太阳家族的小兄弟

1801 年1月1日的新年之夜,人们都在欢庆进入新的一年．意大利西西里岛的巴勒莫天文台台长皮亚齐正沉浸在自己的乐趣里．当他把天文望远镜对准金牛星座时,突然发现一颗8 等星亮度的奇怪天体．皮亚齐以科学家应有的仔细,对这个不速之客进行了多方核实．他决定第二天再跟踪这个天体的行迹．第二天发现这个陌生的天体从东向西移动了4 角分．皮亚齐确定它是太阳系内的天体．但是,皮亚齐不愿冒然地公布此事．在以后的6 个星期里,皮亚齐一直监视着这个大体,它在恒星之间不断地改变着位置．这位台长判定它是一颗彗星．可是,就在这个关键时刻,他患病在身,不得不中断观测．等他康复后再行观测时,这个天体在群星间消失得无影无踪了．此时,皮亚齐发现自认为是彗星的消息传到德国柏林天文台．台长波德正在邀请的24 位天文学家沿黄道分段搜查在火星和木星之间可能存在的行星．皮亚齐正是被邀请的24 位著名的天文学家之一．波德分析了皮亚齐的观测情况以后,认定皮亚齐发现的就是火星和木星之间的尚在寻找的天体．但是,光这样推测还不行,还必须根据观测资料计算出它的轨道才能确定．这时,年仅24岁的德国大学生,即后来鼎鼎大名的大数学家高斯,创立了一种新的数学计算方法．这种方法能根据在不同时间测得的某一天体在天空中的3 个精确位置．计算出这个天体的轨道．这位青年大学生根据皮亚齐的观测结果计算出这个无名天体的轨道,恰好在火星和木星轨道之间．正是24 位天文学家要搜寻的行星．知道了它的轨道,就容易在群星之中再把它找到．高斯与皮亚齐通力合作,很快就公布了这位不速之客的轨道数据．这是天文学家和数学家绝妙合作的典范．在发现这一天体一年以后,即1802 年1月1日,德国天文学家奥利培尔斯根据计算的位置,果然又找到了这个天体．这个天体就是发现的第一颗小行星．以罗马神话中谷物的保护神命名为谷神星．1802 年发现第二颗小行星,命名为智神星；1804 年又发现第三颗小行星,命名为婚神星；1807 年又发现第四颗小行星,命名为灶神星．这就是到目前已知体积最大的四颗小行星。

小行星的特征是: 第一数量多．从1801 年到1995 年底,全世界共发现并经国际天文学联合会小行星中心确认,给予正式编号的小行星6160 颗．据估计,从地球上看去,亮于21 等星的小行星有约50 万颗之多；第二范围广．绝大多数小行星都在火星和木星轨道之间绕太阳运动,在这个行星际空间形成一个小行星区,叫小行星带．但是也有少数散漫而孤独的小行星跑出了群体,它们有的轨道半径在火星轨道之内,有的又到了木星轨道之外,还有极少数小行星跑到地球轨道附近,距地球在几十万到几千万公里之间．这类小行星叫近地小行星；第三体积小．目前已知体积最大的小行星就是谷神星；它的直径约1000 公里．一般小行星直径只有1 公里到几十公里．估计小行星的总质量仅为地球质量的万分之四；第四形态各异．小行星多呈不规则的形体；第五具有三种物质类型．按小行星的物质组成,可分为碳质小行星、石质小行星和金属小行星．碳质小行星约占小行星总数的76% ,石质小行星约占16% ,金属小行星约占5% 。

