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第五章 太阳的卫星家族（第1页）

第五章太阳的卫星家族

生命的智慧之星地球

地球是什么形状的?她来自哪里?早在170万年前，人类就对自己的家园——地球，产生了各种美丽的遐想，编织成许多绚丽多彩的传说。中国古代就有盘古开天辟地的故事，古希腊神话讲开天辟地时，传说宇宙是从混沌之中诞生的，最先出现的神是大地之神——该亚。天空、陆地、海洋都是由她而生，因此人们尊称她为“地母”。地球已经是一个46亿岁的老寿星了，她起源于原始太阳星云。约在30～40亿年前，地球已经开始出现最原始的单细胞生命，后来逐渐进化，出现了各种不同的生物。地球的平均赤道半径为6378．14千米，比极半径长2l千米。地球的内部结构可以分为三层：地壳、地幔和地核。在地球引力的作用下，大量气体聚集在地球周围，形成包层，这就是地球大气层。地球就像一只陀螺，沿着自转轴自西向东不停地旋转着。她的自转周期为23小时56分4秒，约等于24小时。同时，地球还围绕太阳公转，她的公转轨道是椭圆形，轨道的半长径达到149597870千米。公转一周要365．25天，为一年。关心我们这个地球，并热爱它的人，难免会提出这样的问题：我们生活的这个地球是如何形成的?具有了一定科学知识的当代人，当然不会满足上帝“创世说”这样的答案。实际上，早在18世纪，法国生物学家布封就以他的彗星碰撞说打破了神学的禁锢。然而，人们也许还不知道，随着科学的发展与进步，关于地球成因的学说已多达十几种，它们主要是：彗星碰撞说——认为很久很久以前，一颗彗星进入太阳内，从太阳上面打下了包括地球在内的几个不同行星。（1749年）。陨星说——认为陨星积聚形成太阳和行星。1755年，康德在《宇宙发展史概论》中提出的。宇宙星云说——1796年，法国拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出。认为星云（尘埃）积聚，产生太阳，太阳排出气体物质而形成行星。双星说——认为除太阳之外，曾经有过第二颗恒星，行星都是由这颗恒星产生的。行星平面说——认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转，因而太阳系可能由原始的星云盘而产生。卫星说——认为海王星、地球和土星的卫星大小相等，也可能存在过数百个同月球一样大的天体，它们构成了太阳系，而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。在以上众多的学说当中，康德的陨星假说与拉普拉斯的宇宙星云说，虽然在具体说法上有所不同，但二者都认为太阳系起源于弥漫物质（星云）。因此，后来把这个假说统称为康德一拉普拉斯假说，而被相当多的科学家所认可。地球的形成但随着科学的发展，人们发现“星云假说”也暴露了不少不能自圆其说的新问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学家观察到的事实：在太阳系的系统内，太阳本身质量占太阳系总质量的99．87％，角动量只占O．73％；而其他九大行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共只占太阳系总质量的0．13％，但它们的角动量却占99．27％。这个奇特现象，天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。另外，现代宇航科学发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象。1979年8月30日美国的一颗卫星P78—1拍摄到了一个罕见的现象：一颗彗星以每秒560千米的高速，一头栽入了太阳的烈焰中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳被吞噬的情景，12个小时以后，彗星就无影无踪了。1887年，也发生了一次“太空车祸”。人们观测到一颗彗星在行经近日点时，彗头被太阳吞噬。1945年，也有一颗彗星在近日点“失踪”。苏联天文学家沙弗洛诺夫还认为，地球所以侧着身子围绕太阳转，是地球形成一亿年后被一颗直径1000千米、重达1012亿吨的小行星撞斜的……既然宇宙间存在天体相撞的事实，那么，布封的“彗星碰撞”说的可能性依然存在，于是新的灾变说应运而生。今天，关于地球起源的学说层出不穷，但地球是怎样形成的，仍是一个谜。

