，它像彗星一样带有氢尾。哈勃还在一颗太阳系外行星上发现了有机分子。它距其恒星极近，有木星大小，大气中含有甲烷。

天文学家认为不可能的事，哈勃空间望远镜也照样可以干，比如，拍摄可见光波段的系外行星的照片。在北落师门周围的尘带照片里，有一个小小的点，那是行星北落师门b，它的体积约是木星的3倍，周围可能有明亮的气尘圆环。因为北落师门的环境呈尘状，自20世纪80年代初以来，天文学家一直猜测其周围可能有行星，如今得以证实。

1994年7月17日，哈勃空间望远镜在可见光和紫外线波段拍得的木星图，上面可见木星南半球的撞击现场。

彗星坠毁

1994年，“苏梅克-列维9”号彗星坠入木星大气，给木星留下大片羽状痕迹。哈勃看得很清楚，观察了彗木相撞的全过程。木星引力将彗星撕成几十块碎片，彗星撞击区域形成了巨大的气浪涟漪。科学家认为，这是千年难得一见的事件。

2009年5月，宇航员给哈勃空间望远镜安装了新仪器，对其进行了维修。7月，工程师和科学家仍然在检测和调整这台翻新的望远镜，一名业余天文爱好者发现木星表面出现了一个奇怪的黑点：这个气状巨行星又一次被撞击。一颗小行星不知不觉地溜进这个行星，留下一个正在延展的撞击现场。哈勃空间望远镜的一个优势，正好在于能够瞬间拍摄这类事件的高质量图像，给科学家提供研究数据，使我们对自己的宇宙邻居有更深入的了解。

因为这个突发事件太重要，绝对不能错过。哈勃研究小组将哈勃检休日程暂时搁置一旁，用新换的一个设备拍摄了这个撞击现场。

哈勃空间望远镜拍摄的木星撞击现场图使科学家对该行星的成分产生了疑问。例如，“苏梅克-列维9”号撞击现场激起的波的特性表明，木星的成分与科学家先前认为的不太一样。endprint