[主持人

　　人类文化中永恒的诗篇，便是对太阳的崇拜、赞美与讴歌。

　　太阳的名字是与威严和辉煌同在的。当这颗轰轰烈烈的恒星魅力四射，普照天宇，作为他的第三个儿女，地球承接了属于自己份额的光明和温暖。于是我们的行星上便有了万紫千红和沧海桑田。人类对太阳的感恩之情永远是低首下心的。

　　我们的世代祖先日出而作，日落而息。然而。我们真正了解每天伴随和照耀我们的太阳吗？

　　（采访：太阳表面温度，能量来源，太阳风）

[主持人

　　我们虽然把太阳尊为地球的主宰，但并不一定都知道它的来历及身世。

　　我们欣赏着红日如轮，沐浴着阳光万里时，还应该多解读出一点有关的知识和道理。

　　我们现在就和大家一起，翻开这本叫做太阳系的煌煌大书。

[电视片解说词

　　50亿年前的时间已经太遥远了。一团巨大而混沌的原始星云尘埃，缓缓地吸积、会合、纠结和躁动。远处超新星的爆炸轰然传来，激起千叠回波。在万有引力巨手的塑造下，星云中99%的物质渐渐聚集浓缩，奠定了太阳的初始规模。抛出的层层气环则带着98%的角动量，经过千万年的“滚雪球”过程，形成了围绕太阳旋转的一群行星。康德、拉普拉斯提出的星云说几经兴衰，仍然不失为对太阳系起源的粗略描述。“灾变说”却认为曾经有另一颗恒星和太阳擦肩而过，拉出了太阳中的一些物质，或者被太阳吸出了一些物质，成为组建行星系的最初原料。还有理论证明，太阳并非“独生儿”，它从更大规模星云的一个子旋涡中诞生，太阳旋涡外围的更小旋涡形成了行星。大自然对我们的众说纷纭沉默不语。太阳系这架庞大的“旋转木马”被安放在天宇的一角，开始了波澜壮阔的演化历程。

　　用日常生活中获得的直接经验去理解天文数字常常发生困难。当我们看到越长的一大串“零”后，便越会失去清晰的概念，只剩下模糊的“很大”。因此，说到太阳的直径约为140万公里时，我们不妨记住它的体积能装下130万个地球。说到太阳质量为大约2000亿亿亿吨，我们可以记住它是地球的33万倍。至于太阳和地球的平均距离为1亿5千万公里，则可以记住光线从太阳照到地球上要走8分19秒。我们把这段距离称作一个天文单位。

　　太阳由大约79%的氢和19%的氦构成，平均密度只是水的1.4倍，但核心区域在3000亿个大气压的作用下，密度比黄金还要大8倍。作为一个庞大而炽热的等离子气态球体，太阳不能象地球那样整体转动。有人打比喻说，拿一只汤匙搅动几下，茶杯中转动的水就类似太阳的自转。观测表明，太阳自西向东的自转在赤道上周期最短，两极最长。我们一般说太阳25.38天自转一周，是以日面纬度17度的地方为标准的。

　　太阳的表面温度为摄氏5700度，中心温度则高达2000万度，每秒辐射出38亿亿亿亿尔格能量，相当于5200万亿亿马力，或者相当于每秒钟爆炸910亿颗百万吨级的氢弹。如果是靠烧汽油，每秒将要消耗3000亿吨，地球上的全部石油还不够维持0.1秒。可见太阳绝不是“省油的灯”。如此巨大的能量又是从何而来？太阳会不会哪一天“油尽灯干”呢？

　　原来在太阳形成过程中，当自身引力塌缩将温度升高到700万度的时候，大自然最深层的能库便被打开了。强大的热核反应猛烈启动，两个氢原子冲破电子的库仑力，聚合成一个氦原子，同时放出了巨额能量。于是，热核反应的膨胀力终于抵挡住了庞大质量的收缩力而达到平衡。太阳从此进入了稳定的主序星阶段。这是一座无与伦比的空中“核锅炉”。每秒钟要烧掉4亿吨氢，聚变为3.96亿吨氦，同时减少400万吨质量。而大自然是什么也不会丢失的，按照爱因斯坦不朽的公式E=MC2，这400万吨“质量亏损”全部兑换成了能量而辐射出来。在50亿年的时间里，太阳“只出不进”的惊人挥霍已经损失了6000万亿亿吨质量，相当于100个地球。幸好这个数字只占太阳质量的33000分之一。因此，我们还用不着为天上的“核能量危机”而忧虑。太阳上的“受控核爆炸”将会以今天稳定的模式，至少继续进行50亿年。

