宇宙的奇观

浩瀚的宇宙到底是什么样子？点点星光之中隐藏着什么秘密？如果你稍微具备了一点宇宙知识，就会对这个未知的领域产生深深的震撼。宇宙的“黑色骑士”“四大天王”，宇宙的黑洞、宇宙的怪物……这一切的一切，都非常神奇，非常怪异，你想了解吗？请跟我一起去看看吧！

宇宙中的黑色骑士

黑色骑士是什么

1961年，在巴黎天文观测台工作的法国学者雅克·瓦莱发现了一颗运行方向与其他卫星相反的地球卫星，这颗来历不明的卫星被命名为“黑色骑士”。随后，世界上有许多天文学家按瓦莱提供的精确数据，也发现了这颗环绕地球逆向旋转的独特卫星。

1981年，前苏联的一家天文台也证实了黑色骑士的存在。法国学者亚历山大·洛吉尔认为：黑色骑士可以用与众不同的方式绕地球运行，表明它能够改变重力的影响，而这只有作为外星来客，即不明飞行物体才能做到。因此，这颗被称作黑色骑士的奇特卫星，可能与不明飞行物体有联系。

发现神秘天体

1983年1月至11月间，美国发射的红外天文卫星在猎户座方向两次发现一个神秘天体。

1988年12月，前苏联科学家和美国科学家在同一时间发现一颗巨大卫星出现在地球轨道上。

根据前苏联的卫星和地面站跟踪显示，这颗卫星体积异常巨大，具有钻石般的外形，外围有强磁场保护，内部装有先进的探测仪器，似乎有能力扫描和分析地球上每一样东西，还装有强大发报设备，可将搜集到的资料传送到外空中去。

1989年，在瑞士日内瓦召开的记者招待会上，前苏联宇航专家莫斯·耶诺华博士公开了此事。

他强调说：“这颗卫星是1989年底出现在我们地球轨道上的，它肯定不是来自我们这个地球。”他还表示，前苏联将会“出动火箭去调查，希望尽量找出真相”。

科学家的研究

随后，世界上有200多位科学家表示愿意协助美苏去研究这颗神秘卫星。前苏联科学家在20世纪60年代初期，首次发现一个离地球达2000千米的特殊太空残骸。经过多年研究，他们才确信那是一艘由于内部爆炸而变成10块碎片的外星太空船残骸，并向新闻界宣布了这个消息，于是引起了世界上的关注。

莫斯科大学的天体物理学家玻希克教授说，他们使用精密的电脑追踪这10片破损残骸的轨道，发现它们原先是一个整体。据推算它们最早是在同一天，即1955年12月18日，从同一个地点分离，显然这是强力爆炸所致。

他说：“我们确信这些物体不是从地球上发射的，因为前苏联在大约两年之后，也就是1957年10月才将第一颗人造卫星射入太空。”

著名的前苏联天体物理研究者克萨耶夫说：“其中两个最大片的残骸直径约为30米，人们可以假定这艘太空船至少长60米，宽30米。从残骸上看，它外面有一些小型圆顶，装备有望远镜，还有碟形无线以供通信之用。此外，它还有舷窗供探视使用。”这位研究者还补充说：“太空船的体积显示，可能有5层。”

另一位前苏联物理学家埃兹赫查强调说：“我们多年搜集到的所有证据显示，那是一艘机件故障的太空船发生爆炸。”

他还说：“在太空船上极可能还有外星乘员的遗骸。”

科学家的再探索

在前苏联宣布他们发现外太空飞船残骸的10年后，一位美国天文学家约翰·巴哥贝曾在科学杂志上发表了一篇文章，提到了有10块不明残片像10个小月亮似地围绕地球运行。他认为，它们来自一个分裂的庞大母体，而这个不明物体分裂的时间就是1955年12月18日。这与前苏联科学家的研究结果不谋而合。

同时，约翰·巴哥贝也驳斥了炸裂物体的存在只是一种自然现象的可能性。

是对，是错？科学家对此尚无定论，这颗50000年前被发射升空的人造卫星，它的主人到底是谁呢？他们发射该卫星的目的何在？这一切都有待进一步研究。

我还想知道

红外天文卫星：就是观测红外辐射天体的天文卫星。这类天文卫星主要任务是用红外望远镜对宇宙空间的红外辐射源包括太阳系天体、恒星、电离氢区、分子云等进行普查和观测。

宇宙里的四大天王

四大天王都有谁

在星空中的“黄道”上，有4颗明亮的一等星，而且它们彼此间的相隔也大致差不多，基本上可以作为一年中4个季节的代表星，所以人们习惯把它们称为“四大天王”。这4星分别是：狮子α、天蝎α、南鱼α和金牛α。

黯淡的狮子座α星

照西方星座的划分，轩辕十四属于狮子座，称为狮子座α星。按我国古代星座来划分，轩辕十四则属于轩辕星座。轩辕星座由17颗星组成，狮子座α星正是其中最亮的星，即主星。

轩辕十四的光呈蓝白色，实际光度比太阳亮150倍。它离我们约77万光年，在亮星表上排名第二十一。

它是一颗最黯淡的一等星，因为排在它之后的弧矢七的视星等为+1.5等。它的光度为太阳的260倍，表面温度12200℃，半径为太阳的3.6倍，质量是太阳的4.5倍。

由于地球的公转，大约每年8月20日左右，太阳恰好位于地球与轩辕十四之间。

因为在白昼，我们无法看见它被太阳遮没的景象。月亮有时也会运行到轩辕十四的连线上，即月亮恰好位于地球与轩辕十四的连线上，这时我们就可以看见它被月亮遮住的景象了。这种现象称为“月掩星”。

心宿二是什么星

天蝎座是夏天最显眼的星座，它里面亮星云集，亮度大于4的星就有20多颗。天蝎座在黄道上只占据了7度的范围，是12个星座中黄道经过最短的一个。

天蝎座从α星开始直至长长的蝎尾都沉浸在茫茫银河里。α星恰恰位于蝎子胸部，因而西方称它“天蝎之心”。我国古代，正好把天蝎座α星划在二十八宿的心宿里，叫做“心宿二”。