太阳最近的行星水星

水星是九大行星中最靠近太阳的行星，中国古代称水星是辰星。西方人叫它墨丘利，墨丘利是罗马神话中专为众神传递信息的使者，而水星也不愧为信使的称号：它是太阳系中运动最快的行星。水星公转平均速度为每秒48千米，公转周期约为88天。由于水星距离太阳太近了，个头又小，人们平时很难看到它。水星的表面和月球表面极为相似。其上布满了大大小小的环形山。水星的大气极为稀薄，昼夜温差很大，白天表面温度可达427摄氏度以上，黑夜最低温度可降到零下173摄氏度左右。水星的半径为2440千米，是地球半径的38．3％。水星的体积是地球的5．62％，质量是地球的0．05倍。水星外貌如月，内部却像地球，也分为壳、幔、核三层。天文学家推测水星的外壳是由硅酸盐构成的，其中心有个比月球还大的铁质内核。水星的自转周期为58．646日，自转方向与公转方向相同。由于自转周期与公转周期很接近，所以水星上的一昼夜比水星自转一周的时间要长得多。它的一昼夜为我们的176天，白天和黑夜各88天。水星没有卫星，因此水星的夜晚是寂寞的，那里没有“月亮”，除了太阳以外，天空中最亮的星是金星。

火红色星球火星

火星是九大行星之一，按照距离太阳由近及远的次序为第四颗。肉眼看去，火星是一颗引人注目的火红色星，它缓慢地穿行于众星之间，在地球上看，它时而顺行时而逆行，而且亮度也常有变化，最暗时视星等为+1．5，最亮时比天狼星还亮得多，达到一2．9。由于火星荧荧如火，亮度经常变化，位置也不固定，所以中国古代称火星为“荧惑”。而在古罗马神话中，则把火星比喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。在希腊神话中，火星同样被看作是战神“阿瑞斯”。火星表面的土壤中含有大量氧化铁，由于长期受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物。夸张一点说，火星就像一个生满了锈的世界。由于火星距离太阳比较远，所接收到的太阳辐射能只有地球的43％，因而地面平均温度大约比地球低30多摄氏度，昼夜温差可达上百摄氏度。在火星赤道附近，最高温度可达20℃左右。火星上也存在大气。其主要成分是二氧化碳，约占95％，还有极少量的一氧化碳和水汽。火星比地球小，赤道半径为3395千米，是地球的一半，体积不到地球的1／6，质量仅是地球的l／10。火星的内部和地球一样，也有核、幔、壳的结构。火星的自转和地球十分相似，自转一周的时问为24小时37分22．6秒。火星上的一昼夜比地球卜的一昼夜稍长一点。火星公转一周约为687天，火星的一年约等于地球的两年。火星有两个卫星。靠近火星的一个叫火卫一，较远的一个叫火卫二。由于火星在希腊神话中被看作是战神阿瑞斯，所以天文学家以阿瑞斯的两个儿子——福波斯和德瑞斯命名它的两颗卫星。火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷。由于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。而随着卫星拍摄的越来越多，更发现很多耐人寻味的地形景观。火星的火山和地球的不太一样，除了重力较小使山能长的很高之外，缺乏明显的板块运动，使火山分布是以热点为主，不像地球有火环的构造。火星的火山主要分布于塔尔西斯高原、埃律西姆地区和零星分布于南方高原上，例如希腊平原东北的泰瑞纳山。地形图中，在西半球耸立一个醒目的特征，中央即为塔尔西斯高原，高14千米，宽过6500千米，伴随着盛行火山作用的遗迹，包含五座大盾状火山，包括太阳系最高的奥林帕斯山，有21．287千米高，550千米宽。其他四座包括艾斯克雷尔斯山、帕弗尼斯山、阿尔西亚山和亚拔山——以体积和1600千米的直径来看是太阳系最大的山。在大火山之间亦散布着零星的小火山。一提到火星的峡谷，可能会认为是由水造成的，但事实不只如此。除了水，还有由火山活动形成的。由水造成的又可能是洪水短时间冲刷成的、稳定的流水侵蚀成的、或由冰川侵蚀而成；而火山活动所喷发的熔岩流亦可造成熔岩渠道。另一个例子则是地壳张裂造成，如水手峡谷。