近地小行星虽然为数极少．但一直被天文学家们给予特殊的关注和严密的监视．因为它们有可能在“万一”之下撞到地球上来,对人类和地球环境构成危害．目前,国际上正在形成近地小行星联合监视观测网,以便万一出现险情提早预防．说到这里,人们也许会问: 有小行星撞击地球的先例吗? 目前,我们只知道有陨石落地,还不能确认哪个就是小行星的袭击．但是,地球上也确有些巨大的陨石坑,应是“地外来客”撞击地球的痕迹．1908 年6月30日早晨,在俄罗斯西伯利亚通古斯地区发生一次惊人的陨击爆炸事件,产生的爆炸声和冲天的火光在1000 公里之外感受也很强烈．科学家们经过多年现场考察,认为这很可能是地外来的小行星或彗核对地球的撞击引起．1980 年,美国物理学家、1968 年度诺贝尔物理学奖获得者路易斯·W·阿尔瓦雷斯和他的儿子——地质学家沃尔特·阿尔瓦雷斯共同提出,曾经统治地球长达1.5 亿年之久的庞大动物——恐龙,为什么在6500 万年前突然灭绝了呢? 他们认为,这是由于一颗直径约10 公里的小行星撞击地球引起巨大爆炸,产生强烈的核辐射,抛出大量的尘埃,遮天蔽日达数年,形成了核冬天．在这种突然袭击下,恐龙和大量生物灭绝．当然,这只是学说,还有待研究证实．但是,它也提醒我们要注意观测和预防近地小行星的陨击。

预防近地小行星对地球破坏性的陨击,具有重要的现实意义．同时,小行星身居太空,经历了太阳系演化的历史时期,具有丰富的大阳系变迁的信息,对研究太阳系演化有重要的科学价值．随着空间科学的发展,天文学家们不仅在地面上观测小行星,而且利用探测器去观测小行星．1989 年,美国发射的“伽利略号”探测器,在飞往木星的途中,于1991 年10月29日,近距拍下了加斯帕拉(951 号)小行星非常清晰的照片．这是人类第一次见到小行星表面的情况．这颗小行星是不规则体,为19 公里×12 公里×11 公里,表面布满坑穴．1993 年8月28日,“伽利略号”又拍下艾达(241 号)小行星的照片．它的表面也有大量的坑穴．这对研究小行星在行星际空间的经历有非常重要的意义．1996 年2月17日,美国又发射探测小行星的探测器,它将于1999 年2月探测“爱神星”．爱神星是1898 年8月13日,由德国天文学家威特发现的小行星．它的国际统一编号为433 号．它绕太阳运动的轨道半径为1.46 个天文单位,轨道偏心率为0.22,轨道的近日距为1.13 个天文单位,绕太阳一周约642 个地球日．由此可见,它的轨道有一大半是在火星轨道之内,距地球最近时约2300 万公里,属于近地小行星．它的形态也不是球形,而是长约35 公里,宽约14 公里,高约13 公里的不规则体．由于形态不规则,从地球上看去,它的亮度在不断变化,最亮时为6.5 等星,是著名的变光小行星．1898 年发现爱神神时,当时它是已知的天体中,除月亮之外,最接近地球的天体．1900 年和1930－1931 年,天文工作者利用它这两次最接近地球的机会对它进行观测,从而求得日地平均距离的精确值．因此,爱神星在天文学家们的心目中占有特殊的地位．1999 年2月,探测器将在爱神星上着陆,我们拭目以待。

我国在小行星的观测和研究方面,有突出的成就和杰出的贡献．1928年,正值中国人民经受各种苦难的年代,一位在美国叶凯士天文台攻读博士的26 岁的中国人,于1928 年11月22日晚,用口径60 厘米的反射望远镜发现一颗小行星．这颗小行星被国际天文学联合会正式编号为1125 号．根据发现者提议,1125 号小行星被命名为“中华”星．这是中国人发现的第一颗小行星,也是亚洲人发现的第一颗小行星．这位年轻人就是我国现代天文事业的主要奠基人张钰哲先生．解放后,他曾长时间担任中国天文学会理事长和紫金山天文台台长．在他的创建和领导下,紫金山天文台一直从事小行星的观测和研究工作．到目前,已发现并被国际天文学联合会小行星中心正式编号的有120 多颗小行星．紫金山天文台已将几十颗小行星用我国省市、地区的名字及古代著名科学家和现代知名人士的名字命名．如: 将国际编号为2045 号小行星被命名为“北京”,2169 号被命名为“台湾”,1802 号被命名为“张衡”,2963 号被命名为“陈嘉庚”等等．同时,国际天文学联合会为表彰我国在小行星观测和研究方面所作的突出贡献,特将2051 号小行星命名为“张,zhang”,即张钰哲先生．1994 年9月,又将3494 号小行星命名为“紫金山天文台星”,以祝贺紫金山天文台建台60 周年和取得的杰出

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