第三章 天文之最

天体之最

最远的恒星

在整个太阳系中，太阳的周围主要运行着8颗行星、62颗卫星以及大量小行星和彗星。2001年6月5日，美国天文学协会传出消息，美国天文学家发现了距离地球最远的两颗恒星，它们现在距离地球大约有8000亿光年之遥（1光年等于9.5万亿千米）。

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，是人们用肉眼能够看得见的5776颗星中最亮的一颗，其表观星等为-1.46。在北半球的冬季，这颗明亮的星星出现在岁末最后几天的午夜正南方向。天狼星系距离地球大约有8.64光年，亮度是太阳的26倍。天狼星直径为2333485千米，质量为4.20×1027吨。与此相对应，天狼星B却是一颗微弱的白矮伴星，其直径虽然只有9655.8千米，重量却是地球的35万倍。据推测，天狼星将在公元61000年达到最大星等-1.67，那时它会更加明亮。

最近的恒星

除太阳外，距离地球最近的恒星当属很微弱的半人马座比邻星。这颗恒星发现于1915年。它与地球相距4.22光年，大约为399106.4亿千米。肉眼能看到的最近的恒星是南半球双星半人马座a或者是南门2，距地球4.35光年，其表观星等为-0.29。1752年，天文学家尼古拉斯·L．德·拉塞尔（1713～1762年）发现了这颗恒星，并准确计算出它与地球的距离。据推测，这颗双星与地球的距离大约为2.84光年，成为名副其实的最近的恒星。

星体最大的恒星

美国天文学家于2005年1月发现了3颗十分明亮的恒星，这3颗恒星呈红色，直径都超过10亿千米，周长为太阳周长的1500倍，这是人类观测到的体积最大的恒星。根据数据计算，如果这3颗恒星处于太阳的位置，那么它们散发的热量足以吞没地球。

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学家利用哈勃望远镜在银河系内观测到的最古老的恒星。最早被发现的白矮星是天狼星伴星。科学家根据白矮星冷却的速度推算出它的年龄是127亿年，正负误差为5亿年，而宇宙的年龄才130亿岁左右，可见白矮星是宇宙形成之初就已经存在的恒星。恒星在燃烧过程中内部物质逐渐耗尽，到了一定时间开始坍塌，体积减小，温度降低，同时光辉变得越来越暗淡，成为白矮星。

白矮星是一种很特殊的天体，它的体积小、亮度低，但是质量大、密度极高。比如天狼星伴星的体积比地球大不了多少，但质量却和太阳差不多！

威力最大的爆炸

据计算，太阳每秒钟辐射的能量约为3.826 × 1033尔格，这相当于上亿颗氢弹在太阳上爆炸。不过太阳的这点能量在银河系中仍是微乎其微的。有一种超新星在一个瞬间能释放出相当于1018颗氢弹爆炸的能量，这是太阳能量的几千万倍。能量之大，让人惊讶。

千千万万个像银河系这样的星系存在于宇宙之中，宇宙中规模最大的爆炸是星系爆炸。据最近美国报纸报道，不久前，人造卫星自动记录下一些材料，从这些材料中，科学家发现了宇宙空间中一个星系的一次大爆炸，爆炸只持续了1/10秒，但释放出的能量相当于太阳3000年释放的能量，这是有记录以来最强大的一次能量爆炸。记录这次爆炸的材料被科学家们看到后，都惊讶得瞠目结舌，他们认为这次爆炸释放的能量的比率比太阳的能量释放率大1000亿倍，地球若处在与这次爆炸同样数量的能量中，会立刻汽化。由此人们产生了许多疑问：如星系内部结构是什么样的？巨大的能量究竟从何而来？这些问题的答案至今没有找到，仍需人们不断地去探索。

最著名的超新星

在恒星世界中，一种奇怪的现象偶尔会发生，天文观测者会看到一颗原来亮度较低的恒星，瞬间便会具有极高的亮度。这种亮度发生剧烈变化的恒星，天文学家称之为“变星”。中国古代所记载的“客星”就是变星。

