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在木星的卫星上找水不是神话（第1页）

在木星的卫星上找水不是神话

地球可能不是太阳系中唯一拥有丰富液化态的天体。美国“伽利略”号探测器前不久拍摄的照片，增强了科学家的信心——在木星的一颗卫星的表面下可能隐藏着一片维系生命的海洋。

由“伽利略”号探测器拍摄的照片揭示出木卫二表面上由山脊和断层组成的一个网状系统，其中一些很像地球上板块构造形成的形态。自“旅行者”号飞越木星以来，就有人猜测木卫二经历过火山活动，“伽利略”号拍下的近景照片看来证实了这一猜测。据此，某些理论工作者假定，木卫二的冰壳将一片深达200公里的液态水海洋掩盖在它的下面。这一观点进而助长了下述推测：木卫二可能是适合某种形态的生命——大概类似于在地球上海洋底热泉处富含矿物质的水中繁衍生息的那些有机体的生存。

与此同时，两个研究小组提出了更大胆的航天计划。其一是，“木卫二冰橇（EuropaIceClip-per）”号控制器将把一个垒球大小铜球射进木卫二表层，然后回收因撞击而崩到空间的冰粒，再带回地球进行分析；其二是，让一艘探测器降落到木卫二上，以每天l米的速度融化出一条穿透冰壳的通道，以探测冰壳下面到底有没有海洋以及令人兴奋的外星生命世界。

怪星之谜

这已经是30年代的事了。当时天文学家在观测星空时发现了一种奇怪的天体。对它的光谱进行的分析表明，它既是“冷”的，只有二三千度；同时又是十分热的，达到几万度。也就是说，冷热共生在一个天体上。1941年，天文学界把它定名为“共生星”。它是一种同时兼有冷星光谱特征（低温吸收线）和高温发射星云光谱（高温发射线）的复合光谱的特殊天体。几十年来已经发现了约100个这种怪星。许多天文学家为解开怪星之谜耗费了毕生精力。我国已故天文学家、前北京天文台台长和茂兰早在四五十年代在法国就对共生星进行过不少观测研究，在国际上有一定影响。此后，我国另一些天文学家也参加了这项揭谜活动。

半个世纪过去了，但它的谜底仍未完全揭开。

最初，一些天文学家提出了“单星”说，认为，这种共生星中心是一个属于红巨星之类的冷星，周围有一层高温星云包层。红巨星是一处于比较晚期的恒星，它的密度很小，而体积比太阳大得多，表面温度只有二三千度。可是星云包层的高温从何而来呢?人们却无法解释。太阳表面温度只有6000度，而它周围的包层——日冕的物质非常稀薄，完全不同于共生星的星云包层。因此，太阳算不得共生星，也不能用来解释共生星之谜。

也有人提出了“双星”说，认为共生星是由一个冷的红巨星和一个热的矮星（密度大而体积相对较小的恒星）组成的双星。但是，当时光学观测所能达到的分辨论不算太高，其他观测手段尚未发展起来，人们通过光学观测和红外测量测不出双星绕共同质心旋转的现象。而这是确定是否为双星的最基本特征之一。

1981处的讨论会上，人们只是交流了共生星的光谱和光度特征的观测结果，从理论上探讨了共生星现象的物理过程和演化问题：在那以后，观测手段有了很大发展，天文学家用X射线、紫外、可见光、红外到射电波段对共生星进行了大星观测，积累了许多资料。共生星之谜的帷幕在逐渐揭开。

近些年，天文学家用可见光波段对冷星光谱进行的高精度视向速度测量证明，不少共生星的冷星有环绕它和热星的公共质心运行的轨道运动，这有利于说明共生星是双星。人们还通过具有高的空间分辨率的射电波段进行探测，查明了许多共生星的星云包层结构图，并认为有些共生星上存在“双极流”现象（从一个星的两个极区向外喷射物质）。现在，大多数天文学家都认为，共生星可能是由一个低温的红巨星或红超巨星和一个具有极高温度的看不见的极小的热星以及环绕在它们周围的公共热星云包层组成。它是一种处于恒星演化晚期阶段的天体。

有的天文学家对共生星现象提出了这样一种理论模型。共生星中的低温巨星或超巨星体积不断膨胀。其物质不断外溢，并被邻近的高温矮星吸积，形成一个巨大的圆盘，即所谓的“吸积盘”。吸积过程中产生强烈的冲击波和高温。由于它们距离我们太远，我们区分不出它们是两个恒星，而看起来像热星云包在一个冷星的外围。