　　一个鲜为人知又难以置信的事实是，在太阳这个巨大的宇宙熔炉中，每单位质量产生的热量其实是极少的。甚至比人体新陈代谢的产热率还低得多。我们不难说清其中的道理。假如一只大象的长度是老鼠的100倍，它的皮肤面积将是老鼠的1万倍，体重则是老鼠的100万倍。如果大象按老鼠的代谢速度存在，就会被活活烧死。反过来，老鼠按大象缓慢的代谢速度生活，就会很快冻死。太阳上的高温是无与伦比的质量以立方关系所产生的热，不能立即从以平方关系形成的表面散发出去所造成的。

　　对于太阳来说，没有象切开西瓜那样会出现的层次分明、界限清晰的结构。我们大体上可以将它划分为两大部分，即包括日核、辐射层、对流层的太阳内部和包括光球、色球、日冕的太阳大气。

　　直径50万公里的日核，集中了太阳质量的一半，是氢发生大规模聚变的高温高压产能区。日核外面包裹着60万公里厚、温度达70万度的辐射层，成为热核反应能量输出的必经通道。但这里却是太阳上“交通堵塞”最严重的地方。密集的辐射根本无法在瞬间畅行无阻达到太阳表面。那些从核禁锢中释放出来的高能射线在辐射层中被无数次地吸收和再发射，其路线颇似数学中的“醉汉行程”。大约经过200万年曲折漫长的“挣扎”，才能以可见光和其他形式的辐射“挤”出去和“钻”出去。不过，若是没有辐射层的中介作用，太阳将失去明亮的光辉，成为一个主要发出高能射线的天体。

　　15万公里的对流层是太阳内部物质相对运动最剧烈与活跃的区域。这里热浪升沉，流火纵横，气旋聚散，能量跌宕，构成宏大而错综的壮阔场面。太阳舞台上几个重要角色黑子、日珥、耀斑都是从这里出发登场的。

　　笼罩在对流层之上500公里厚的太阳大气叫做光球。平时所看到的圆圆日轮就是它的边界。光球中的气压不及地球上的万分之一，但却是太阳洞开的门户。洒满天庭的万丈光芒就从这里发出。我们说太阳表面的温度为5700度，指的就是光球的温度。

　　留心观察便会发现，光球的亮度并不均匀。日面边缘不如中心亮。这种“临边昏暗”现象是因为光球垂直于表面的辐射大于散射造成的。天文学家拍下的太阳照片上还能清晰地看到一种炽热气体运动造成的景观，酷似饭锅里沸腾的米粥，于是被称为“米粒组织”。这种变幻不定的“米粒”直径有一两千公里，存在时间从几分钟到数小时不等，是光球层的一大特征。

　　对太阳黑子的观察，中国人比欧洲人整整早800年。但首先窥见黑子真面目的，则是伽利略制造的第一个望远镜。黑子实际并不黑，它是光球层上略微下陷的气体旋涡。因为温度比周围低千余度，于是显得稍黑稍暗，形成所谓本影和半影。一般黑子的大小和地球相当。经过长期追踪观察，科学家发现各年份黑子出现的数目很不相同，大约11年为一个周期。太阳的南北极是从来见不到黑子的。如同起于“青萍之末”的风，黑子总是先在太阳纬度30度附近生成，然后向赤道移动。在太阳活动的极大年份，平均分布在纬度15度一带。有趣的是，黑子常常成双成对出现，而一对黑子又总会显示出彼此相反的磁极，如同一块巨大的马蹄形磁铁埋藏在太阳深处而恰恰露出两端。有人则把它比做贯穿太阳某一部分表面的“磁缆”。黑子是太阳活动的主要标志。它密切影响着地球上的气候、水文，以及动植物生长。