最大的行星木星

木星是八大行星中最大的一颗，可称得上是“八星之王”了。按距离太阳由近及远的次序排第五颗。在天文学上，把木星这类巨大的行星称为“巨行星”。木星还是天空中最亮的星星之一，其亮度仅次于金星，比最亮的恒星天狼星还亮。在我国古代，木星曾被人们用来定岁纪年，由此而被称做“岁星”。西方天文学家称木星为“朱庇特”，朱庇特是罗马神话中的众神之王，相当于希腊神话中无所不能的宙斯。木星是一个扁球体，它的赤道直径约为142800千米，是地球的11．2倍；体积则是地球的1316倍；而它的质量是太阳系所有行星、卫星、小行星和流星体质量总和的一倍半，也就是地球质量的318倍。如果把地球和木星放在一起，就如同芝麻与西瓜之此一样悬殊。但木星的密度很低，平均密度仅为1．33克／厘米3。木星大气的成分和太阳差不多，中心温度达30000摄氏度，上层大气的温度却在零下140℃左右。木星上还有很强的磁场，表面的磁场强度大约是地球磁场的10倍。木星的内部结构也与众不同，它没有固体外壳，在浓密的大气之下是液态氢组成的海洋。木星的内部是由铁和硅组成的固体核，称为木星核，温度高达30000摄氏度。木星自转速度非常快，赤道部分的自转周期为9小时50分30秒，是太阳系中自转最快的行星。它的自转轴几乎与轨道面相垂直。由于自转很快，星体的扁率相当大，借助望远镜，就能看出木星呈扁圆状。木星在一个椭圆轨道上以每秒13千米的速度围绕着太阳公转，轨道的半长径约为5．2天文单位。它绕太阳公转一周约需11．86年，所以木星的一年大约相当于地球的12年。木星表面有红、褐、白等五彩缤纷的条纹图案，可以推测木星大气中的风向是平行于赤道方向，因区域的不同而交互吹着西风及东风，是木星大气的一项明显特征。大气中含有极微的甲烷、乙烷之类的有机成分，而且有打雷现象，生成有机物的几率相当大。木星表面最大的特征，首推南半球的大红斑。这个巨大的圆形漩涡超过地球直径的3倍。大红斑的菇丽红色令人印象深刻，颜色似乎来自红磷。木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星。迄今为止我们已经发现木星有16颗卫星，它们与木星组成了一个家族——木星系。

我们最近的邻居金星

天亮前后，东方地平线上有时会看到一颗特别明亮的“晨星”，人们叫它“启明星”；而在黄昏时分，西方余辉中有时会出现一颗非常明亮的“昏星”，人们叫它“长庚星”。这两颗星其实是一颗，即金星。金星是太阳系的九大行星之一，按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。金星，在中国民间称它为“太白”或“太白金星”。古代神话中，“太白金星”是一位天神。古希腊人称金星为“阿佛洛狄忒”，是代表爱与美的女神。而罗马人把这位女神称为“维纳斯”，于是金星也被称为维纳斯了。除太阳和月亮之外，金星是全天最亮的星，亮度最大时为一4．4等，比著名的天狼星（除太阳外全天最亮的恒星）还要亮14倍。金星没有卫星，因此金星上的夜空没有“月亮”，最亮的“星星”是地球。由于离太阳比较近，所以在金星上看太阳，太阳的大小比地球上看到的大1．5倍。有人称金星是地球的孪生姐妹，确实，从结构上看，金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073千米，只比地球半径小300千米，体积是地球的0．88倍，质量为地球的4／5；平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤之别：金星的表面温度很高，不存在液态水，加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件，金星不可能有任何生命存在。因此，金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。金星大气中，二氧化碳最多，占97％以上。同时还有一层厚达20～30千米的由浓硫酸组成的浓云。金星表面温度高达465～485度，大气压约为地球的90倍。金星的自转很特别，自转方向与其他行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。它自转一周要243天，但金星上的一昼夜特别长，相当于地球上的117天，这就是说金星上的“一年”只有“两天”，一年中只能看到两次“日出”。金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形，其公转速度约为每秒35公里，公转周期约为224．70天。