天蝎座α星的主星其实是个半规则变星，亮度变化于0.9等星至1.8等星之间，变光周期为48年。表面温度3600℃，半径为太阳的600倍，表面积是太阳的36万倍，质量却只是太阳的25倍。

因为心宿二的亮度和颜色很像火星，而且两星的运行轨道都在黄道，当火星运行到天蝎座时，两个红星闪耀于天空，于是心宿二由此得名。古代波斯将心宿二、毕宿五、轩辕十四、北落师门合称四大王星。

火星和天蝎座α星是全天空最红的两个天体。火星，荧荧似火，也称荧惑；心宿二色红似火，又称“大火”。若两“火”相遇，则两星斗艳，红光满天。

古时候，人们认为荧惑是不祥的征兆，而在心宿附近徘徊，所以又叫“守”，这种天象在古代人看来是不吉利的现象，认为不是宰相要被撤职就是皇上要死，所以自古以来就引起人们的极大注意，并把它称为“荧惑守心。”

下一次荧惑守心发生在2016年4月18日，火星在心宿二附近停留，5月30日火星冲日，在6月30日左右又停留，又改为顺行，8月24日左右火星赤经又与心宿二相等，从而形成荧惑守心的天象。更关键的是，这时土火几乎相合，金木水也几乎相合，两个相聚仅越75度，还不足半个天空。这就是说在2016年，我们将看到同年发生荧惑守心和五星连珠。

南鱼座α星孤独吗

南鱼座α星在我国古代被称为“北落师门”，它距地球22光年，它的视星等为1.16，绝对星等2.03，是第十八亮星。秋季的亮星很少，它简直是最亮的一颗了。卡诺·霍夫梅斯特在1948年完成的著作《流星雨》中，研究了德国人观测的5406颗流星，并收集到了关于南鱼座α的更多资料。

1910年至1930年的观测结果也说明在7月29日这天时，辐射中心位于赤经336度，赤纬-28度。卡诺·霍夫梅斯特指出，8月2日的另一个极大辐射中心也位于赤经336度，赤纬-28度。他认为这种现象可能与当时也活动的宝瓶座流星群有关。

引人注目的金牛α星

金牛α距离我们68光年，半径也比太阳大46倍，从它发出的光呈橘红色可知，其表面温度也只有3000℃左右。由于其内里的氢已经耗尽，金牛α已由主序星演变为红巨星，靠燃烧氦来继续发光发热。金牛座中最引人注目的天体，是肉眼见不到的“蟹状星云”。这是1054年一颗恒星爆炸后遗留下来的“超新星遗迹”，它生动地揭示了恒星演化的重大秘密。

1997年，人们通过观测，认为毕宿五可能有一个行星存在，其质量约为木星的11倍，距离毕宿五1.3天文单位。美国国家航空航天局的无人太空船“先锋10号”，离开太阳系后朝着金牛座方向前进，如无意外，这艘太空船将在200万年后接近毕宿五。

我还想知道

天文单位：是一个长度的单位，约等于地球跟太阳的平均距离。是天文学中测量距离的基本单位。地球到太阳的平均距离为一个天文单位，一天文单位约等于1.496亿千米。

宇宙中的黑洞

黑洞的力量

黑洞，是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。

黑洞的“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，“似乎”就再不能逃出。由于黑洞中的光无法逃逸，所以人类无法直接观测到黑洞。

然而，可以通过测量它对周围天体的作用和影响，来间接观测或推算到它的存在。

黑洞也会发光

黑洞会发出耀眼的光芒，体积会缩小，甚至会爆炸。当英国物理学家史迪芬·霍金于1974年作此预言时，整个科学界为之震动。

科学家经过研究得出：尽管人们对于黑洞吞噬光线的能力了解得更多一些，但是它们也可以成为灿烂光芒的发源地，被黑洞吞没的物质会在黑洞周围形成一个呈螺旋形运动的圆盘，而圆盘在剧烈的翻腾过程中所产生的摩擦会将气体加热到白热状态。

天文学家认为，这就是类星体发光的原因。因此，当天文观测的结果开始证明更多的普通星系中央存在着黑洞时，天文学家自然会认为它们是能量已经耗尽的类星体。

黑洞改变星系的形状

20世纪70年代，牛津大学的詹姆斯·宾尼通过计算认为：大多数椭圆形星系的形状都非常奇怪，它的X轴、Y轴、Z轴中应该有一条较长，而另一条的长度则介于二者之间。椭圆形星系看上去可能有点像一粒西瓜籽，或者一个被压扁的橄榄球。

但是，后来的天文学观测表明，大多数椭圆形星系的形状要比宾尼描述的更为对称。因为星系中央的黑洞扰乱了该星系恒星的运行轨道，从而使它们变得不稳定。

事实上，我们很难相信黑洞拥有强大的吸力。但是，利用哈勃天文望远镜工作的天文学家公布了一张照片，使关于黑洞拥有超强力量之说有了新的证据，让人们从中可以看到宇宙中电子流的喷发。

宇宙黑洞新发现

英国剑桥天文研究所一个小组利用电脑，模拟黑洞“吞噬”物质的情形，发现黑洞原来也有“饱到呕”的时候，并非“贪婪”无限。这项发现使人们对黑洞的“成长”过程产生了疑问。

研究小组负责人普林格尔博士说：“天文学家一般假设黑洞透过吸入物质不断扩大。那表示在银河系的演变过程中，中央黑洞会以极快速度扩张，我们在探索太空时，理应可看到这个过程。”

不过，天文学家却找不到物质被慢慢吸入黑洞继而燃烧发光的现象。电脑模拟过程显示，物质在浮向黑洞之后，随即被“吐”了出来。因此，银河系的中心隐藏一个超巨型的黑洞，它拥有极大的万有引力能吸吮光线。天文学家早就怀疑有黑洞存在，原因是在黑洞周围旋转的气团及宇宙尘中排放出微弱的辐射，不过，天文学家却是到了现在才找到证据，证明确实存在黑洞现象。