　　光球外面的一层太阳大气是色球。平均厚度为2000公里。因为富含的氢离子呈玫瑰色而得名。色球表面长满了密集细小、旋生旋灭的针状物，看上去象“燃烧的草原”。当然，这些太阳风光都要通过特别仪器来欣赏。由于色球几乎完全透明，我们平常只能在日全食的瞬间一赌它那层美丽的辉光。

　　日珥则是色球层上十分绚烂多彩的奇景。核火焰的红色舌头从这里伸出来，一直吐出几十万到百余万公里长。又象巨大的蠕虫高高探出头去，然后慢慢缩回。这些湍动的日珥物质扶摇升腾、千姿百态，有的如火焰喷泉、节日礼花，有的如藤蔓缠绕、乱草杂生。科学家把日珥分为宁静日珥、活动日珥和爆发日珥。寿命最长的宁静日珥可以存在一年以上。爆发日珥则最为磅礴和壮观。有时抛出去的流火能象“飞去来器”那样，绕行一个百万公里的大圈后返回，被称为环状日珥。

　　太阳大气中最惊心动魄的爆发便是耀斑。这种色球层和日冕层之间耀眼的斑块直径达数亿公里，常常在几分钟之内来如闪电，去如逝波，骤然间释放出几百万枚百万吨级原子弹的能量，强大的辐射遍及光学波段和X线波段、紫外波段、射电波段。太阳的这种“天怒”和“天威”会让地球上的每一个小小磁针颤抖不已。耀斑还是最强大的“干扰台”。当千万根能量的箭镞射穿大气电离层，剧烈的磁暴能让地球上的短波通讯中断。甚至输电网络和变电设备也因电磁搅动产生的感应而超载和失灵。1989年的太阳磁暴曾造成加拿大魁北克省水电系统崩溃，使北美广大地区数百万人蒙受损失，并让一颗卫星提前跌入较低轨道。对于太空中宇航员来说，突如其来的太阳耀斑则是需要特别防护的致命危险。平均大约4至5年，强大的耀斑便会出现一次。

　　太阳最外面的“桂冠”叫日冕。这是一顶弥散至600万公里的“高帽子”。论亮度不及光球的百万分之一，论密度比地球上制造的任何真空还要空虚万倍，只有在日全食中才能看到它淡雅、素洁的珍珠色光晕。但这些异常稀薄的粒子却有百万度的高温。日冕层的大片黑暗区域叫冕洞，也是我们称之为太阳风的“风洞”。高能量的质子、电子和少量重原子核沿着开放形的磁力线从这里“吹”出，“风力”可达每秒400公里。太阳风带走的亚原子流约每秒40亿吨，这是太阳质量的又一种损失。

　　除了观察到“太阳之光”外，如果我们能倾听到“太阳之声”，便会发现那里是一个喧闹嘈杂、噪音鼎沸的世界。山呼海啸般的气浪翻腾，震耳欲聋中的电磁爆发，都会引起不同程度的日震。正象地震波帮助我们了解地球内部结构一样，日震也使太阳如同一口被敲响的大钟，能够泄露出许多深藏的秘密。

　　更为引人入胜的是，太阳的热核反应产生出铺天盖地的中微子。对于这些没有质量的“小颗粒”来说，连一千光年厚的铅也是完全“透明”的，能毫不费力一举穿过。因此不象光子那样要经过200万年的纠缠、吸收和再辐射才能“爬”出对流层，中微子是瞬间便从日核直达太阳表面的。并且在夜间透过地球，从脚下向上“照耀”我们。但目前天文学家探测出的中微子数大大低于理论计算值。这些“失踪”的中微子可能是在来到地球的路上通过振荡悄悄“改变了身份”。有朝一日中微子望远镜技术充分发展的时候，我们就能对太阳中心的核反应进行“现场直播”了。