最美丽的行星土星

土星是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的次序是第六颗；按体积和质量都排在第二位，仅次于木星。它和木星在很多方面都很相似，也是一颗“巨行星”。从望远镜里看去，土星好像是一顶漂亮的遮阳帽飘行在茫茫宇宙中。它那淡黄色的、橘子形状的星体四周飘拂着绚烂多姿的彩云，腰部缠绕着光彩夺目的光环，可算是太阳系中最美丽的行星了。古时候，我们称土星为“镇星”或“填星”，而西方则称之为克洛诺斯。无论是东方还是西方，都把这颗星与人类密切相关的农业联系在一起。土星是扁球形的，它的赤道直径有12万千米，是地球的9．5倍，两极半径与赤道半径之比为O．912，赤道半径与两极半径相差的部分几乎等于地球半径。土星质量是地球的95．18倍，体积是地球的730倍。虽然体积庞大，但密度却很小，每立方厘米只有0．7克。土星内部也与木星相似，有一个岩石构成的核心。核的外面是5000千米厚的冰层和8000千米的金属氢组成的壳层，最外面被色彩斑斓的云带包围着。土星的大气运动比较平静，表面温度很低，约为零下140℃。土星以平均每秒9．64千米的速度斜着身子绕太阳公转，其轨道半径约为14亿千米，公转速度较慢，绕太阳一周需29．5年，可是它的自转很快，赤道上的自转周期是10小时14分钟。土星的美丽光环是由无数个小块物体组成的，它们在土星赤道面上绕土星旋转。土星还是太阳系中卫星数目最多的一颗行星，周围有许多大大小小的卫星紧紧围绕着它旋转，就像一个小家族。到目前为止，总共发现了23颗。土星卫星的形态各种各样，五花八门，使天文学家们对它们产生了极大的兴趣。最著名的“土卫六”上有大气，是目前发现的太阳系卫星中，唯一有大气存在的天体。美国国立光学天文台的科学家们在研究“旅行者”2号发回的土星照片时，发现了一个奇怪的现象：在土星的北极上空有个六角形的云团。这个云团以北极点为中心，并按照土星自转的速度旋转。土星北极的六角形云团并不是“旅行者”2号直接拍到，因为“旅行者”2号并没有直接飞越土星北极上空。但它在土星周围绕行时，从各个角度拍下了土星照片。天文学家们把那些照片合成以后，才看清了土星北极上空的全貌，也才发现了那个六角形云团。土星北极上空六角形云团的出现，促使科学家们不得不重新认识土星。

轨道上的行星天王星

天王星是一颗远日行星，按照距离太阳由近及远的次序是第七颗。在西方，天王星被称为“乌剌诺斯”，他是第一位统治整个宇宙的天神。他与地母该亚结合，生下了后来的天神，是他费尽心机将混沌的宇宙规划得和谐有序。在中文中，人们就将这个星名译做“天王星”。天王星是一个蓝绿色的圆球，它的表面具有发白的蓝绿色光彩和与赤道不平行的条纹，这大概是由于自转速度很快而导致的大气流动。天王星的赤道半径约为25900千米，体积是地球的65倍。质量约为地球的14．63倍。天王星的密度较小，平均密度每立方厘米1．24克。天王星大气的主要成分是氢、氦和甲烷。天王星的公转轨道是一个椭圆，轨道半径长为29亿千米，它以平均每秒6．8l千米的速度绕太阳公转，公转一周要84年，自转周期则短得多，仅为15．5小时。在太阳系中，所有的行星基本上都遵循自转轴与公转轨道面接近垂直的运动，只有天王星例外，它的自转轴几乎与公转轨道面平行，赤道面与公转轨道面的交角达97度55分，也就是说它差不多是“躺”着绕太阳运动的。于是有些人把天王星称做“一个颠倒的行星世界”。天王星上的昼夜交替和四季变化也十分奇特和复杂，太阳轮流照射着北极、赤道、南极、赤道。因此，天王星上大部分地区的每一昼和每一夜，都要持续42年才能变换一次。太阳照到哪一极，哪一极就是夏季，太阳总不下落，没有黑夜；而背对着太阳的那一极，正处在漫长黑夜所笼罩的寒冷冬季之中。只有在天王星赤道附近的南北纬8度之间，才有因为自转周期而引起的昼夜变化。天王星和土星一样，也有美丽的光环，而且也是一个复杂的环系。它的光环由20条细环组成，每条环颜色各异，色彩斑斓，美丽异常。20世纪70年代的这一发现，打破了土星是太阳系唯一具有光环的行星这一传统认识。天王星有15颗卫星，几乎都在接近天王星的赤道面上，绕天王星转动。