变星的类别很多，超新星是其中光亮程度变化最显著的一类。普遍认为，恒星亮度变化的原因，主要是这颗恒星产生了剧烈的爆炸，在爆炸过程中，巨大的能量被释放出来，亮度便一下子增加了。

据历史记载，最有名的超新星是中国1054年记录到的金牛座超新星。它是全天空最为明亮的超新星。即使在白天，人们都可以看到它光芒四射，太阳都无法完全遮掩它的光辉。自1054年7月4日起后的23天中，人们清楚看到的“客星”就是金牛座超新星。

太阳系中最大、最快、最热的行星

木星是太阳系的八大行星之一，也是八大行星中最大的一颗，其质量为地球的317.83倍，是地球体积的1321.4倍。木星也是八大行星中自转周期最短的一颗。赤道地区一天只有9小时50分30.003秒。

水星是太阳系八大行星中距离太阳最近的，它围绕着太阳高速运转，是运行最快的行星。它公转一周只需88天。

金星是最热的一颗行星。根据苏联发射的“月球”号探测器和美国发射的“先躯者”号金星地面探测器所得到的数据推测，估计金星的表面温度为大约482℃，是表面温度最高的一颗行星。

离地球最近的行星

距地球最近的行星是金星，通常运行于地球轨道之内，它与地球相距仅4135万千米。火星是运行于地球轨道之外与地球最近的行星，距地球最近时只有5568万千米。

最明亮的行星

金星是我们从地球上能看见的最明亮的一颗行星。

其实，只要我们稍微注意一下，在黄昏或者是早晨经常能在天边看到一颗比其他星星明亮得多的星星，早晨它出现在东方，黄昏出现在西方，如果不知道还以为它们是两颗不同的星星呢。古人就以为它们是两颗星，我们经常听说的启明星、太白星和长庚星实际上就是指它，它们是同一颗星，它就是金星。它是太阳系的八大行星之一，按照离太阳由近及远的次序排列，金星位居第二。金星有很多特点，比如，它是一颗类地行星，它还是太阳系中唯一的一颗没有磁场的行星，它的颜色是橙黄色，在八大行星中它也是最接近圆形的行星，它的偏心率仅仅为0.7‰。

离太阳最近的行星

离太阳最近的行星是水星。水星的直径为4878千米，比地球小40%，比月球大40%。在古代，人们称水星为辰星，西方人称它为墨丘利。墨丘利是罗马神话中为众神传递信息的使者，神通广大，行走如飞。可能是因为水星移动得太快，所以西方人给它起了这个名字。

水星的密度较大，在太阳系的行星中仅次于地球。水星表面和月球表面相似，到处都是陨石撞击形成的起伏山峦。水星上没有空气也没有水，由于没有空气散射阳光，水星的天空通常都是漆黑一片。水星的昼夜温差特别大，最高温度达427℃，最低温度达-173℃。

最年轻的行星

美国宇航局2004年对外宣布，他们发现了一颗形成不超过100万年的“婴儿”行星，并称它为金牛座内行星。目前，天文学家已经发现了100多颗太阳系外行星，这些行星都在10亿岁以上。金牛座内行星是目前已知的最年轻的行星，并围绕一颗年龄与之相近的恒星旋转。

当时，天文学家利用斯皮策红外线望远镜对金牛座的5颗恒星进行观察时，在金牛座CoKu4号恒星周围的尘埃盘上发现了一个没有尘埃的环状区域。专家推断，这个区域可能有一颗或几颗行星。后来，射电望远镜拍摄的图片，证明了这一推断。

太阳系中自转最慢的行星

太阳系中自转最慢的行星是金星。金星的自转速度比公转速度还要慢，自转一周需要243天，而公转需要225天。也就是说，金星的自转恒星日一天比一年还长。不过按照地球标准，以一次日出到下一次日出算一天的话，则金星上的一天要远远小于243天。这是因为金星是逆向自转的缘故；在金星上看日出是在西方，日落在东方；一个日出到下一个日出的昼夜交替只是地球上的116.75天。