白洞是否存在

到目前为止，白洞并未被发现。在技术上要发现黑洞，甚至超巨质量黑洞，都比发现白洞要容易。理论上，也许黑洞都有对应的白洞。但在现实中，白洞可能并不存在，因为真实的黑洞要比这个广义相对论的描述要复杂得多。它们并不是在过去就一直存在，而是在某个时间恒星坍塌后所形成的。这就破坏了时间反演对称性，因此，如果顺着倒流的时光往前看，将看不到白洞，反而看到黑洞变回坍塌中的恒星。

虽然白洞尚未发现，但在科学探索上，也许将来有一天，天文学家会真的发现白洞的存在。

我还想知道

黑洞：当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸。这时恒星就变成了黑洞。由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测到黑洞。

宇宙中的怪物

天文学家的发现

多年前，美国天文学家意外发现一种特具攻击性的神秘天体，它正以光速运动着，所到之处贪婪地“吞噬”着恒星和行星。

从事恒星和全球特异现象研究多年的美国著名天文家卡尔·塞沃林博士说：“在我的天文学生涯中，从未见过这种宇宙怪物。”

最初，天文学家将其误认为宇宙“黑洞”，即衰亡并发生星体坍缩的恒星，它具有极强的引力，进而能“吞噬”其他天体并将其“粉身碎骨”，还能使时间和空间扭曲变形。

天文学家的研究

天文学家对其进行连续观测和详尽研究后发现，宇宙怪物同宇宙“黑洞”之间有着天壤之别，最大的差异是，宇宙怪物能从恒星的背后悄悄溜过，还能像一只跟踪猎物的豺狼穿越整个宇宙空间。

至此以后，美国天文学家卡尔·塞沃林博士和他的同行们便对其进行密切注视和观测。天文学家还发现，这个宇宙怪物偶尔还闪烁发光。有时还发现，它还能像鳄鱼吃食死动物尸体一样，把恒星和行星“咬”成一个个碎块吃掉。

天文学家的推断

天文学家据此推断，在不远的将来，我们地球也会受到这种威胁，但并不排除被这种宇宙怪物吃掉的可能。目前，它正以光速运动着，若照此速度计算，再过10000光年时间它就会到达地球。

然而，天文学认为，我们眼下还尚不清楚这个神秘的宇宙天体究竟是何物，所以难以想象它到底能运动得多快，这种无根据地猜想，给“世界末日”来临提供了依据。

我还想知道

恒星是由炽热气体组成的，是能自己发光的球状或类球状天体。由于恒星离我们太远，不借助于特殊工具和方法，很难发现它们在天上的位置变化，因此古代人把它们认为是固定不动的星体。

宇宙的活动星系

活动星系的特点

活动星系又称激扰星系，是有猛烈活动现象或剧烈物理过程的星系，包括类星体、塞佛特星系、射电星系、蝎虎天体等。

活动星系的最主要的特点是：星系中心区域有一个极小而极亮的核，称为活动星系核；有强烈的非热连续谱；光谱中有宽的发射线。有的活动星系有快速光变，时标为几小时至几年。有的活动星系有明显的爆发现象，如喷流。活动星系的特点大多数是与活动星系核联系在一起的。

有些活动星系，如类星体、蝎虎座BL型天体，辐射的绝大部分来自星系核，其他部分的辐射几乎观测不到。

活动星系核

活跃星系核是一类中央核区活动性很强的河外星系。这些星系显得比普通星系活跃，在从无线电波到伽马射线的全波段里都发出很强的电磁辐射，人们将它们称为活跃星系。活跃星系核是这些星系明亮的核心部分，尺度通常在一光年上下，只占整个活跃星系的很小一部分。但由于其光度大大超过宿主星系，因此活跃星系核通常也指整个活跃星系。1960年星体发现以来，又相继发现了许多具有类似特征的天体，都是系外星系，统称为活跃星系核，共同点是光谱具有很高的位移，表明距离远在宇宙学尺度上，同时光度很高，远远高于普通的星系。

进一步观测显示，这些天体往往具有快速的光变，光变时标从数小时到数日不等，显示其尺度只占整个星系的很小一部分。此外，活跃星系核的光谱范围非常宽，表现为非热辐射谱，还具有很强的发射线，同时往往伴有喷流现象。几十年来发现的活动星系核种类繁多，包括西佛星系、类星体、射电星系、蝎虎座BL型天体等，而且不同种类之间观测特征相互混杂。

活动星系的分类

西佛星系：最早被证认的活跃星系核。特点是核的亮度高，具有较强的高电离发射线，谱线很宽，强大、变化的X射线，很强的红外辐射，大部分为漩涡星系，也有不规则星系。根据发射线的宽度、形状可分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型塞弗特星系具有宽的发射线，Ⅱ型只具有窄的发射线。进一步还可以划分成1.5、1.8、1.9等类型。

类星体：具有非常大的红移，光度很高，光谱中有发射线，可见光波段为幂律谱，多数有X射线辐射，少部分具有很强的射电辐射。

射电星系：具有很强的射电辐射，大部分有两个辐射源，称为双源型射电星系。通常为椭圆星系。根据发射线的宽度大体可分为宽线射电星系和窄线射电星系。

蝎虎座BL型天体：星系核非常亮，短时间曝光和恒星很类似。光度具有很快的变化，射电辐射有很强的偏振，光谱中既没有吸收线也没有发射线，因此其红移只能从宿主星系的光谱推断出来。

光学剧变类星体：光度具有很快的变化，往往是强射电源。与蝎虎座BL型天体合称耀变体。

低电离核发射线区：核光度比较低，具有低电离的核发射线区，有时发现为低光度的2型塞弗特星系。

窄线X射线星系：具有高电离发射线，类似塞弗特星系，但光度较低。被认为是光谱受到星系内尘埃消光的塞弗特星系。

星爆星系：具有巨大的恒星形成区，红外光度高于可见光光度，大部分为旋涡星系。它是属于活动星系，但与活动星系核的关系尚无定论。除此之外还有N星系、兹威基星系、高偏振类星体、低光度活跃星系核、热星体等。

