近期的天文新发现
计划取回的月岩年龄的最新精密测定表明,在理论认为月球内部发电机消失之后的时代里,月球磁场还曾几度出现过。
两篇新论文提供了解释。问题就在于月球本应冷却和变硬之后,如何保持其内部的熔融和对流状态。按照月球演化模型,这一期限大约是在42亿年以前。然而,在数亿年之后的月岩里突然出现了磁化的痕迹。
磁场不一定来自月核发电机。撞击产生的等离子体可以产生持续一天左右的短暂的局部磁场,或许这足以磁化岩石。但要使人信服这幅图景需要大量磁化的岩石。
还有一种新的设想,月球早期的液核和月幔的自转轴彼此不一致。如果这两个月层不能同步地转动,那么由于当时距离比如今更近的地球产生的潮汐力,它们彼此会产生进动,这样一来液态核就会持续地被扰动。
在另一种理论中,月幔以不同方式来扰动月核:这种作用大到足以影响月球的同步自转。“我们的模型里产生发电机所需的这些大撞击约在40亿年前出现”,法国埃克斯-马赛(Aix-Marseille)大学的论文联合作者Michael Le Bars说。这种冲击大约每隔1亿年来一次,他指出,每一次撞击可能产生一次短暂地持续2000到8000年的发电机机制。
冥王星和阋神星:半斤对八两
最新结果来自2010年11月阋神星对鲸鱼座一颗17等恒星的掩星,自2005年发现以来,这颗遥远的矮行星的大小似乎超过了冥王星。
现在的结果是不分上下。
只有三个观测站对这次掩星进行了记录,但这已足够。巴黎天文台的Bruno Sicardy和他的团队说,阋神星的直径约为2326千米,误差只有0.5%。这里假定阋神星是球形的。
我们能够确信冥王星直径在2300至2400千米之间。掩星观测不能减小测量冥王星直径的误差,因为冥王星稀薄的大气层会模糊恒星消失和重现的准确时刻。要等到2015年7月“新视野”飞船掠过冥王星,我们才会知道冥王星的确切直径。
但是,就质量而言,阋神星仍是柯伊伯带之王。它和冥王星都有卫星,这些卫星的轨道准确揭示了它们的质量。阋神星要比冥王星更重更密27%。唯一说得通的解释是,阋神星的内部比冥王星包含更多的岩石。
有着19等的亮度,新发现的更小的阋神星必须有令人不可置信的表面反射率,简直是洁白得欺霜赛雪。天文学家早就知道阋神星为白色的冰甲烷所覆盖,但掩星表明反射率高达96%,这超出了冰甲烷的效果。一般说来,由于宇宙辐射和微陨星的撞击,冰表面随着时间的流逝应当变暗。唯一合理的解释是,阅神星最近(在17世纪后期)到达近日点时,产生了稀薄的甲烷大气层。然后,当阋神星远离太阳到达目前97天文单位距离时,这些稀薄气体冻结成一层干净的薄霜,年龄不超过几百年,厚度不超过几厘米。
即使还有些剩余的大气,掩星观测也未能探测到。Sicardy的研究小组报告了阋神星大气压的上限约1纳巴,即地球大气压的十亿分之一,比冥王星大气更稀薄,约为它的万分之一。
膨胀的宇宙,荣誉归谁
有一种说法可以概括为,埃德温·哈勃在1929年通过比较他测量的星系距离与红移,发现了宇宙的膨胀。那就是为什么用他的名字去命名哈勃空间望远镜。
另一种说法则可以概括为,比利时牧师和数学家乔治·勒梅特(Georges Lemaitre)是“宇宙大爆炸之父”。在20世纪20年代,他和亚历山大·弗里德曼证明,爱因斯坦的广义相对论方程要求宇宙或者膨胀或者收缩,而不会处于静止。当时,包括爱因斯坦在内没有人相信这件事情实际上正在发生。这就是为什么短短几年后,哈勃的发现会轰动世界的原因。
但历史很少是简单的,现在看来,勒梅特应为证明自己的理论而获得某些荣誉。几位史学家发现了勒梅特在1927年写的一篇不起眼的论文,那是在哈勃宣布其发现的前两年。在这篇文章里,他根据由星系的视大小和亮度粗略估计的距离,对测量的星系红移作了改正。下面那张图以“哈勃图”的形式绘制了他所用的数据,图上散落的数据点只显示出趋势,但这足以让勒梅特提出每秒每百万秒差距625千米和575千米的宇宙膨胀速度——这是历史上测量“哈勃常数”的第一次尝试。
哈勃在1929年发表的更为清楚的哈勃图,用的是他自己更为精确的星系距离测量,它基于对造父变星的亮度测量工作。哈勃图上的距离红移关系明确展现出统计意义,尽管他宣布的530千米/(秒×百万秒差距)的哈勃常数也远远高于实际值。
勒梅特并不是一个为争发现权而斤斤计较的人。1931年,他放弃了呼吁人们关注他1927年的做出的贡献的机会。在一封新发现的信里他说:“我不认为重印这份视向速度的临时性讨论是明智的,很显然它已没有任何实际价值了……”看看下面那张图,你可能也会同意这个观点。
不过,第一就是第一,有一天会有一架勒梅特空间望远镜吗?
——译自《天空与望远镜》(2012年2月号)
(责任编辑:吴蕴豪)
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