太陽系八大行星(下)

圖36

圖37

圖38

圖39

圖40

圖41

在火星軌道之外,離太陽第五遠的行星是木星(圖36)。木星是太陽系中最大的一顆,其直徑約為14.3萬千米,是地球直徑的11.25倍,體積是地球的1316倍,而質量是太陽系所有其他行星質量之和的2.5倍。儘管木星離太陽比較遠,但由於個頭大,在夜空中它的亮度僅次於月球和金星。早在1610年伽利略就發現了木星的四顆衛星(圖37),即木衛一、木衛二、木衛三和木衛四。1973年美國的先驅者10號在距木星13萬千米處與其擦肩而過(圖38),拍攝了它的照片。1974年先驅者11號再次拜訪了木星(圖39),距木星最高雲層34000千米。美國的旅行者2號探測器於1979年接近木星,在其雲頂57萬千米處掠過(圖40)。1989年美國發射伽利略號探測器,專門用於探測木星(圖41)。1995年伽利略號抵達環繞木星的軌道,它繞木星飛行了34圈,獲得了有關木星大氣層的第一手探測資料。2003年人們控制它向木星大氣飛去,燃燒墜毀,結束了它的木星探索之旅。

圖42

圖43

圖44

比木星更遠離太陽的是土星(圖42)。在太陽系中,土星的體積僅次於木星,屈居老二。土星與木星、天王星和海王星同屬於氣體行星(或叫類木行星)。這四個氣體行星都有光環,但土星的光環最為壯觀,因此土星有了「草帽行星」的外號。美國1977年發射的旅行者1號探測器,於1980年近距離拜訪了土星,發回了萬餘幅彩色照片(圖43)。1977年發射的旅行者2號,則於1981年近距離觀測了土星(圖44)。

圖45

圖46

以上五顆行星,加上地球,是1781年以前人類所知道的太陽系家族成員。1781年英國天文學家和音樂家赫歇爾,依靠近代科技手段,即開普勒的行星運動三大定律和伽利略望遠鏡,在土星軌道以外發現了太陽系的第七個成員——天王星。1981年是這一事件200周年,在加彭發行的紀念郵票上有赫歇爾的頭像(圖45)。從直徑來看,天王星是太陽系第三大行星,體積僅次於木星和土星。天王星到太陽的距離是地球到太陽距離的19倍。迄今只有一艘行星探測器拜訪過天王星,那是在1986年由旅行者2號完成的(圖46)。

在天王星被發現後,人們注意到,它的軌道與根據牛頓理論所推測的並不一致。因此科學家們預測,存在著另一顆遙遠的行星,從而影響了天王星的軌道。在英國劍橋大學,有一個名叫亞當斯的學生,對這個問題很感興趣。他根據力學原理,運用數學方法推算這顆新星的位置。經過兩年多時間的推算,終於在1845年,即他大學畢業後的第二年,解決了這個理論難題。這時,他只有26歲。他滿懷喜悅地把推算的結果通過母校轉達英國皇家天文台。皇家天文台根本不把這個青年人放在眼裡,他的研究成果沒有受到重視。無獨有偶,幾乎在同一時間,法國巴黎工科大學的青年教師勒威耶,也對這個問題有著濃厚的興趣。他利用工作之餘從事天文學研究,同樣用數學方法推算出這顆新星的位置。他把推算的結果寫信告訴德國柏林天文台的伽勒。1846年伽勒把望遠鏡指向勒威耶所推算的位置,在那裡真的有一顆新的行星,後來被命名為海王星。當德國天文台發布了發現海王星的消息後,英國的青年科學家亞當斯才為人們所注意。

圖47

圖48

圖49

圖50

圖51

海王星距太陽的距離是地球距太陽距離的30倍(圖47)。在太陽系中,它是第四大行星。它的直徑比老三天王星小,但是它的質量卻比天王星大。海王星也是一顆氣體行星,它的大氣多半由氫氣和氦氣組成。還有少量的甲烷。它看起來的藍色,是大氣中甲烷吸收了日光中的紅光所造成的(圖48)。1846年海王星被發現,這一年英國王室首次訪問她的海外屬地格恩濟島。1991年格恩濟島把這兩件事同時登上了它的郵票(圖49)。因它是一片藍色,所以西方用羅馬神話里的海神尼普頓稱呼它。1996年是海王星發現150周年,摩納哥的紀念郵票上有海王星和海神尼普頓的形象(圖50)。迄今只有旅行者2號探測器在前往深空旅行的途中,經過海王星的身邊,拍攝了它的照片(圖51)。

圖52

建造私人天文台觀測火星的美國人洛厄爾,1916年去世。他堅信在海王星軌道之外,還有一顆行星,影響著海王星的軌道。他努力尋找這顆他稱之為X行星的天體,直至去世也沒有找到。另一位美國人湯博,家境貧寒,沒什麼學歷,但他熱愛天文學。他1929年進入洛厄爾天文台工作。經過認真仔細地搜索,湯博終於在1930年發現了X行星的蹤跡(圖52),後來把它取名為冥王星。這是太陽系的第九大行星。

圖53

冥王星是太陽系最小的行星,直徑只有2370千米,比其它行星的一些衛星還要小。它距太陽的距離接近地球距太陽距離的40倍。它繞太陽公轉的時間約247年。它的橢圓形軌道偏心率很大,所以它偶爾會運行到海王星軌道之內,而且它的軌道跟其它行星不在一個平面上,而是有一個夾角。這一點在馬里紀念冥王星發現50周年的郵票上,已經畫了出來(圖53)。

圖54

圖55

圖56

在1930年之後,2006年之前,世人都知道太陽系有九大行星,如巴拉圭的一枚郵票所示(圖54)。圖中前八大行星旁都標註了它的天文學符號。馬紹爾群島也發行過一種太陽系郵票(圖55)。票圖中在太陽一側,九大行星排成一條直線,這幾乎是不可能的,不過是藝術家的想像。九大行星運行到太陽一側90度或104度夾角的扇形區域內,就已經是難得天象了,稱為九星會聚。1982年曾發生過一次,我國為此發行了紀念郵票(圖56)。

圖57

1991年美國發行九大行星加上月球一套10枚郵票,每星一票,票圖中除了該行星圖像,還有探測過該行星的探測器。但是冥王星的票圖中,只有該行星的模糊圖像,沒有探測器(圖57),票圖下方用小字註明「冥王星,尚未探測」。

圖58

2006年在國際天文學聯合會第26屆大會上,通過決議,把冥王星降為矮行星,不再認為它是大行星。從此太陽系只有八大行星。可是在開除冥王星之前,2006年初,美國已經發射了新地平線號探測器,前往考察冥王星。2015年新地平線號到達冥王星附近,開始拍攝其圖像。這是人類探測器第一次探索冥王星。2016年美國發行不幹膠郵票小版張,含「冥王星」和「新地平線號」郵票各2枚(圖58)。邊紙上標明:「冥王星,已探測!」

2016年美國還發行八大行星全家福不幹膠郵票小版張,每張含2套郵票,每套8枚,每枚一星(圖59)。人類對宇宙的探索是無止境的,對太陽系也不例外。2016年1月有消息稱,美國加州理工學院研究人員發現,一個巨大的天體正沿著奇怪的、高度拉長的太陽系外圍軌道運行。他們確認,它是太陽系名副其實的第九大行星。現在人們正等待著這顆新的第九大行星被人發現。

——刊於《上海集郵》2017年第5期

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