根据射电波段的辐射，还可以分为射电宁静活动星系核与射电噪活动星系核两大类。其中，射电宁静活动星系核包括：低电离核发射线区、塞弗特星系以及部分类星体，射电噪活动星系核包括射电噪类星体、耀变体，包括蝎虎座BL型天体和光学剧变类星体、射电星系等。

活动星系的演化

长期以来，人们一直对它们的机制和演化感到困惑，投入了大量的精力进行研究，使得活动星系核成为20世纪90年代以来天文学界最热门和最活跃的研究领域之一。目前得到广泛接受的观点认为，活动星系核由超大质量黑洞和吸积盘构成。依据理论和观测研究，人们建立了活动星系核标准模型，即中央是一个黑洞，周围的物质受到引力作用下落，在黑洞周围形成了吸积盘。

由于耗散作用气体被加热到很高的温度，并逐渐下落到黑洞中央，形成了沿吸积盘法线方向的喷流。活动星系核的观测特征主要依赖于中心黑洞、吸积盘的特征以及视线方向。

我还想知道

活动星系的数量约为正常星系总数的1%，其寿命约为一亿年。人类对活动星系的本质了解得还很少，活动星系的研究已成为星系天文学甚至整个天体物理中最活跃的领域之一。

宇宙间的椭圆星系

椭圆星系的特征

椭圆星系是河外星系的一种，呈圆球型或椭圆型，其中心区最亮，亮度向边缘递减，对距离较近的，用大型望远镜可以分辨出外围的成员恒星。同一类型的河外星系，质量差别很大，有巨型和矮型之分。其中以椭圆星系的质量差别最大：椭圆星系根据哈勃分类，按其椭率大小分为E0、E1、E2、E3……E7共8个类型，E0型是圆星系，E7是最扁的椭圆星系。同一类型的河外星系，质量差别很大，有巨型和矮型之分，其中以椭圆星系的质量差别最大。

质量最小的矮椭圆星系和球状星系相当，而质量最大的超巨型椭圆星系可能是宇宙中最大的恒星系统，质量范围约为太阳系的千万倍至百万亿倍，光度幅度范围从绝对星等9等到23等。椭圆星系质量光度比约为50至100，而旋涡星系的质光比约为2至15。这表明，椭圆星系的产能效率远远低于旋涡星系。椭圆星系的直径范围是1至150千秒差距。总光谱型为K型，是红巨星的光谱特征。颜色比旋涡星系红，说明年轻的成员星没有旋涡星系里的多，由星族II天体组成，没有或仅有少量星际气体和星际尘埃。椭圆星系中没有典型的星族I天体蓝巨星。

椭圆星系的形成

关于椭圆星系的形成，有一种星系形成理论认为，椭圆星系是由两个旋涡扁平星系相互碰撞、混合、吞噬而成。天文观测表明，旋涡扁平星系盘内的恒星的年龄都比较轻，而椭圆星系内恒星的年龄都比较老，即先形成旋涡扁平星系，两个旋涡扁平星系相遇、混合后再形成椭圆星系。

还有人用计算机模拟的方法来验证这一设想，结果表明，在一定的条件下，两个扁平星系经过混合的确能发展成一个椭圆星系。加拿大天文学家考门迪在观测中发现，某些比一般椭圆星系质量大的多的巨椭圆星系的中心部分，其亮度分布异常，仿佛在中心部分另有一小核。

我还想知道

椭圆星系中的所有恒星是在遥远的年代里同时诞生的，这使得星系中的气体被一下子消耗殆尽，所以这个星系再也不能造出新的恒星。

宇宙里的脉冲星

什么是变星

在恒星世界中，有很多是人们未知的奇特的天体。脉冲星就是其中之一。人们最早认为恒星是永远不变的，其实，有些恒星也很“调皮”，并且变化多端。于是，人们就给那些喜欢变化的恒星起了个形象的名字，叫“变星”。脉冲星，就是变星的一种。1967年，英国女研究生贝尔发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。后来，把这种不断地发出电磁脉冲信号的未知天体命名为脉冲星。

脉冲星的一般符号是PSR。例如，第一个脉冲星就记为PSR1919+21。1919表示这个脉冲星的赤经是19小时19分；+21表示脉冲星的赤纬是北纬21度。脉冲星是20世纪60年代天文的四大发现之一。

脉冲星的周期

脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。

1968年，有人提出脉冲星是快速旋转的中子星。中子星具有强磁场，运动的带电粒子发出同步辐射，形成与中子星一起转动的射电波束。由于中子星的自转轴和磁轴一般并不重合，每当射电波束扫过地球时，地球上就接收到一个脉冲。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。

脉冲星靠消耗自转能而弥补辐射出去的能量，因而自转会逐渐放慢。但是这种变慢非常的缓慢，以至于信号周期的精确度能够超过原子钟。而从脉冲星的周期就可以推测出其年龄的大小，周期越短的脉冲星越年轻。

发射脉冲信号的天体

1976年夏天，著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生贝尔发现一个能发射无线电脉冲的天体。1968年2月，他们在英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章：《观测到脉冲电源》。后来这个天体被命名为脉冲星。

当时他们发现，这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲，每经过1.337秒就重复一次。开始，他们以为是地球上某个无线电台发射的讯号，不过这一假设很快就被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报，直至后来才肯定这种脉冲信号来自一个未知的天体。

为何会发射脉冲

脉冲星并非或明或暗地闪烁发光，而是发射出恒定的能量流。只是这一能量汇聚成一束非常窄的光束，从星体的磁极发射出来。星体旋转时，这一光束就像灯塔的光束或救护车警灯一样扫过太空。只有当光束直接照射到地球时，我们才能探测到脉冲信号。这样，恒流的光束就变成了脉冲光。

绝大多数的脉冲星可以在射电波段被观测到。少数的脉冲星也能在可见光、X射线甚至γ射线波段内被观测到，例如著名的蟹状脉冲星就可以在射电到γ射线的各个波段内被观测到。

科学家的研究

科学家们对这种脉冲现象进行了仔细认真的研究，确定这是脉冲星自转的结果。它自转一周，我们就观察到一次它辐射的电磁波，因此就形成了一断一续的脉冲。

经研究才知道，这种脉冲星就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年，前苏联著名物理学家朗道就推测宇宙里可能存在一种频度很高的，差不多全由中子组成的中子星。