神秘淡蓝色的行星海王星

海王星是远日行星之一，按照同太阳的平均距离由近及远排列，为第八颗行星。它的亮度仅为7．85等，只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光，西方人用罗马神话中的海神——“尼普顿”的名字来称呼它。在中文里，把它译为海王星。海王星的赤道半径为24750千米，是地球赤道半径的3．88倍，海王星呈扁球形，它的体积是地球体积的57倍，质量是地球质量的17．22倍，平均密度为每立方厘米1．66克。海王星在太阳系中，仅比木星和土星小，是太阳系的第三大行星。现在认为，海王星内部有一个质量和地球差不多的核；核是由岩石构成的，温度约为2000~（：到3000~C，核外面是质量较大的冰包层，再外面是浓密的大气层，大气中主要含有氢，还有甲烷和氨等气体。海王星是一个狂风呼啸、乱云飞渡的世界，在大气中有许多湍急紊乱的气旋在翻滚。海王星的自转周期为22小时左右，它的赤道面和轨道面的交角是28度48分，海王星绕太阳公转的轨道很接近正圆形，轨道面和黄道面的夹角很小，只有l度8分，它以平均每秒5．43千米的速度公转，大约要164．8年才能绕太阳一周，从1846年发现现现在，它还没走完一个全程呢。在海王星的四季中，冬季、夏季温差很小，不像地球这么显著。由于海王星离太阳太远（约为4．5亿千米，是地球与太阳距离的30倍），在它表面每单位面积受到的日光辐射只有地球上的l／900，日光强度仅仅相当于一个不到一米远的百瓦灯泡所发光线的强度，因此它表面温度很低，通常在零下200摄氏度以下。到目前为止，已经发现海王星有8颗卫星。

人类不再孤独的希望——土卫六

人们梦寐以求在外星球上发现生命。它最少可以为将来的人类开拓地球之外的第二家园。土卫六就带给人这样的希望，因此人类对土卫六多加注意和研究，就是可以理解的了。可是人类要实现自己的梦想，还有多少路要走呢?在这条路上还有多5-'lhl题要解决呢?土卫六（rI'itan，“泰坦星”）是环绕土星运行的一颗卫星。它是土星卫星中最大的一个。在1655年3月25日被荷兰物理学家、天文学家和数学家克里斯蒂安·惠更斯发现，它也是在太阳系内继木星伽利略卫星发现后发现的第一颗卫星。由于它是太阳系唯一一个拥有浓厚大气层的卫星，因此被视为一个时光机器，有助我们了解地球最初期的情况，揭开地球生物如何诞生之谜。土卫六是土星最大的卫星，也是太阳土卫六系第二大卫星，大于行星水星的体积（虽然质量没有水星大），在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。但最近的观测也显示其浓密的大气可能使人们过高估计了它的直径，如同许多其他的卫星一样，土卫六比小行星134340（原冥王星）的质量和体积都要大。土卫六平均半径2575千米，质量1．345×10∞千克，平均密度1．880×10千克／米’。土卫六环绕土星公转轨道半长径为1221850千米，偏心率0．0292，轨道平面与土星赤道面的交角为0．33。，公转周期15天22时41分24秒。土卫六的自转周期与公转周期相同，这一点与月球类似。土卫六有浓密的大气，主要成分是氮，表面大气压力1．5×10。帕斯卡，表面温度一178~C。

从惠更斯发现土卫六以来，至今已有300多年的历史，土卫六仍是一个待解之谜。要想对土卫六有更深刻的认识，还需要人类不断地进行探索。

天文学家们为什么特别看重土卫六呢?因为土卫六“人资”出众，所以受到天文学家们的青睐和器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面：第一，土卫六的直径为4828千米，在卫星世界中居第二位，比冥王星大许多，跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的1．8倍，平均密度为每立方厘米1．9克，约为地球密度的1／3，引力则为地球的14％。土卫六与土星的平均距离为122万千米，沿着近乎正圆形的轨道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星——土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话，永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿着大约122万千米的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。第二，1944年，美籍荷兰天文学家柯伊伯对土卫六进行了系统地分光观测研究，发现土卫六上有甲烷气体，从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在，土卫六仍是太阳系内已知的60多颗卫星中有大气的唯一卫星，这怎能不受到天文学家们的特别偏爱呢?第三，根据土卫六的运动特征、物理状况和化学成分，天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的，属于稳定卫星，不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量、体积、表面重力、表面温度、大气成分、水和冰的含量、自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较，目的是想从中获取有关早期生命物质演化的蛛丝马迹。土卫六被认为是人类迄今为止发现的地球外最可能存在生命的卫星。土卫六是太阳系中唯一有大气层的卫星。在距土卫六表面约19千米处，“惠更斯”拍到了厚厚的一层云雾。科学家指出，这层云雾的主要组成物质极有可能是甲烷。在着陆之后，“惠更斯”还发现，土卫六表面物质IE在不断蒸发，并产生更多的甲烷。据推测，早期地球上也存在大量类似甲烷的碳氧化合物。当科学家们闻到这股和早期地球相似的气体之后，欣喜若狂。参与此次计划的安德鲁·鲍尔博士兴奋得像一个孩子喊道：“天哪!这简直太不可思议了。在对传回的那些照片和数据进行分析之后，迷雾般的橙色星球由95％的氮气组成，剩下的气体则是甲烷和其他碳氢化合物。这些大气真的和早期的地球十分相似。这意味着我们真的美梦成真了。”同时，土卫六大气中还有一氧化碳和二氧化碳的痕迹，所有这些都使科学家联想到45亿年前的地球。有天文学家称，土卫六才是太阳系内找到地外生命的最佳地点。但是它的更多秘密还需要科学家们进一步去揭开。