[主持人

　　太阳是我们唯一能看到表面细节的恒星。是我们目前手头上研究恒星珍贵的“孤本”，是最宏大的太空实验室。

　　太阳对于我们实在是太重要了。太阳上任何动静，都和地球的命运息息相关。没有太阳，人类及其一切文明都根本无从谈起。

　　我们的太阳系还是一个幅员辽阔的王国和人丁兴旺的家族。

　　我们知道自己的左临右舍吗？我们了解太阳系里众多的兄弟姐妹吗？

　　（采访：九大行星）

[主持人

　　我们虽然和太阳系其他行星比邻而居，但却并不都能对他们的状况如数家珍。

　　整个太阳系是地球直接的“生态环境”。几十亿年间，与我们一起在这个“旋转舞台”上“同台演出”的大小行星，是我们由近及远认识宇宙的台阶和跳板。

　　毫无疑问，我们应该了解太阳系这一家子相依相伴的每个成员。

[电视片解说词

　　这是一只永不停息的宇宙走马灯。在中心天体太阳周围，依次排开的是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们绕日的轨道具有共面性、同向性和近圆性。有科学家比喻说，如果制作一个立体的太阳系模型，那么可以放进很浅的平底锅中。

　　17世纪伟大的德国天文学家开普勒虽然是哥白尼的忠实信徒，却敏锐发现了哥白尼太阳模型的局限和失误。哥白尼从毕达哥拉斯学派深厚的传统出发，先验地认定所有行星都是匀速的，绕日轨道都应该是高度神圣和完美的圆。为了在计算上自“圆”其说，不得不设定出一个平均值的虚拟太阳。开普勒继承和研究了丹麦天文学家第谷多年观察的珍贵资料，发现太阳系行星绕日运动的轨道原来是椭圆。于是一切疑难迎刃而解。虚拟的太阳变成了处于椭圆一个焦点上的真实的太阳。这便是著名的开普勒三定律中的第一定律。另外两条定律说的是，行星轨道的向径在单位时间里扫过的扇形面积相等，公转周期的平方和行星与太阳平均距离的立方成正比。开普勒发现了行星运动的铁的法则，将太阳系整合成了统一的物理体系。后人将他誉为“天上的立法者”。

　　如果说，开普勒的定律还只是停留在观察和描述的层次，那么，牛顿的运动定律则真正揭示了宇宙的机理。但牛顿是站在开普勒肩上的。没有天文学的观察与研究，就没有牛顿定律的发现和经典物理学的诞生。

　　该轮到我们逐一介绍各具风姿的太阳系之星了。距太阳最近的这一颗是水星。其实它上面一滴水也没有，但确实象一颗滴溜溜滚动的水银。中国古代称它为辰星，西方人则称它为希腊神话中脚生双翼、为诸神送信的飞毛腿赫尔姆斯。它的运动也的确比太阳系中所有行星都快。绕日一周只用88个地球日。强大的潮汐效应虽然还没有使水星以固定一面朝向太阳，但自转周期已经慢到59个地球日。水星自转3圈才看到一次日落日出，因此每昼夜长达176天。比一个水星年还长一倍。因此，“度日如年”的说法在水星上就几乎等于“时间过得真快”了。

　　水星由于距太阳近，平时淹没在耀眼的日光里，所以很难观察。它的半径为2440公里，体积和质量都不到地球的6%。根本无法维持住自己的大气。这里的地貌酷似月亮，有环形山、平原、盆地和高过万米的险峰与纵贯赤道的峡谷，当看去比地球上大3倍的太阳火辣辣照耀着水星悠长的白昼，地面温度便达到摄氏460度。这片“焦土”上足以形成铅和锡这类金属融成的湖泊。1300公里的卡路里盆地是太阳系九大行星表面上最热的地方。而背着太阳一面则冷到零下173度。水星上实在乏善可陈。不过这里有15座环形山是以伯牙、蔡琰、李白、李清照和鲁迅等中国人的名字命名的。

　　抬眼望去，除了太阳月亮之外，天空中最明亮的星体就数距地球仅4000万公里的金星了。它宛如一颗晶莹璀璨的宝石缀在天幕。《西游记》中的太白金星是一位眉须皓然的老神仙，西方人则将它视为爱与美的化身维纳斯。黄昏时众星尚未登场，金星便早早出现在落日的余辉里。拂晓前群星早已引退，金星还独自停留在黎明的朝霞中。这便是《诗经》中说的“东有启明，西有长庚”。希腊人也是通过毕达哥拉斯的传授，才从巴比伦人那里知道晨昏两次出现的金星是同一颗星。