1934年，美国科学家巴德和兹维基又假定说，中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现，完全符合以上的猜测。

第一，只有非常小的天体，才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件，有的最短周期达0.033秒；第二，就目前发现的脉冲星来看，其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中。

研究发现，脉冲星所在的地方，正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

至此，关于脉冲星的一些问题至今还没有科学答案，如：脉冲星内部为什么总处于超导状态和超流动状态？为什么只有蟹状星云脉冲星发射光量子？

我还想知道

脉冲星：是中子星的一种，是会周期性发射脉冲信号的星体。脉冲星被认为是“死亡之星”，是恒星在超新星阶段爆发后的产物。

星体中的四大金刚

四大金刚都有哪些

谷神星、智神星、婚神星和灶神星是小行星中最大的4颗，被称为四大金刚。谷神星处在火星与木星之间的小行星带中。其平均直径为952千米，等于月球直径的1/4，质量约为月球的1/50，面积和青海省相当，又被称为1号小行星。谷神星是太阳系中已知体积最大的小行星，也是第一颗被发现的小行星。现在它又是太阳系中最小的，也是唯一的一颗位于小行星带的矮行星。

2006年6月，美国太空总署将发射Dawn探测器前往谷神星，预计于2015年8月到达。

智神星同样处在火星与木星之间的小行星带中，但却是较大的一个，直径达600千米。这是1802年发现的第二个小行星。

智神星是第三大小行星，体积与灶神星相似，但质量较低。智神星可能是太阳系内最大的不规则物体，即自身的重力不足以将天体聚成球形。智神星体积虽然甚大，但作为小行星带中间的天体，它的轨道却相当倾斜，而且偏心率较大。

婚神星处在火星和木星的小行星带之间，它在数千万小行星里面体积第四，直径240千米，也称3号小行星。古罗马神话中，婚神星是助产女神，职能是引导新娘到新家，使婴儿见到光明。在这个小行星上，还有两座叫“贾宝玉”和“林黛玉”的环形山呢！

灶神星是第四颗被发现的小行星，也是小行星带中质量最高的天体之一，仅次于谷神星。灶神星的直径约为530千米，质量估计达到所有小行星带天体的9%。

2007年9月27日，北京时间19时34分，“黎明号”从美国佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由一枚德尔塔2型火箭运载，顺利升空，开始它的星际探索之旅。

它将远赴火星和木星之间的小行星带，首先探测灶神星，此后再赶往谷神星继续观测，帮助专家寻找太阳系诞生的线索。

按计划，它预计在2015年抵达谷神星。如果不辱使命，“黎明号”将成为第一个环绕两个不同天体运行的无人探测器。

发现四大金刚

1801年，皮亚齐发现了第一颗目标之后，他就宣布他注意到这是一个缓慢并且均匀运动的天体，建议称它是不同于彗星的天体。但是之后几个月却丢失了这个天体的行踪，直至年底，才被德国数学家高斯初步计算出它的轨道位置。这个目标就是现在列为矮行星的谷神星。

智神星由德国天文学家奥伯斯于1802年3月28日发现，是继谷神星之后第二颗被发现的小行星。智神星的轨道倾斜较大。

婚神星是德国天文学家卡尔·哈丁发现的。婚神星是首颗被观测到掩星的小行星。1958年2月19日，它在SAO112328前方经过。

此后，又观测了几次婚神星的掩星，成果最丰硕的是1979年12月11日，由18位观测者共同完成的。

灶神星，又称第四号小行星，是德国天文学家奥伯斯于1807年3月29日发现的。自从1807年发现灶神星之后，在长达37年的时间中，未再发现其他的小行星。

研究四大金刚

2003年底至2004年末，哈勃太空望远镜首度摄得谷神星的外貌，发现它相当接近球形，而且表面具有不同的反照率，相信拥有复杂的地形。

有天文学家甚至推测，谷神星具有冰质的幔及金属的核心。近年从测光的结果表明，智神星的自转轴倾角接近60度，这表明智神星上不同地区的日照长度有强烈的季节性。另一方面，天文学家仍未能就智神星的自转方向形成一致的看法。

透过掩星及测光方法，使天文学家能间接推测智神星的形状。詹姆斯·L·希尔顿在1999年的研究认为，婚神星的轨道在1839年曾有微小的改变。

这种变动是由于身份尚未获得确认的小行星经过附近的摄动，而且不可能是由其他的天体撞击造成的影响。

对于灶神星，科学家有大量有力的样品可以研究，有超过200颗以上的HED陨石可以用于洞察灶神星的地质历史和结构。灶神星被认为有以铁镍为主的金属核心，外面包覆着以橄榄石为主的地幔和岩石的地壳。但是，我们还只是了解了“四大金刚”的一部分，更多的细节还需要科学家们不断地去探索研究。

我还想知道

掩星：是一种天文现象，指一个天体在另一个天体与观测者之间通过而产生的遮蔽现象。一般而言，掩蔽者较被掩者的视觉面积要大。有天文爱好者认为日食也是月掩星的一种。

太阳系的环形山

环形山的发现

1959年，前苏联发射了“月球3号”探测器飞到月球，它在距月球背面地表60000千米的高空拍下了照片。

1964年，美国的“徘徊者7号”也发回了4000多张月球照片。从这些照片上可见，月球背面和正面都有环形山，背面的环形山不但数量多，而且面积大，有些环形山排成一串，绵延几百千米。最大的环形山是贝利环形山，直径达295千米。

1965年，美国“水手4号”探测器发现了火星上的环形山。

1974年，“水手10号”发现了水星表面星罗棋布地排列着众多的环形山。这些重要发现极大地引起了人们对环形山的观测兴趣，不久，人们又在太阳系的许多其他行星上也发现了环形山。

