太陽系連環爆炸案

06-22

作者：韓雪松發布時間：2007-06-05 03:26 閱讀次數: 2001 次來自：《大科技·科學之謎》2007·05

　　2006年，冥王星被開除出了太陽系的行星隊伍，太陽系現在只剩下八大行星。然而，科學家們卻宣稱，太陽系當年至少有十二大行星，而且目前的行星當年只不過是小跟班。欲知太陽系往事，請看—— 　　18世紀下半葉，德國天文學家波得發現，太陽系的行星似乎都很守規矩：行星們圍繞太陽旋轉的軌道半徑R與它們的序號n（從內到外依次排開，例如水星的序號是1，地球的序號是3）之間滿足一定的關係R=0.4+0.3×2(n-2)（R的單位是天文單位，1天文單位=1個日地距離）。目前的八大行星基本上都遵守這個規矩，但是根據計算表明，應該在第5條軌道上還有一顆行星，而天文觀測那裡只是成千上萬的小行星組成的小行星帶。顯然，有一顆行星神秘消失了。它遇到了什麼不測？　　第5軌道爆炸案　　在漫長的歲月里，太陽家族肯定發生過巨大的變故。到底發生了什麼，科學家根據現場所留下的蛛絲馬跡來為我們分析。從小行星的分布可以看出，軌道半徑為2.8天文單位處幾乎沒有隕石碎片，而以2.8天文單位處為中心，向兩邊（火星方向和木星方向)各種偏心率的小行星分布越來越多。這種小行星分布表明，變故發生在軌道半徑為2.8天文單位處，小行星是向兩邊崩出的，由於自身質量和速度的不同，形成了不同偏心率的小行星。顯然，太陽系第5條軌道處發生了爆炸案，激烈的爆炸崩出具有極高速度的物質，小行星帶由此產生了。　　這些小行星揭露了幾十億年前的一幕場景：在遠古，原本處於第五條軌道上的一顆氣態大行星爆炸了，爆炸產生的火焰和氣浪橫掃一切，衝擊波摧毀了周圍的一切，連行星的衛星子女們都被崩得支離破碎。石質的衛星最後只剩下了一些岩石碎片，這些岩石碎片都可以觀察到熔化過或部分熔化過的跡象，並且被爆炸的衝擊波和粒子流衝撞熏染得灰頭土臉。　　原本大行星帶著衛星們圍繞太陽旋轉，現在大行星消失了，大部分碎片又經歷了猛烈衝擊，於是它們以不同的橢圓軌道圍繞太陽運轉，成為了小行星，成千上萬的小行星組成了小行星帶。無論是類地行星還是氣態大行星，爆炸都會使物質瞬間蒸發，能夠剩下的所有碎片質量總和都會很少。實際上太陽系中比地球大的行星都是沒有固體表面的氣態星球，若發生爆炸，幾乎什麼也不會留下，能留下的就是遭殃的衛星被炸碎後的碎片，這些碎片質量不會大。現在火星和木星之間的小行星帶的所有小行星加起來，質量也只有地球質量的0.1%。　　鄰居遭殃　　巨大的爆炸不僅炸飛了行星和自己的衛星，也在太陽系掀起巨大的衝擊波，把周圍裸露的天體噴黑。許多天體的表面都變黑了，成為灰塵瀰漫的世界，例如火星和月球，即使是具有冰質表面的衛星也不例外。若冰質衛星的自轉足夠慢，還會給我們留下一顆一半黑一半白的星球，土星的第八顆衛星就是這樣一個例子，因為它自轉一周需要80天，是月球自轉周期的兩倍多。土衛八正好具備了距離較近、表面冰質、沒有大氣層、自轉很慢的所有條件，從而被噴成了黑白分明的壯觀容貌。（有關土衛八的詳細情況參閱我刊2007年01期《雙面怪獸土衛八》。）　　距離爆炸發生地點較近的地球當然也會遭受影響，只是地球具有大氣層，它可以為地球抵擋住較小的槍林彈雨。但較大的石塊就抵擋不住了。在地球歷史上，曾發生多次天外來客導致的生物大滅絕事件，多數應該是行星爆炸產生的較大碎片飛向地球造的孽。　　