人类的守护使者月球

每当夜幕降临，一轮明月升上夜空，清澈的月光洒满大地，让人产生无数情思遐想。文人墨客更是对月亮倍加青睐，唐代诗人张若虚的“江上何人初见月，江月何年初照人”，还有宋代文学家苏轼的“明月几时有，把酒问青天”，都可称得上是脍炙人口的咏月佳句。月球俗称月亮，也称太阴。在中国古代神话中，关于月亮的故事数不胜数。古希腊神话中，月亮女神的名字叫阿尔特弥斯，同时她也是狩猎女神。月球的天文符号好像弯弯的娥眉，同时象征着阿尔特弥斯的神弓。皓月当空，我们能够清楚地看到它上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295千米，可以把整个海南岛装进去。最深的环形山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷显现，别有一番风光。月球的年龄，大约也是46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60～65千米。月壳下面到1000千米深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476千米，是地球的3／11。体积只有地球的l／49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的l／81，月面的重力差不多相当于地球重力的l／6。为了测月球与地球距离，美国太空人登陆月球时曾在月球表面放置了一面镜片，由于月球是永远以同一面朝向地球的，那面镜片也亦永远面向地球了。科学家从地球向月球上的镜片发射激光光束，再记录光束反射回来所需的时间，轻易便能准确计算出地球和月球间的距离。这个测距方法精度极高，地月之间远达384000千米的距离，误差仅有3厘米。全靠这么高的精度，我们才发现月球正以约每年3厘米的速度远离地球。一个说法是，太阳与地球的距离是地球与月球的395倍远，而太阳的直径也“正好”是月球的395倍，因此从地球上看太阳与月球几乎是一样大。不过，此说法并没有考虑某时刻地月日的相对位置，不宜引用于严谨的科学讨论中。