地球上已知的环形山有几十个，主要分布在加拿大和澳大利亚，它们的直径大者100多千米，小者几千米，最有名的是美国亚利桑那州的亚利桑那陨石坑。

最庞大的环形山

2008年6月26日，美国国家宇航局天文学家宣布，他们发现了太阳系中最为庞大的一座环形山。借助“火星勘测轨道器”和“火星全球勘测者”两部探测器传回的最新观测数据，科学家们成功绘制出了火星重力分布图，并确定了其主要元素的目录。

专家们还成功破解了导致火星南北半球存在巨大差异的秘密。在此之前，科学家们一直无法解释，为什么火星南北半球的地形会存在如此巨大的差异？火星上各处的气候条件相差并不明显。最新的观测数据显示，一座巨型的环形山，其尺寸堪称太阳系之最，是导致上述差异的主要原因。

NASA喷气推进实验室的专家们通过与麻省理工学院的同行进行合作得出结论称：在火星北半球存在着一个巨大的盆地。由于该环形山的外形非常平滑，与周围的落差并不是非常巨大，因此也被称为“大北方盆地”，几乎占据火星北半球40％的面积，而这正是火星在形成后期遭猛烈撞击后留下的遗迹。

该盆地的宽度为5500千米，而长度则达了10600千米。要形成如此巨大的环形山，当年撞击火星的天体的直径应不小于1950千米，体积超过冥王星。通过对“大北方盆地”的形状进行判断，科学家们指出，与火星相撞的天体并非常见的圆形，而是一个巨大的椭球体，撞击发生的时间是在大约39亿年前。

环形山的特征

环形山在希腊文中是指“碗”，所以通常指碗状凹坑结构。环形山这个名字是伽利略起的。环形山是月球表面上最显著的地貌特征。月球表面上星罗棋布、重重叠叠的环形山酷似地球上的火山口，中央有一块圆形的平地，外围是一圈隆起的山环，内壁陡峭，外坡平缓。

环形山的中间有一个陷落的深坑，四周围有高耸直立的岩石，环形山的高度一般在7000米至8000米之间。

环形山大小不一，直径相差悬殊，小的环形山直径不足10000米，有的仅一个足球场大小；大的环形山直径超过100千米。直径大于1000米的环形山总数达33000多个，占月球表面积的10%；至于更小的名副其实的月坑则数不胜数了。

环形山的构造十分复杂，种类也多。但是按它们形成的先后顺序来划分，基本上可分为古老型与年轻型两类。有个日本学者在1969年提出一个环形山分类法，分为克拉维型、哥白尼型、阿基米德型、碗型和酒窝型。

环形山形成的假说

关于环形山的成因，长期以来科学家们一直争论不休，并提出了形形色色的假说，如潮汐说、气泡说、漩涡说、火山说和撞击说。其中最有影响的是火山喷发说和陨星撞击说。

以月球为例，它的一些环形山是与火山活动有关，虽然月球火山活动早已停止，但另有证据表明，在40亿年前，月球曾受到大规模陨石袭击。

据估计，月球环形山中83％与陨星轰击有关，17％与火山活动有关。但太阳系内其他环形山的成因却没有月球明显。因此科学家们一方面要继续观测，一方面又要对太阳系内各行星和卫星之间进行比较研究，所以太阳系环形山之谜解开的日子还需要一段时间。

我还想知道

哥白尼型环形山：是一个年轻的环形山，常有“辐射纹”，内壁一般带有同心圆状的段丘，中央一般有中央峰。

神奇的太阳耀斑

天文学家的发现

1859年9月1日，两位英国的天文学家分别用高倍望远镜观察太阳。他们同时在一大群形态复杂的黑子群附近，看到了一大片明亮的闪光发射出耀眼的光芒。这片光掠过黑子群，亮度缓慢减弱，直至消失。

这就是太阳上最为强烈的活动现象，即耀斑。由于这次耀斑特别强大，在白光中也可以见到，所以又叫白光耀斑。白光耀斑是极罕见的，它仅仅在太阳活动高峰时才有可能出现。耀斑的寿命一般只存在几分钟，个别耀斑能长达几小时。

耀斑是色球爆发吗

在明亮的太阳光球之上就是美丽的色球层。太阳色球层中活动最剧烈的是耀斑，也叫做“色球爆发”。用望远镜观察时可以发现，在光球层黑子附近会突然出现局部增色球爆发现象，并在瞬间亮度和面积迅速增大，然后再慢慢消失，人们一般将增亮面积超过了3亿平方千米的称作耀斑，把小于3亿平方千米的称作亚耀斑。

耀斑在爆发时要释放出巨大的能量，大耀斑可在10多分钟内就释放出10000亿亿尔格至10万亿亿尔格的能量，这相当于100亿颗百万吨级的氢弹爆炸。如果发生在地球上，差不多每个人都要承受两颗氢弹的打击，可见它的威力足可以毁灭整个地球。

耀斑是怎么产生的

人们认为，耀斑的能量来自磁场，这是一个巨大的强磁场区域的突然瓦解。但是诱发磁场迅速瓦解的原因，以及它为什么能够释放出那么多的辐射，人们还没有作出科学的解释。

为了解决耀斑这个太阳物理中的最大难题，科学家们提出了几十种耀斑理论的模型，一方面进行地面观测，一方面发射了许多航天器在太空中进行全面观测。尽管如此，人们对耀斑的认识还只停留在表面阶段，耀斑的许多问题还有待解决。

太阳耀斑爆发

2011年2月15日10时左右，太阳黑子活动区爆发了一次X2.2级耀斑。本次耀斑的爆发引起了我国上空的电离层骚扰，对短波通信构成了影响。

这是近年来最大级别的耀斑爆发。

耀斑会导致地球日照面的短波信号衰减甚至中断，本次耀斑对我国南方地区的短波通讯造成了一定影响。

在此之前，2月14日凌晨，该活动区曾爆发了一次M6.6级耀斑，太阳射电流量也达到第二十四太阳活动周的新高。但是耀斑后未见显著的太阳风暴征兆，对地球影响不大。

耀斑对人类有危害吗

色球层的耀斑会产生大量的紫外线、X射线、V射线辐射并抛出大量的高能粒子。它们到达地球后，将会对地球产生强烈的影响。例如，它们扰乱了地球的磁场。引起磁爆；对于在宇宙航行的人和其他生物也有生命危险，并且还使飞船中的仪表受到损坏。特别是强烈的辐射破坏了地球电离层，致使短波通讯中断。

