氢(占 71%)和氦(占 27%),热核反应在太阳内部进行,能量通过辐射和
对流传到表层,然后由表层发出光和热,习惯上称为“太阳辐射”。
太阳带有光和热的表层称为“太阳大气”,由里向外分为三个部分:光
球、色球和日冕。我们肉眼所能看见的太阳表面很薄的一层为“光球”,厚
度只有 500 公里,平均温度约为 6000℃,我们看到的太阳的光辉,就是这层
光球。也正是由于这层光球,遮住了人们肉眼的视线,使人们在很长一段时
间内看不到太阳的真正面目,更无法了解太阳内部的奥秘。第二层(也叫中
间层)是“色球”,厚度大约为 2000 公里,为光球厚度的 4 倍,密度却比光
球更稀薄,几乎是完全透明的。色球的温度高达几万度,但它的光却被光球
遮挡住,平时很少能看到。只有在日食的时候,太阳的光球被月亮完全挡住,
在黑暗的月轮边缘可以看到一丝纤细的红光,这便是色球的光亮。第三层即
最外一层为“日冕”,厚度约为数百万公里,日冕的光更微弱,用肉眼完全
看不到,但日冕的温度却很高,达 100 万度,在这样的高温下,太阳上的氢、
氦等原子不断被电离成带正电的质子和带负电的自由电子,并且挣脱太阳的
引力,奔向广袤的宇宙空间。这便是天文学上称为“太阳风”的现象。在太
阳表面的三层结构中,只有外层的日冕有不规则变化,有时呈圆形,有时则
呈扁圆形。
此外,在太阳的边缘外面还常有像火焰样的红色发光的气团,称做日珥。
有时日珥向数十万公里高处放射,然后又向色球层落下来,实际上这也是日
冕不规则变化的一种形式。日珥大约 11 年出现一次,不过,我们用肉眼看不
到,只有天文工作者用特制仪器,并且只有在日全食时才看得比较清楚。
月亮
月亮学名月球,是太阳系的一个星球,只是不像其他行星那样以太阳为
中心旋转,而是围绕地球转,是地球的天然卫星。月亮的光是由于太阳的照
射而产生的,它本身不会发光或发热。
月球的体积约为地球的 1/48,密度为地球的 3/5,远不如地球坚实。月
球上的重力比地球上的重力小得多,比如在地球上重 100 公斤的物体拿到月
球上还不到 17 公斤。
月球绕地球公转,同时又自转,旋转的两个周期相同,都是 27.3 天,而
且方向相同,结果总是一面朝向地球。地球上的人永远只能看到月球的一面,
看不到另一面。
面朝月球,即我们看到的一面,布满了大大小小的环形山,有些像地球
上的火山口;另一面山地较多,中部是一条绵延 2000 公里的大山系。人们比
较重视月球上的环形山,据分析直径 1 公里以上的环形山有 30 万座,有一座
最大的直径为 295 公里,可以把我国的海南岛放在里面。天文学家认为,环
形山是陨石撞击月球留下的痕迹,另一种解释是月球上发生过猛烈的火山爆
发,环形山即是火山口。还有,在明亮的夜晚我们可以看到月球表面的暗纹
暗斑,那是月球上的平原或盆地,天文学家称之为“月海”,并不是传说中
的嫦娥、玉兔……
月亮被太阳照射的时候,表面温度高达 127℃,不被照射的时候或阴面
则为零下 183℃,温差达 310℃,不适宜生物存活。月球上面没有空气,“月
海”实际是干枯的盆地或平原,根本没有水,从来没有过生命的踪迹。
不过,月球并非没有认识价值。1969 年 7 月 21 日,美国宇航员阿姆斯
特朗、柯林斯和奥尔德林乘坐“阿波罗 11 号”宇宙飞船第一次成功地登上了
月球,对月球的起源、结构和演化过程有了进一步的科学的了解。天文学家
发现,月球的物质组成与地球很相近,月岩中含有铝、铁等 66 种有用元素。
后来,宇航员们又多次登上月球,收集各种标本,进行勘测实验。可以确信,
随着对月球认识的全面和深化,对月球的开发和利用会成为并不遥远的事
实。
日食和月食
太阳系的星体每时每刻都在运动,与我们关系最为密切的是太阳、地球
和月球的运动,昼夜变化、四季交替、月亮圆缺对我们日常生活的各个方面
都有着直接的影响。除了这些常见的运动现象外,不常见的运动现象也在对
我们的生活发生着不同程度的影响,其中最为明显的是日食和月食。
我们知道只有太阳发光,地球和月球都是不发光的天体,但月球靠太阳
的照耀而反光,地球需要太阳的照射来维持生物的存活。由于地球和月球都
是球体,同一时间内只能被太阳照射一面,另一面不被照到并且拖着一条长
长的黑影子,太阳光很强烈,黑影子也便很长很明显,延伸在茫茫太空中。