小行星們並非同根生　　然而，科學家對小行星的進一步分析，又發現爆炸案並不簡單，而是案中有案。　　從小行星們的成分看，儘管主行星帶的小行星成分都有些差別，但是80%的小行星是C型（碳質的）的，其他20%是S型的（硅質的）。前者大部分位於行星帶的中部和外圈，而後者則主要位於里圈，距離火星較近。若小行星是一顆大行星爆炸產生，怎麼會明顯分為兩種截然不同的類型？　　況且，來自同一行星天體的岩石，其氧同位素比率應該是相似的，例如所有的地球或月球岩石具有極其相似的氧同位素比率。而小行星的氧同位素比率明顯分兩類。這充分證明，這兩種類型的小行星應該不是來自同一顆行星，而是來自兩個甚至更多天體。　　可是根據波得定則，火星和木星之間就只有一條軌道——第5軌道，那裡應該只能容納一顆行星。那麼另一顆行星的位置在哪裡？它又發生了什麼故事呢？　　火星竟然是衛星　　對於火星的研究給我們提供了神秘的另一顆行星的線索。　　火星有許多古怪的現象讓人疑惑。火星的質量小，只是地球質量的1/9，與太陽系內最大的衛星質量相似；火星的軌道偏離圓形較大，好像曾受到過衝擊；火星的自轉也比較大的行星都慢，且火星的形狀與自轉不協調，因為火星的質量不在中心，難道經過了漫長的演化，它還沒有把自己的運動姿勢調整好？火星的極軸甚至曾發生過90度旋轉，例如火星的南極點曾是赤道地區。　　尤其引人注目的是，火星的南半球布滿了撞擊坑，而北半球則很少；南半球具有20千米厚的地殼，而北半球地殼只有1千米厚，且南半球的地殼在接近赤道的過程中，逐漸變薄，在赤道線附近處則突然變薄，赤道處的斷崖峭壁林立，形成一個比較標準的圓弧界線。這一切跡象表明，火星的南半球遭受了一次岩石塵埃衝擊波的洗禮，好像火星南半球面對的星球發生爆炸了。而且火星上放射性元素氙極為豐富，這種元素是巨大爆炸所產生的核裂變產物。　　上述特徵顯示，火星不像是一顆正常的行星，而像是在那個軌道上運行的已經爆炸了的大行星的衛星！　　那顆神秘的行星爆炸時，劇烈的岩石塵埃雨噴厚了面對著它的衛星——火星，而火星的另一面由於背對著行星，很少被岩石、塵埃所撞擊。於是面對著行星的一面布滿了撞擊坑，岩石、塵埃堆厚了正面的火星地殼，這在火星高度圖上可以明顯看出。這時的火星被衝擊波沖離衛星軌道，變成直接圍繞太陽運行的星球。同時由於自身的一半增厚，質量分布不均勻，於是自轉軸發生變化。地殼增厚的那半球（假設為西半球）逐漸調整到南半球，但至今還沒有調整好。　　太陽系的連環爆炸案　　現在，我們又找到了在小行星帶附近發生爆炸的第二顆行星，它就是在第4條軌道上繞太陽運轉的另一顆大行星，火星其實是它最外圈的一顆衛星。這次爆炸發生的來龍去脈是這樣的：第5條軌道的行星爆炸完全是自發的，體內積蓄的能量更大，爆炸更猛烈，爆炸的火焰點燃了火星軌道上的這顆行星的氣體，引發了又一起爆炸，但是畢竟引發的爆炸猛烈程度稍小，位於最外層的衛星即火星沒有遭到毒手，只是在暴風烈火中遭受了一場槍林彈雨的轟擊。　　太陽系曾經發生了兩起爆炸案，但是案件還不到結案的時候。在海王星的外側，還有兩個小行星帶。這些小行星的來源與火星、木星之間的小行星們不一樣。這兩個小行星帶又向我們講述了另外的爆炸案。　　海王星外側曾經有兩顆大質量的行星，在目前還不知曉的原因作用下，它們發生了爆炸，爆炸的碎片形成了海王星外側的小行星帶。而大名鼎鼎的冥王星被這起爆炸案產生的衝擊波沖離了它的軌道。