传说，第二次世界大战时，有一天，德国前线战事吃紧，后方德军司令部报务员布鲁克正在操纵无线电台传达命令。突然，无线电台与前线失去联系，顿时陷入一片混乱，战役以失败而告终。布鲁克因此受到军事法庭判处死刑。

布鲁克的死在于人们当时对耀斑还不了解。耀斑带来的灾害使人们对耀斑的研究极为重视，并希望能对它进行预报。

科学家的权威解释

太阳耀斑真的会在2012年毁灭地球吗？

科学家称，太阳一直处于高放射性的环境当中，太阳活动的兴起和衰落周期大约是11年，根据最新的观测资料显示，近段时间以来，太阳表面出现了一个中等大小的磁结现象。这可能预示着新一轮太阳活动周期的到来。

对于2012年太阳极大期，科学家们认为太阳耀斑还不具有毁灭地球的能力，也只会是对地球通讯系统的一次毁灭性打击，对于地球本身来说，危害不会很大。

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太阳极小期：是太阳周期中太阳活动最低的时期，在这段期间太阳黑子和闪焰的活动最少，经常好几天都不会发生。确认极小期的时间通常是在极小值发生之后的6个月。

宇宙中的星系盘

星系盘概念

星系盘是圆盘星系，例如螺旋星系或透镜星系的一部分。星系盘是其中的平面部分，包含有螺旋、棒状和星系的盘状物。星系盘倾向于比核球和晕有着更多的气体、尘埃和年轻的恒星。它也被注意到，在多数盘状星系盘面都有星系自转问题，即恒星的轨道速度与可见的总质量计算所显示不一致。

星系盘研究

规则星系中具有盘状结构的组成部分。规则星系的最常见的形态是一个盘加一个中心核球。这种类型的星系，即旋涡星系和棒旋星系的典型星系盘，直径为104至105光年，厚度则为103光年，质量约为109至1011太阳质量。星系盘有旋涡或棒状结构，或既有旋涡又有棒状结构。星系盘的旋涡形式大部分是双旋臂的。

国外科学家丹佛于1942年指出，旋臂可以很好地用对数螺旋线方程式表示。根据科学家林家翘等人提出的密度波理论，这种旋臂不是固定的物质臂，而只是一种密度的波动花样。通常，星系盘绕着垂直于它的中心轴线做较差自转，即旋转角速度和离中心的距离有关。

这种关系可以用布兰特公式表示：

ω(r)=A/(1+B3r3)1/2

其中ω是角速度，r是到星系中心的距离，A、B是参数。

星系盘特征

研究表明，星系盘的较差自转，对形成和维持盘的准稳结构起着很大的作用。

星系盘中的恒星主要是星族Ⅰ恒星，多半是属于主星序的年轻恒星。盘中还有大量的气体、暗星云和尘埃，亮度随离中心距离增加而减小。大尺度的扁星系盘，具有巨大的角动量，它的典型值为1074克·厘米2/秒。星系盘的形成以及它的角动量的来源是一个重要的研究课题。

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圆盘星系：是指有着圆盘的星系，恒星被平铺在有着圆形的形态内。这些星系的中心可以有也可以没有像核球的圆盘。

星系的红移现象

宇宙红移现象

天体的光或者其他电磁辐射，可能由三种效应被拉伸而使波长变长。因为红光的波长比蓝光的长，所以这种拉伸对光学波段光谱特征的影响是将它们移向光谱的红端，于是全部三种过程都被称为“红移”。

第一类红移

第一类红移在1842年由布拉格大学的数学教授克里斯琴·多普勒作了说明，它是由运动引起的。当一个物体，比如一颗恒星，远离观测者而运动时，其光谱将显示相对于静止恒星光谱的红移，因为运动恒星将它朝身后发射的光拉伸了。类似地，一颗朝向观测者运动的恒星的光将因恒星的运动而被压缩，这意味着这些光的波长较短，因而称它们红移了。

一个运动物体发出的声波的波长(声调)也有与此完全相似的变化。朝向你运动的物体发出的声波被压缩，因而声调较高；离你而去的物体的声波被拉伸，因而声调较低。任何遇到过急救车或其他警车警笛长鸣擦身而过的人，对以上两种情况都不会陌生。声波和电磁辐射的上述现象都叫做多普勒效应。

多普勒效应引起的红移和蓝移的测量，使天文学家得以计算出恒星的空间运动有多快，而且能够测定，比如说，星系自转方式。天体红移的量度是用红移引起的相对变化表示，称为z。

如果z=0.1，则表示波长增加了10％等。只要所涉及的速率远低于光速，z也将等于运动天体的速率除以光速。所以，0.1的红移意味着恒星以1/10的光速远离我们而去。

第二类红移

1914年，工作在洛韦尔天文台的维斯托·斯里弗发现，15个称为旋涡星云，即星系的天体中有11个的光都显示红移。

1922年，威尔逊山天文台的埃德温·哈勃和米尔顿·哈马逊进行了更多的类似观测。哈勃首先确定了星云是和银河系一样的另外的星系。然后，他们发现大量星系的光都有红移。

至1929年，哈勃主要通过将红移与视亮度的比较，确立了星系的红移与它们到我们的距离成正比的关系，即称为哈勃定律。这个定律仅对很少几个在空间上离银河系最近的星系不成立，例如仙女座星系的光谱显示的是蓝移。

起初，遥远星系的红移被解释成星系在空间运动的多普勒效应，似乎它们全都是由于以银河系为中心的一次爆炸而四散飞开。但很快就意识到，这种膨胀早已蕴含在发现哈勃定律之前10多年发表的广义相对论方程式之中。

