第三章 天文之最

天體之最

最遠的恒星

在整個太陽系中，太陽的周圍主要運行著8顆行星、62顆衛星以及大量小行星和彗星。2001年6月5日，美國天文學協會傳出消息，美國天文學家發現了距離地球最遠的兩顆恒星，它們現在距離地球大約有8000億光年之遙（1光年等于9.5萬億千米）。

最亮的恒星

天狼星A（大犬座α），也叫做大犬座主星，位于大犬座星座，是人們用肉眼能夠看得見的5776顆星中最亮的一顆，其表觀星等為-1.46。在北半球的冬季，這顆明亮的星星出現在歲末最后幾天的午夜正南方向。天狼星系距離地球大約有8.64光年，亮度是太陽的26倍。天狼星直徑為2333485千米，質量為4.20×1027噸。與此相對應，天狼星B卻是一顆微弱的白矮伴星，其直徑雖然只有9655.8千米，重量卻是地球的35萬倍。據推測，天狼星將在公元61000年達到最大星等-1.67，那時它會更加明亮。

最近的恒星

除太陽外，距離地球最近的恒星當屬很微弱的半人馬座比鄰星。這顆恒星發現于1915年。它與地球相距4.22光年，大約為399106.4億千米。肉眼能看到的最近的恒星是南半球雙星半人馬座a或者是南門2，距地球4.35光年，其表觀星等為-0.29。1752年，天文學家尼古拉斯·L．德·拉塞爾（1713～1762年）發現了這顆恒星，并準確計算出它與地球的距離。據推測，這顆雙星與地球的距離大約為2.84光年，成為名副其實的最近的恒星。

星體最大的恒星

美國天文學家于2005年1月發現了3顆十分明亮的恒星，這3顆恒星呈紅色，直徑都超過10億千米，周長為太陽周長的1500倍，這是人類觀測到的體積最大的恒星。根據數據計算，如果這3顆恒星處于太陽的位置，那么它們散發的熱量足以吞沒地球。

最古老的恒星

最古老的恒星是白矮星。白矮星是加拿大天文學家利用哈勃望遠鏡在銀河系內觀測到的最古老的恒星。最早被發現的白矮星是天狼星伴星。科學家根據白矮星冷卻的速度推算出它的年齡是127億年，正負誤差為5億年，而宇宙的年齡才130億歲左右，可見白矮星是宇宙形成之初就已經存在的恒星。恒星在燃燒過程中內部物質逐漸耗盡，到了一定時間開始坍塌，體積減小，溫度降低，同時光輝變得越來越暗淡，成為白矮星。

白矮星是一種很特殊的天體，它的體積小、亮度低，但是質量大、密度極高。比如天狼星伴星的體積比地球大不了多少，但質量卻和太陽差不多！

威力最大的爆炸

據計算，太陽每秒鐘輻射的能量約為3.826 × 1033爾格，這相當于上億顆氫彈在太陽上爆炸。不過太陽的這點能量在銀河系中仍是微乎其微的。有一種超新星在一個瞬間能釋放出相當于1018顆氫彈爆炸的能量，這是太陽能量的幾千萬倍。能量之大，讓人驚訝。

千千萬萬個像銀河系這樣的星系存在于宇宙之中，宇宙中規模最大的爆炸是星系爆炸。據最近美國報紙報道，不久前，人造衛星自動記錄下一些材料，從這些材料中，科學家發現了宇宙空間中一個星系的一次大爆炸，爆炸只持續了1/10秒，但釋放出的能量相當于太陽3000年釋放的能量，這是有記錄以來最強大的一次能量爆炸。記錄這次爆炸的材料被科學家們看到后，都驚訝得瞠目結舌，他們認為這次爆炸釋放的能量的比率比太陽的能量釋放率大1000億倍，地球若處在與這次爆炸同樣數量的能量中，會立刻汽化。由此人們產生了許多疑問：如星系內部結構是什么樣的？巨大的能量究竟從何而來？這些問題的答案至今沒有找到，仍需人們不斷地去探索。

最著名的超新星

在恒星世界中，一種奇怪的現象偶爾會發生，天文觀測者會看到一顆原來亮度較低的恒星，瞬間便會具有極高的亮度。這種亮度發生劇烈變化的恒星，天文學家稱之為“變星”。中國古代所記載的“客星”就是變星。