有的共生星属于类新星。类新星是一种经常爆发的恒星。所谓爆发是指恒星由于某种突然发生的十分激烈的物理过程而导致能量大量释放和星的亮度骤增许多倍的现象。仙女座z型星是这类星中比较典型的，这是由一个冷的巨星和一个热的矮星外包激发态星云组成的双星系统，经常爆发，爆发时亮度可增大数10倍。它具有低温吸收线和高温发射线并存的典型的共生星光谱特征。

但是双星说并未能最后确立自己的阵地。

这其中一个重要原因是迄今为止未能观测到共生星中的热星。科学家只不过是根据激发星云所属的高温间接推论热星的存在，从理论上判断它是表面温度高达几十万度的矮星。许多天文学家都认为，对热星本质的探索，应当是今后共生星研究的重点方向之一。

此外，他们认为，今后还要加强对双星轨道的测量；进一步收集关于冷星的资料，以探讨其稳定性。

天文学家们指出，对共生星亮度变化的监视有重要意义。通过不间断地监视可以了解其变化的周期性，有没有爆发，从而有助于揭开共生星之谜。但是共生星光变周期有的达到几百天，专业天文工作者不可能连续几百天盯住这些共生星，因此，他们特别希望天文爱好者能共同来监视。

揭开共生星之谜，对恒星物理和恒星演化的研究都有重要的意义。但要彻底揭开这个谜看来还需要付出许多艰苦的努力。

高深莫测的类星体

1963年以来，在我们观察能达到的最遥远的地方，发现了一些奇怪的天体。它们不像恒星，也不像星系，它们特别明亮，其亮度足顶得上100个星系的亮度总和。但是它们却比我们银河系小100万倍。这种既小又亮且非常遥远的天体，天文学家称它为类星体。自发现它们以来，天体物理学家感到非常纳闷，这么小的物体怎能会释放如此多的能量呢?按照普通的物理规律真有点难以想象。难怪某些科学家认为要解释它，只能等待新的物理定律的出现。

经过近20年的研究，现在类星体不再是不可思议的了。专家指出，类星体可能是一个巨大的恒星或许多恒星发生爆炸，然后坍缩成巨大的引力场——黑洞时产生的天体，而黑洞就是它的能源。或者超新星爆发喷射出来的气体和物质源源不断地流进正在形成的星系中心附近的黑洞的时候，黑洞就爆发成了一个类星体。伴随着进一步的爆发，它本身会变得特别明亮。

灿烂的类星体还是强大的射电源，它在不断辐射无线电波。另外的理论指出，这可能说明类星体是由一对巨大的充满了带电粒子的星云组成的，而在它周围存在着强大的磁场。它们依次俘获等离子气核喷出的电子，结果产生了无线电波的辐射。随着这个核“发生器”的接通和断开，辐射不断变化，变成脉动辐射了。

现在大部分科学家都认为类星体是一个特别明亮的星系核，由于它的明亮，星系的其他恒星都被遮蔽了。这个核包围着一个黑洞，在黑洞的引力作用下，周围的恒星被撕裂，它的气体和物质不断地流进了黑洞。这些物质的流动产生了很大的能量，使类星体得已看到。塞佛特星系是一个漩涡星系，它具有明亮的核，它辐射的能量比太阳要大几十亿倍，实际上它的核可能就是一个类星体。这些天体最终会被烧尽，留下像我们银河系那样的星系。据目前观测，有些人认为在银河系的中心也可能存在着一个类似的黑洞的天体，因而它也可能是一个微小的类星体。

由于我们的宇宙在不断膨胀，所以可以说，最遥远的天体也是最古老的天体，因而最遥远的类星体有可能给我们提供许多有关原始大爆炸不久，物质非常稠密时最初宇宙的信息。事实上，由美国、英国和澳大利亚的天文学家组成的小组，经过10年的研究定出了它们的位置。证明最近发现的大部分类星体确是已知的最遥远的天体。在120亿光年以远，PKS2000—330类星体把我们能看见的宇宙界限又延伸了10亿光年。

虽然类星体代表最遥远的天体，但若认为这就是宇宙的边缘，那就错了。因它不能在任何三维意义上构成宇宙的边。一个在三维空间中离开地球的冰船，它会弯曲地通过第四维回到它的出发点。处在三维空间的人类永远不会看到三维宇宙弯曲在特殊的第四维中。