地球会遭到外星体撞击吗？

茫茫宇宙中，无数星球按照既定的轨道在太空中运动着。然而它们也有失控的时候吗?目前人类所知道的唯一存在生命的星球——地球会遭遇与其他星球碰撞的命运吗?有迹象表明，地球在史前时期曾有过被小行星撞击的现象。在美国亚利桑那州的可可尼诺郡有一个坑，宽约1300米、深达193米，周围的土堆达30—40米高，看起来仿佛一个小型的月坑。长久以来人们一直认为它是一座死火山，但一个名叫巴林杰的矿石工程师却坚持认为这是陨石撞击的结果。现在，科学界把这个坑称为巴林杰陨石坑。坑口堆积有数千吨（也可能数百万吨）的陨石残块，虽然目前只发现一小部分，但从该地区及附近的陨石中所提取的铁远远高于从世界其他地方的陨石中所提取的铁的总量。1960年科学家们在这里发现了硅，从而证实是陨石的撞击产生了这些硅。因为硅的形成需要高压和高温，而这只能在受陨石冲击的瞬间完成。据估计，大约是25000年前一个直径46米左右的铁陨石撞击在这片荒芜人烟的土地上造成了今天的巴林杰陨石坑，目前它保存得相当完好。在世界上大多数地区，水或植物的生长掩盖了许多类似的陨石坑。从飞机上观察，以前许多不引人注意的圆形凹陷地貌一下子展现在人们面前，其中有的蓄满了水，有的覆盖了植物，它们几乎都是陨石坑。这种陨石坑在加拿大就有好几处，包括安大略中部的布伦特陨石坑和魁北克北部的查布陨石坑，它们的直径都有3千米或更大。加纳的亚山蒂陨石坑可能有100万年以上的历史。其直径达9．6千米，目前已知大约有70个类似的古老陨石坑，直径总和达137千米左右。科学家发现，一些形同锅底的大小湖自在中美洲的许多地方都能看到。此外还有无数个巨大的石球也被人们发现了。在后来的古印第安人创作的浮雕和壁画中，火球的图像也曾经多次出现过。因此，学者们推断，大约1000年前，陨石群曾持续不断地侵扰中美洲地区，古印第安人十分恐惧，于是纷纷逃离了家园。然而地球遭受小行星撞击的危险究竟有多大?现已观测到近12万颗小行星，在火星和木星运行轨道之间的一个宽阔的小行星带区，聚集着占其总数99％的小行星，它们环绕太阳不停地运转，在既定的轨道内做着运动，不会对地球造成任何威胁。但有可能由于大行星引力的影响而使个别小行星偏离原来运行的轨道，甚至可能会冲向地球轨道。在数十万颗小行星中，那些近地的、被称为“阿波罗体”的小行星有可能真正对地球造成威胁。所谓阿波罗型小行星体是指那些在近日点附近与太阳的距离小于1．67天文单位的小行星。据估计，阿波罗型小行星中直径在0．7—1．5千米的，大约有500～1000颗，它们真正可能对地球存在着潜在的威胁。1997年1月20日，北京天文台的青年天文学家发现一颗更危险的近地小行星，它在运行到与地球轨道最近处时距离地球只有7．5万千米，还不到月地距离的l／5’，它的直径达1．4千米。这颗小行星暂定编号为1997BR。如此大的小行星，它的轨道与地球轨道的距离又这么近，令科学家们非常震惊。全世界的天文学家都在密切关注这一重要发现，这颗获暂定编号的小行星成为有史以来被天文学家观测得最多的小行星。目前，它的动向仍受到天文学家们的密切注视。

火星上到底有没有生命

一位天文学家接到了一家报纸编辑的电报，内容是：“请用100字电告：火星上是否有生命?”

这位天文学家回电说：“无人知道!”并且重复了50遍。

这件事情发生在人类对宇宙的探索之前。后来，到了1965年7月，美国宇航局首次成功发射的“水手4号”太空探测器，近距离地飞过了火星，并且向地球发回了22帧黑白图像。这些图像显示：这颗神秘的星球上布满了令人恐怖的深坑，并且显然和月球一样，是个完全没有生命的世界。以后数年中，“水手6号”和“水手7号”也飞过了火星，“水手9号”对火星做了环绕飞行。它们向地球送回了’7329幅照片。1976年，“海盗1号”和“海盗2号”进入了长期轨道的飞行，在这期间，它们发回了6万多幅高质量的图像，并且将一些登陆车组件放在火星表面上。

到1998年初，尽管当时人人都热衷于写作，但对“火星上是否有生命”这个问题的回答，却依然仅仅可能一直“无人知道”。不过，科学家们手头上已经掌握了更多的资料，并且对这个问题形成了一系列见解。

火星的外表虽然伤痕累累，现在却已经有许多科学家认为：火星地表之下，有可能生存着最低级的、类似细菌或病毒的微生物有机体。另一些科学家虽然感觉到火星上现在根本不存在生命，但并不排斥这样一种可能性：在某个极为遥远的古老时期，火星可能曾经出现过“生物繁盛”的时代。

这些争论的范围不断扩展，其中一个关键因素就是：从作为陨石到达了地球的火星碎片或岩石当中是否找到了一些可能存在的微生物化石，是否找到了生命过程的化学证据。这个证据，必须连同对生命过程进行的那些肯定性试验结果一同被认定下来——“海盗号”登陆车就曾经进行过此类试验。

探索火星上的生命的故事中，存在着诸多令人困惑的因素，其中包括美国宇航局发表的官方结论：1976年，“海盗号”对火星的探测“没有发现任何有说服力的证据，表明火星表面存在着生命”。

但是，吉尔伯特．莱文却不能接受这个说法，他是参与“海盗号”计划的主要科学家之一。他进行了“放射性同位素跟踪释放”实验，而这个实验则显示出了准确无误的积极读数。他当时就想如实公布这个结果，但是，美国宇航局的同事们却阻止了他。

1996年，莱文博士对此评论说：“他们提出了一些解释来说明我的实验结果，但那些解释没有一个具有说服力。我相信，今天的火星上存在着生命。”