旋转最奇特的行星

在已知的行星中，天王星有一个独一无二的特征，那就是它的赤道面与公转轨道面夹角为97。55′，几乎是躺着绕太阳转动的，是太阳系中旋转最奇特的行星。

行星是由最初的许多微行星互相碰撞，彼此融合形成的，在形成过程中不断受到微行星的碰撞，就会受到作用力而发生自转。原始行星之间也会发生碰撞，这些碰撞会产生重大的影响。

天文学家认为在天王星形成的最后阶段，曾经受到另一个处于原始行星阶段的大天体的撞击，这使它的自转轴发生了很大的倾斜，导致现在这个样子。

也有些天文学家有不同的看法，他们认为天王星附近的几颗围绕它逆向运行的大卫星是导致天王星倾斜的原因。

离地球最近的天体

离地球最近的天体是月球。月球是人类研究得最彻底的天体，也是人类至今唯一一个亲身访问过的天体。月球的年龄大约有46亿年。月球有壳、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℃，很可能处于熔融状态。月球直径约3476千米，是地球的3/11，太阳的1/400。月球的体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月球表面的重力差不多是地球重力的1/6。

从地球上可以看到月球表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。其实，月亮上没有海，较暗的地区是深谷，较亮的地区是山脉。月球上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。

月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。月球的自转周期和公转周期几乎相同，因此我们从地球上只能看到月球的正面，看不到背面。

自转速度最快的星体

自转速度最快的星体是脉冲星。脉冲星是中子星的一种，会周期性地发出脉冲信号，脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说，第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。

经过几位天文学家一年的努力，终于证实，脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且，正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。

地球自转一周是24小时，而脉冲星的自转周期竟然小到0.001337秒！只有高速旋转的中子星，才可能扮演脉冲星的角色。

引力最强的天体

引力最强的天体是黑洞。黑洞是演变到最后阶段的恒星。当一些大恒星燃烧尽了的时候，它们就会自行塌陷，所有的组成部分凝聚成一个点，这个点的体积趋近于零，而密度趋近于无穷大，因而具有强大的吸引力。只要物体进入离这个点一定距离的范围内，就会被这个点的吸引力吸收掉，连光线也不例外。这个点是看不到的天体，我们只能根据引力作用确定它的存在。因此，科学家给这个点起了个名字叫黑洞。黑洞的吸引力无比巨大，以至于没有任何信号能够从里面传出来，所以里面的情形人类无法知道。黑洞把周围的光和自己发出的光都吸收了，我们无法通过光的反射来观察它，只能通过受其影响的周围物体来间接了解黑洞。

除了这种恒星级黑洞，也有其他来源的黑洞，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质量黑洞。

移动速度最慢的星系

美国哈佛-史密森天体物理中心的天文学家宣布，已测出天穹中移动最慢星系的速度，该星系就是M33漩涡星系，它另一个非正式名称为Pinwheel（陀螺）。它位于离我们地球约240万光年的地方，可以在离M31星系（仙女星座）不远的天空中找到它，其直径约为50光年，比我们所在的银河系小2倍。

为了测量M33星系的移动速度，天文学家仔细分析了在两年半内拍摄该星系的照片。要想确定M33星系沿天空移动的“真实”运动，还需要考虑地球在围绕太阳旋转，而太阳系又在围绕银河系中心旋转。M33星系在空中相对于地球移动速度的横向移动为每年30角微秒，与关于M33星系接近地球速度的数据结合在一起，天文学家首次获得M33星系在空中三维移动的参数。为了使爱好者能对每年30角微秒的速度大小做出评估，天文学家打了个比方，假如我们从地球上观察蜗牛沿火星地表的爬行速度，则每年30角微秒比其还要慢100倍。