變星的類別很多，超新星是其中光亮程度變化最顯著的一類。普遍認為，恒星亮度變化的原因，主要是這顆恒星產生了劇烈的爆炸，在爆炸過程中，巨大的能量被釋放出來，亮度便一下子增加了。

據歷史記載，最有名的超新星是中國1054年記錄到的金牛座超新星。它是全天空最為明亮的超新星。即使在白天，人們都可以看到它光芒四射，太陽都無法完全遮掩它的光輝。自1054年7月4日起后的23天中，人們清楚看到的“客星”就是金牛座超新星。

太陽系中最大、最快、最熱的行星

木星是太陽系的八大行星之一，也是八大行星中最大的一顆，其質量為地球的317.83倍，是地球體積的1321.4倍。木星也是八大行星中自轉周期最短的一顆。赤道地區一天只有9小時50分30.003秒。

水星是太陽系八大行星中距離太陽最近的，它圍繞著太陽高速運轉，是運行最快的行星。它公轉一周只需88天。

金星是最熱的一顆行星。根據蘇聯發射的“月球”號探測器和美國發射的“先軀者”號金星地面探測器所得到的數據推測，估計金星的表面溫度為大約482℃，是表面溫度最高的一顆行星。

離地球最近的行星

距地球最近的行星是金星，通常運行于地球軌道之內，它與地球相距僅4135萬千米。火星是運行于地球軌道之外與地球最近的行星，距地球最近時只有5568萬千米。

最明亮的行星

金星是我們從地球上能看見的最明亮的一顆行星。

其實，只要我們稍微注意一下，在黃昏或者是早晨經常能在天邊看到一顆比其他星星明亮得多的星星，早晨它出現在東方，黃昏出現在西方，如果不知道還以為它們是兩顆不同的星星呢。古人就以為它們是兩顆星，我們經常聽說的啟明星、太白星和長庚星實際上就是指它，它們是同一顆星，它就是金星。它是太陽系的八大行星之一，按照離太陽由近及遠的次序排列，金星位居第二。金星有很多特點，比如，它是一顆類地行星，它還是太陽系中唯一的一顆沒有磁場的行星，它的顏色是橙黃色，在八大行星中它也是最接近圓形的行星，它的偏心率僅僅為0.7‰。

離太陽最近的行星

離太陽最近的行星是水星。水星的直徑為4878千米，比地球小40%，比月球大40%。在古代，人們稱水星為辰星，西方人稱它為墨丘利。墨丘利是羅馬神話中為眾神傳遞信息的使者，神通廣大，行走如飛。可能是因為水星移動得太快，所以西方人給它起了這個名字。

水星的密度較大，在太陽系的行星中僅次于地球。水星表面和月球表面相似，到處都是隕石撞擊形成的起伏山巒。水星上沒有空氣也沒有水，由于沒有空氣散射陽光，水星的天空通常都是漆黑一片。水星的晝夜溫差特別大，最高溫度達427℃，最低溫度達-173℃。

最年輕的行星

美國宇航局2004年對外宣布，他們發現了一顆形成不超過100萬年的“嬰兒”行星，并稱它為金牛座內行星。目前，天文學家已經發現了100多顆太陽系外行星，這些行星都在10億歲以上。金牛座內行星是目前已知的最年輕的行星，并圍繞一顆年齡與之相近的恒星旋轉。

當時，天文學家利用斯皮策紅外線望遠鏡對金牛座的5顆恒星進行觀察時，在金牛座CoKu4號恒星周圍的塵埃盤上發現了一個沒有塵埃的環狀區域。專家推斷，這個區域可能有一顆或幾顆行星。后來，射電望遠鏡拍攝的圖片，證明了這一推斷。

太陽系中自轉最慢的行星

太陽系中自轉最慢的行星是金星。金星的自轉速度比公轉速度還要慢，自轉一周需要243天，而公轉需要225天。也就是說，金星的自轉恒星日一天比一年還長。不過按照地球標準，以一次日出到下一次日出算一天的話，則金星上的一天要遠遠小于243天。這是因為金星是逆向自轉的緣故；在金星上看日出是在西方，日落在東方；一個日出到下一個日出的晝夜交替只是地球上的116.75天。

旋轉最奇特的行星

在已知的行星中，天王星有一個獨一無二的特征，那就是它的赤道面與公轉軌道面夾角為97。55′，幾乎是躺著繞太陽轉動的，是太陽系中旋轉最奇特的行星。

行星是由最初的許多微行星互相碰撞，彼此融合形成的，在形成過程中不斷受到微行星的碰撞，就會受到作用力而發生自轉。原始行星之間也會發生碰撞，這些碰撞會產生重大的影響。