当阿尔伯特·爱因斯坦本人1917年首次应用那些方程式导出关于宇宙的描述时，他发现方程式要求宇宙必须处于运动状态——要么膨胀，要么收缩。方程式排除了稳定模型存在的可能性。由于当时无人知晓宇宙是膨胀的，于是爱因斯坦在方程式中引入一个虚假的因子，以保持模型静止；他后来说这是他一生“最大的失误”。

去掉那个虚假因子后，爱因斯坦方程式能准确描述哈勃观测到的现象。方程式表明，宇宙能够膨胀，这并不是因为星系在空间运动，而是星系之间的虚无空间，严格说是时空在膨胀。这种宇宙学红移的产生，是因为遥远星系的光在其传播途中被膨胀的空间拉开了，而且拉开的程度与空间膨胀的程度一样。

宇宙的衡量标准

由于红移正比于距离，这就给宇宙学家提供了一个测量宇宙的衡量标准。量竿必须通过测量较近星系来校准，虽然这种校准还有一些不确定性，但它仍然是宇宙学唯一最重要的发现。

没有测量距离的方法，宇宙学家就不可能真正开始认识宇宙的本质，而哈勃定律的准确性表明，广义相对论是关于宇宙如何运转的极佳描述。

由于历史原因，星系的红移仍然用速度来表示，尽管天文学家知道红移并非由通过空间的运动所引起。一个星系的距离等于它的红移“速度”除以一个常数，这个常数叫做哈勃常数。对我们的最近邻居来说，宇宙学红移是很小的，而像仙女座星系那样的星系显示的蓝移，确实是它们的空间运动造成的多普勒效应蓝移。

遥远星系团中的星系显示围绕某个中间值的红移扩散度；这个中间值就是该星系团的宇宙学红移，而对于中间值的偏差则是星系在星系团内部的运动引起的多普勒效应。

哈勃定律是唯一的红移/距离定律，稳定宇宙除外，不论从宇宙中的哪个星系来观测，这个定律看起来都是一样的。膨胀是没有中心的。这种情形通常比作画在气球表面的斑点，当气球吹胀时，斑点彼此分开更远，这是因为气球壁膨胀了，而不是因为斑点在气球表面上移动了。此时从任意一个斑点进行的测量将证明，所有其他斑点的进退是均匀的，完全遵守哈勃定律。

当红移大到相当于大约1/3以上光速时，红移的计算就必须考虑狭义相对论的要求。所以红移等于2并不表示天体的宇宙学速度是光速的两倍。

事实上，z=2对应的宇宙学速度等于光速的80％。已知最遥远类星体的红移稍稍大于4，对应的速度刚刚超过光速的90％；星系红移的最高纪录属于一个叫做8C1435+63的天体，其红移值等于4.25。宇宙微波背景辐射的红移是1000。

第三类红移

第三类红移是由引力引起的，而且也是爱因斯坦的广义相对论所阐明的。从一颗恒星向外运动的光是在恒星的引力场中做“登山”运动，因而它将损失能量。当一个物体，比如火箭，在引力场中向上运动时，它损失能量并减速，这就是为什么火箭发动机必须点火才能将它推入轨道的原因。但光不可能减速，光永远以比300000千米每秒小一点点的同一速率c传播。既然光损失能量时不减速，那就只有增加波长，也就是红移。原理上，逃离太阳的光，甚至地球上的火把向上发出的光，都有这种引力红移。但是，只有在如白矮星表面那样的强引力场中，引力红移才大到可测的程度。黑洞可以看成是引力场强大到使试图逃离它的光产生无穷大红移的物体。

所有三类红移可能同时起作用。如果我们的望远镜非常灵敏，能够看见遥远星系中的白矮星的话，那么白矮星光的红移将是多普勒红移、宇宙学红移和引力红移的联合效果。

大多数类星体的红移大于1。如果把类星体红移z解释为多普勒红移，则退行速度v可由下式算出：式中c为光速，z=3.5时，v高达0.9c。红移是河外天体共有的特征。因此，绝大多数天文学家认为，类星体是河外星体。

红移-视星等关系的统计的结果表明：哈勃定律对于河外星系是适用的。就是说，它们的红移是宇宙学红移，它们的距离是宇宙学距离，它们的红移和视星等是统计相关的。

类星体与宇宙红移

对类星体来说，红移和视星等的统计相关性很差，这就产生了两个彼此相关的问题：类星体的红移是否就是宇宙学红移，类星体的距离是否就是宇宙学的距离。

大多数天文学家认为，类星体的红移是宇宙学红移。因此，红移反映了类星体的退行，而且符合哈勃定律。按照这种看法，作为一种天体类型而言，类星体是人类迄今为止观测到的最遥远的天体。

持这种观点的人认为，类星体红移和视星等的统计相关性很差的原因，在于类星体的绝对星等弥散太大。如果按照一定的标准将类星体分类，对某种类型的类星体进行红移和视星等统计，则相关性便会显著提高。

支持宇宙学红移的观测事实还有：已发现3个类星体分别位于3个星系团里，而这些类星体的红移和星系团的红移差不多；类星体与某些激扰星系如塞佛特星系很类似；蝎虎座BL型天体是一种在形态上类似恒星的天体，以前认为它们是银河系内的变星，现已确定，它们是遥远的河外天体。

少数天文学家认为，类星体的红移不是宇宙学红移。这种观点所依据的观测事实有：某些类星体和亮星系的抽样统计结果表明，它们之间存在一定的统计相关性；某些类星体如马卡良星系205似乎同亮星系之间有物质桥联系，而二者的红移相差极大。

持这种观点的人对红移提出一些解释。例如，认为类星体是银河系或其附近星系抛出来的，因此认为类星体红移是多普勒红移，而不是宇宙学红移。也有人认为，类星体红移是大质量天体的引力红移。还有一些理论认为，类星体的红移可能是某种未知的物理规律造成的，这就向近代物理学提出了所谓的红移挑战。

我还想知道

多普勒红移是法国物理学家斐索在1848年首先发现的，他指出恒星谱线位置的移动是由于多普勒效应，因此也称为“多普勒-斐索效应”。