离银河最近的星系

许多年来，天文学家一直认为大麦哲伦星系是距离银河最近的星系，这个星系距离我们16万光年。但是，在1994年，这个头衔被人马座矮星系给夺走了。最近的测量显示，大犬座矮星系离银河中心只有4.2万光年，距离只有人马座矮星系的3/4，只有大麦哲伦星系的1/4。

做出上面这项发现的是2微米巡天计划，因为它在红外光波段进行观测，所以能把可见光无法穿透的银河盘面看得较清楚。大犬座矮星系和其他的卫星星系在绕我们银河系公转的过程中，在重力的拉扯下逐渐地分崩离析。

最大的陨石

陨石，也称“陨星”，是地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球或其他行星表面的石块，是从宇宙空间落到某个地方的天然固体。它是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本，极具收藏价值。

据加拿大科学家10年的观测，每年降落到地球上的陨石有20多吨，大概有两万多块。陨石大小不一，在一场大的流星雨中，会有很多豌豆大小的陨石降落，有时也会有大型的陨石坠落。1976年3月8日，我国吉林降落了一次规模空前的陨石雨，其中最大块重1770千克，是目前世界上最大的石质陨石，被称为“吉林一号”。这块陨石冲击地面造成蘑菇云状烟尘，并且砸穿冻土层，形成一个6.5米深，直径2米的大坑。

此外，1920年，人们在非洲纳米比亚南部地区发现了戈巴陨铁（含铁量较大的陨石称为陨铁），它的重量约为60吨，是现存最大最重的陨铁。

银河系最大的星团

欧洲天文学研究小组通过架设在智利的红外天文望远镜发现了银河系内最大的星团，并把它命名为Westerlund1。该星团被一些厚密的宇宙尘埃所覆盖，其质量相当于10万个太阳，整个星团直径约为6光年。

此前，科学家们一贯认为，此类星团只存在于遥远的星系中。而且是由两个或两个以上的星系相互作用才能产生这类星团。目前天文学界已知的这类球状星团有M13和M15，其特点就是具有很强的扩散性——哪怕是质量很小的星团，直径也能达到上百光年。

欧洲天文学家们还在本次新发现的“Westerlund1”星团中发现有许多恒星都可以归入超巨星家族，其大小约为太阳的2000多倍，有效半径约相当于整个土星轨道。这些星团中有一些独立的高质量恒星，其亮度足以抵得上上百万个太阳。厚厚的宇宙尘埃阻碍了它的强光，否则地球上的夜空会变得异常明亮。

最大、最古老的黑洞

美国斯坦福大学的天文学研究小组发现了迄今为止最庞大、最古老的黑洞，即Q096+6930黑洞。这个黑洞位于大熊座星系中央，与地球的距离约为127亿光年。科学家们初步确定它的年龄为127亿岁，也就是说，它在宇宙大爆炸之后的几亿年内就形成了。

领导这项研究的斯坦福大学的天文学教授罗杰·罗马尼说：“这个黑洞的体积大得实在惊人，像这么大的黑洞很少见。”这个黑洞确实非常大，其质量是太阳的100亿倍，也就是说它的引力场内可以吸纳上千个太阳系，其质量也相当于银河系内所有恒星的质量之和。

宇宙中最冷的地方

宇宙空间虽然分布着很多发光发热的恒星，但是黑暗而深邃的太空中温度非常低，就像一个巨大的寒冷的冰箱一样。宇宙中最寒冷的地方是一团叫做回飞棒的星云。回飞棒星云是美国人通过哈勃望远镜观测到的，因为它旋转的两翼并不平衡，像回旋飞行器一样，所以得名。回飞棒星云以接近每小时60万千米的速度喷出云气和尘埃风，因此形成了独特的形状。

回飞棒星云是由正在死亡的恒星排出的气体，距离地球约5000光年。在人类迄今为止了解的星云中，回飞棒星云的温度是最低的，只有-272℃，其他的星云温度都高于-270℃。