天文學家認為在天王星形成的最后階段，曾經受到另一個處于原始行星階段的大天體的撞擊，這使它的自轉軸發生了很大的傾斜，導致現在這個樣子。

也有些天文學家有不同的看法，他們認為天王星附近的幾顆圍繞它逆向運行的大衛星是導致天王星傾斜的原因。

離地球最近的天體

離地球最近的天體是月球。月球是人類研究得最徹底的天體，也是人類至今唯一一個親身訪問過的天體。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60～65千米。月殼下面到1000千米深度是月幔，它占了月球的大部分體積。月幔下面是月核，月核的溫度約為1000℃，很可能處于熔融狀態。月球直徑約3476千米，是地球的3/11，太陽的1/400。月球的體積只有地球的1/49，質量約7350億億噸，相當于地球質量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。

從地球上可以看到月球表面有陰暗的部分和明亮的區域。早期的天文學家在觀察月球時，以為發暗的地區都有海水覆蓋，因此把它們稱為“海”。著名的有云海、濕海、靜海等。其實，月亮上沒有海，較暗的地區是深谷，較亮的地區是山脈。月球上到處都是星羅棋布的環形山。位于南極附近的貝利環形山直徑295千米，可以把整個海南島裝進去。最深的山是牛頓環形山，深達8788米。除了環形山，月面上也有普通的山脈。

月球約一個農歷月繞地球運行一周，而每小時相對背景星空移動半度，即與月面的視直徑相若。與其他衛星不同，月球的軌道平面較接近黃道面，而不是在地球的赤道面附近。月球的自轉周期和公轉周期幾乎相同，因此我們從地球上只能看到月球的正面，看不到背面。

自轉速度最快的星體

自轉速度最快的星體是脈沖星。脈沖星是中子星的一種，會周期性地發出脈沖信號，脈沖星發射的射電脈沖的周期性非常有規律。一開始，人們對此很困惑，甚至曾想到這可能是外星人在向我們發電報聯系。據說，第一顆脈沖星就曾被叫做“小綠人一號”。

經過幾位天文學家一年的努力，終于證實，脈沖星就是正在快速自轉的中子星。而且，正是由于它的快速自轉而發出射電脈沖。

地球自轉一周是24小時，而脈沖星的自轉周期竟然小到0.001337秒！只有高速旋轉的中子星，才可能扮演脈沖星的角色。

引力最強的天體

引力最強的天體是黑洞。黑洞是演變到最后階段的恒星。當一些大恒星燃燒盡了的時候，它們就會自行塌陷，所有的組成部分凝聚成一個點，這個點的體積趨近于零，而密度趨近于無窮大，因而具有強大的吸引力。只要物體進入離這個點一定距離的范圍內，就會被這個點的吸引力吸收掉，連光線也不例外。這個點是看不到的天體，我們只能根據引力作用確定它的存在。因此，科學家給這個點起了個名字叫黑洞。黑洞的吸引力無比巨大，以至于沒有任何信號能夠從里面傳出來，所以里面的情形人類無法知道。黑洞把周圍的光和自己發出的光都吸收了，我們無法通過光的反射來觀察它，只能通過受其影響的周圍物體來間接了解黑洞。

除了這種恒星級黑洞，也有其他來源的黑洞，比如可能形成于宇宙早期的微型黑洞，可能存在于星系中央的超大質量黑洞。

移動速度最慢的星系

美國哈佛-史密森天體物理中心的天文學家宣布，已測出天穹中移動最慢星系的速度，該星系就是M33漩渦星系，它另一個非正式名稱為Pinwheel（陀螺）。它位于離我們地球約240萬光年的地方，可以在離M31星系（仙女星座）不遠的天空中找到它，其直徑約為50光年，比我們所在的銀河系小2倍。

為了測量M33星系的移動速度，天文學家仔細分析了在兩年半內拍攝該星系的照片。要想確定M33星系沿天空移動的“真實”運動，還需要考慮地球在圍繞太陽旋轉，而太陽系又在圍繞銀河系中心旋轉。M33星系在空中相對于地球移動速度的橫向移動為每年30角微秒，與關于M33星系接近地球速度的數據結合在一起，天文學家首次獲得M33星系在空中三維移動的參數。為了使愛好者能對每年30角微秒的速度大小做出評估，天文學家打了個比方，假如我們從地球上觀察蝸牛沿火星地表的爬行速度，則每年30角微秒比其還要慢100倍。