冥王星的軌道特別扁，其軌道甚至與海王星的軌道交叉，冥王星自身也特別小，現在已被剔除出了行星的隊伍。據推測，爆炸案發生前，冥王星曾是海王星的衛星，爆炸的衝擊波衝散了海王星與冥王星的「父子關係」,最後冥王星變成了繞太陽運動的矮行星。　　在太陽系的最外圈，還有一個大量小行星和彗星聚集的區域——柯伊柏帶，這個柯伊柏帶原本也應該是另外兩顆大質量的行星由於爆炸產生了這些太空碎片。這起爆炸案的直接後果應該與火星和木星之間發生的爆炸案相似。　　調查至此，整個太陽系至少發生過6起爆炸案，也很可能在一處發生過多起爆炸。太陽系當年的行星成員數量比現在要多。有趣的是，太陽系的這幾起爆炸案似乎都是緊緊相挨的行星發生連環爆炸，這個古怪的現象至今還沒有定論。　　太陽系的行星全家福　　那些在爆炸中遇難的幾位行星弟兄姐妹找到後，太陽系的行星成員們就差不多齊全了，讓它們排號入座，來為它們拍個全家福吧！　　在第5條軌道的主行星帶附近有兩顆行星，我們給它們取名叫行星V和行星K。它們也許是像木星那樣的氣態的大質量的行星，其中一顆還擁有火星這樣巨大的衛星；在海王星之外，另外兩顆行星爆炸後形成了兩個小行星帶，它們叫做行星T和行星X。太陽系早期最外圈還有兩顆巨大的行星發生爆炸，它們是行星A和行星B。而現在的八大行星中，水星曾是金星的衛星,火星是行星V的衛星；此外，冥王星及其衛星卡戎曾是海王星的衛星。因此，太陽系起源之時擁有12顆行星。　　這12顆行星都成雙成對，好像恩愛的夫妻一樣，成對的行星性質比較接近，軌道比較靠近，而且一方遭難，另一方也難以倖免。這一對對行星從內到外依次是：地球與金星，行星V和行星K，木星和土星，天王星和海王星，行星T和行星X，行星A和行星B。　　連環爆炸案元兇是誰？　　昔日的行星為什麼會爆炸？它們爆炸的能量來自哪裡？　　最早的、最簡單的解釋是：這些行星自身的溫度和壓力在運行中會發生很大變化，無論一顆在引力積聚下形成的行星是冷還是熱，在漫長的歲月里，表面溫度都會因向外輻射熱量而冷卻下來，行星內部的溫度和壓力也會因為運行中的內部變化，發生很大變化。當地心的溫度和壓力達到內部某些物質正常狀態的極限時，物質狀態就會改變，例如由液體變成固體，或者由液體變成氣體。這種變化就會使整個星球出現裂縫，裂縫的出現減低了內部壓力，內部液體就會大量氣化，像炸彈爆炸時那樣，氣體瞬間猛烈膨脹，行星在很短的時間內解體爆炸。　　此外，還有另一種對於爆炸案的解釋。自然界存在著自發的核反應，例如放射性物質的衰變和核裂變等，這些都會釋放出大量的能量。例如，地球上20億年前自然界中鈾235的比例好像要比現在高三倍，有許多鈾235在漫長的歲月里衰變並釋放出了能量。通常，物體會以各種方式排出這種能量，使自己的溫度基本保持不變。但是若什麼東西阻住了這個過程，就會打破平衡。例如，行星核心的劇烈變化很可能形成絕緣層。這個情況下，熱量無法自由散發，越積越多，直到衝破這個絕緣層，使行星出現裂縫，引起爆炸；甚至積蓄的能量直接讓行星爆炸，最終灰飛煙滅，留下大量的太空碎片。　　以上兩種解釋適合於固態的類地行星，對於氣態的大行星，更可能發生的情況是，行星的引力場總處於不斷的變化中，所有的物質都會在這個變化中吸收能量。如果行星的某處，物質吸收的能量很巨大，無法釋放，最終會對星球產生致命的影響。　　太陽系這幾起爆炸案到底是誰引爆的，目前還無法確認，兇手至今還逍遙法外……