当月球运行到太阳和地球之间时,如果太阳、月球和地球三者正好在一
条直线上或接近于一条直线时,月球的影子就一直延伸到地球的表面,处在
月影之中的地球区域,便看到月球遮住太阳的景象,这便是日食。按照被月
亮遮住的太阳的面积大小,日食可分为日偏食、日环食和日全食,这主要是
由太阳、月亮和地球成一条线的直曲程度决定的。由于月球只在农历的每月
初一运行到地球和太阳之间,所以日食必定发生在农历初一;不过,并不是
说每逢初一必定发生日食。
当月球运行到地球背着太阳的阴影区域(天文学上称本影)内时,月球
被地球的阴影所遮掩,人们会在地球上看到月球被地球遮挡的景象,这便是
月食。月食分月全食和月偏食两种,月全食时月球全部落入地球的阴影中,
处在地球背着太阳那一面的人便可以都看到月全食;月偏食时,月球只是一
部分进入地球的阴影中,并且始终没能全部进入,地球的阴影只是挡住了月
球的一部分。由于月食时地球在月球和太阳之间,所以月食必定发生在农历
每月的十五或十六日;当然,这也并不是说每逢十五或十六就一定会发生月
食。
一般说来,月食的时间长,月全食可达 1 至 3 个小时;日食时间短,日
全食不过 7 分半钟,但整个日食过程有时延续两个小时。据天文资料显示,
一年内最多发生 7 次日食和月食,即 5 次日食和 2 次月食,或 4 次日食和 3
次月食。
哈雷彗星
哈雷给“妖星”正名
17 世纪 80 年代之前的漫长岁月里,人们一直受着彗星的困惑而惶惶不
安。丹麦有个名叫布拉乌的天文学家,把彗星当做“妖星”,并给它涂上了
神秘的色彩,说什么彗星是由于人类的罪恶造成的:“罪恶上升,形成气体、
上帝一怒之下,把它燃烧起来,变成丑陋的星体。这个星体的毒气,散布到
大地,又形成瘟疫、风雹等灾害,惩罚人类的罪行。”因此,1682 年的一个
晴朗的夜晚,当一颗奇异的星星,拖着一条闪闪发光的长尾巴,披头散发地
出现在天空中时,人们吓呆了。天主教的神父们将这颗星视作灾难降临的预
兆,疾呼:“妖星出现,世界的末日到了,大家快向上帝忏悔吧!”尽管人
们纷纷忏悔,这颗星仍一连几十个夜晚缓缓地在浩渺的星空运行。王公贵族
们利用这一自然现象,咒骂自己的政敌不得好死;星相家与巫师们更是乘机
兴风作浪,一时间,人们惊恐万分。
然而,英国天文学家爱德蒙·哈雷却不听邪,他对这颗彗星毫无惧色,
决心要揭天所谓“妖星”的真面目。
哈雷对英国和世界各地历史上有关彗星的观测资料进行了研究,并对其
中 24 颗彗星的轨道进行了计算,发现 1513 年、1607 年和 1692 年出现的 3
颗彗星的轨道十分接近,时间间隔又恰恰都 76 年左右,于是断定,这是同一
颗彗星,并预测这颗彗星下一次回归的时间:1758 年 12 月 25 日。这天,壮
观的大彗星果然如期莅临。为纪念这位科学家的英明预言,人们将这颗曾蒙
受“妖星”之冤的彗星,定名为“哈雷彗星”。
现在,人们已经知道彗星内部的主要成分是冻成冰的气体、尘埃以及大
石块。那扫帚般的长尾巴主要由氮、碳、氧和氢等各种化合物自由原子构成
的。
又丑又脏的哈雷彗星彗核
哈雷彗星有一条十分壮观的彗尾,有一头美丽明亮的彗发,那它的彗核
是什么模样呢?人类一直想一睹它的风采。
这颗迟迟不肯以真面目示人的哈雷彗星的彗核,却原来是个又丑又脏的
家伙。其模样长得与其说像一个带壳的花生,不如比作一个烤糊了的土豆更
为贴切。表皮裂纹累累,皱皱疤疤,其脏、黑程度令人难以想象。它最长处
16 公里,最宽处和最厚处各约 8.2 公里和 7.5 公里,质量约为 3000 亿吨,
体积约 500 立方公里。表面温度为 30~100℃。彗核表面至少有 5~7 个地方
在不断向外抛射尘埃和气体。彗核的成分以水冰为主,占 70%,其他成分是
一氧化碳(10~15%)、二氧化碳、碳氧化合物、氢氰酸等。整个彗核的密
度是水冰的 10~40%,所以,它只是个很松散的大雪堆而已。在彗核深层是
原始物质和较易挥发的冰块,周围是含有硅酸盐和碳氢化合物的水冰包层,
最外层则是呈峰窝状的难熔的碳质层。
哈雷彗星在茫茫宇宙的旅行中,不断向外抛射着尘埃和气体。从上次回
归以来,哈雷彗星总共已损失 1.5 亿吨物质,彗核直径缩小了 4~5 米,照此
下去,它还能绕太阳 2~3 千圈,寿命也许到不了 100 万年了。