離銀河最近的星系

許多年來，天文學家一直認為大麥哲倫星系是距離銀河最近的星系，這個星系距離我們16萬光年。但是，在1994年，這個頭銜被人馬座矮星系給奪走了。最近的測量顯示，大犬座矮星系離銀河中心只有4.2萬光年，距離只有人馬座矮星系的3/4，只有大麥哲倫星系的1/4。

做出上面這項發現的是2微米巡天計劃，因為它在紅外光波段進行觀測，所以能把可見光無法穿透的銀河盤面看得較清楚。大犬座矮星系和其他的衛星星系在繞我們銀河系公轉的過程中，在重力的拉扯下逐漸地分崩離析。

最大的隕石

隕石，也稱“隕星”，是地球以外未燃盡的宇宙流星脫離原有運行軌道或成碎塊散落到地球或其他行星表面的石塊，是從宇宙空間落到某個地方的天然固體。它是人類直接認識太陽系各星體珍貴稀有的實物標本，極具收藏價值。

據加拿大科學家10年的觀測，每年降落到地球上的隕石有20多噸，大概有兩萬多塊。隕石大小不一，在一場大的流星雨中，會有很多豌豆大小的隕石降落，有時也會有大型的隕石墜落。1976年3月8日，我國吉林降落了一次規模空前的隕石雨，其中最大塊重1770千克，是目前世界上最大的石質隕石，被稱為“吉林一號”。這塊隕石沖擊地面造成蘑菇云狀煙塵，并且砸穿凍土層，形成一個6.5米深，直徑2米的大坑。

此外，1920年，人們在非洲納米比亞南部地區發現了戈巴隕鐵（含鐵量較大的隕石稱為隕鐵），它的重量約為60噸，是現存最大最重的隕鐵。

銀河系最大的星團

歐洲天文學研究小組通過架設在智利的紅外天文望遠鏡發現了銀河系內最大的星團，并把它命名為Westerlund1。該星團被一些厚密的宇宙塵埃所覆蓋，其質量相當于10萬個太陽，整個星團直徑約為6光年。

此前，科學家們一貫認為，此類星團只存在于遙遠的星系中。而且是由兩個或兩個以上的星系相互作用才能產生這類星團。目前天文學界已知的這類球狀星團有M13和M15，其特點就是具有很強的擴散性——哪怕是質量很小的星團，直徑也能達到上百光年。

歐洲天文學家們還在本次新發現的“Westerlund1”星團中發現有許多恒星都可以歸入超巨星家族，其大小約為太陽的2000多倍，有效半徑約相當于整個土星軌道。這些星團中有一些獨立的高質量恒星，其亮度足以抵得上上百萬個太陽。厚厚的宇宙塵埃阻礙了它的強光，否則地球上的夜空會變得異常明亮。

最大、最古老的黑洞

美國斯坦福大學的天文學研究小組發現了迄今為止最龐大、最古老的黑洞，即Q096+6930黑洞。這個黑洞位于大熊座星系中央，與地球的距離約為127億光年。科學家們初步確定它的年齡為127億歲，也就是說，它在宇宙大爆炸之后的幾億年內就形成了。

領導這項研究的斯坦福大學的天文學教授羅杰·羅馬尼說：“這個黑洞的體積大得實在驚人，像這么大的黑洞很少見。”這個黑洞確實非常大，其質量是太陽的100億倍，也就是說它的引力場內可以吸納上千個太陽系，其質量也相當于銀河系內所有恒星的質量之和。

宇宙中最冷的地方

宇宙空間雖然分布著很多發光發熱的恒星，但是黑暗而深邃的太空中溫度非常低，就像一個巨大的寒冷的冰箱一樣。宇宙中最寒冷的地方是一團叫做回飛棒的星云。回飛棒星云是美國人通過哈勃望遠鏡觀測到的，因為它旋轉的兩翼并不平衡，像回旋飛行器一樣，所以得名。回飛棒星云以接近每小時60萬千米的速度噴出云氣和塵埃風，因此形成了獨特的形狀。

回飛棒星云是由正在死亡的恒星排出的氣體，距離地球約5000光年。在人類迄今為止了解的星云中，回飛棒星云的溫度是最低的，只有-272℃，其他的星云溫度都高于-270℃。