　　金星沿着几乎正圆的轨道，224.7个地球日绕太阳一圈。而自转周期却达到243天，也是个一天要比一年长的行星。在望远镜的视场中，能看到金星和月亮一样有朔望盈亏变化。当它运行到地球和太阳之间的直线上时，便出现了百年难遇的“金星凌日”。但这只会造成太阳面庞上的一颗“小黑痣”，而不会发生日食。金星赤道的平均半径为6052公里，密度为地球的95%，质量则为地球的81%，表面是岩石覆盖着的平原和高山。由于地球和金星的个头体形都相差无几又近在咫尺，人们称它们是一对孪生姐妹。然而，金星却有着许多古怪的秉性。太阳系中所有行星的自转都是自西向东，惟独金星是自东向西。因此，“太阳打西边出来”这句话，到了金星这个“左撇子”那里就成了天经地义的真理。

　　不过，金星的地面上是看不到日出的。假若有人能在这里睁开双眼，视线大概最多如同潜水员沉到浑浊的水底。金星大气的压力是地球上的92倍，全球温度常年高达450度，一层25公里厚的硫酸雾在高空形成酸雨，来不及落到灼热的地面便又被蒸发。没有任何生命能消受起这种炼狱般的硫酸“桑那浴”。金星“发高烧”的病根在于温室效应。由于这里的大气成分97%是二氧化碳，如同暖房的玻璃屋顶，几乎完全阻隔了地面向外的红外辐射，于是，金星上的光线“收支相抵”便只能平衡在450度上。有学者研究，地球和金星的大气当初并没有什么根本性不同。我们仅仅因为很侥幸的原因逃脱了温室效应失控。而今天人类活动造成二氧化碳含量急剧增加，究竟又会通过什么样的因果链带来何种远期后果？金星是一座温室效应灾难的“展览馆”。当我们朝朝暮暮遥望它的光辉时，应该当作无言的警示和永远的告诫。

　　由于金星是个“蒙面逆子”，火星便成了能够观察到表面的最近的行星。火星绕日一周为687天，因此地球大约每隔两年便会处在火星和太阳之间，称之为火星的“冲”。偏心率较大的轨道使火星的“大冲”每15至17年发生一次，这时候，处于近日点的火星距地球仅5600万公里，并在一整夜中东升西落，因此成为人们观察和研究的最好机遇。

　　火星之所以在西方被称作战神马尔斯，是因为它红色的光芒使人想到了血与火。其实，火星75%的表面覆盖着赤铁矿、硅酸盐等铁的氧化物，形成棕红色的大戈壁，完全是一个“生锈”的星球。这里也丝毫感觉不到“火”的炎热，平均温度只有零下50度，昼夜温差达到100度。

　　火星的直径为3400公里，质量只有地球的10分之1，一条和赤道成30度的大圆，把火星几乎平分为地质结构很不相同的南北两半球。南半球是布满山脉和陨石坑的古老高地，北半球则由熔岩铺设成了太阳系中最为广阔、低凹和坦荡的平原。著名的奥林匹斯盾形火山高达26公里，比喜马拉雅山高3倍，是太阳系中最高的山。长达2400公里的赫拉斯陨石坑则是太阳系中最大的陨石坑，其深度能放进喜马拉雅山而露不出峰顶。绵延5000公里的水手大峡谷同样创下了太阳系之最。火星上几千条干枯的河床，显示当年曾经有过奔流的涛声，但今天，所剩无多的水可能一部分遁入了地下，另一部分则和二氧化碳干冰一起，冻结成火星两极大面积的白色“冰帽”。而四季交替又带来极冠的消长和大地被浸润后的色泽改变。

　　由95%二氧化碳构成的火星大气非常稀薄，气压只有地球的千分之七，但这并不妨碍它制造出骇人听闻的恶劣气候。火星上每年四分之一的时间刮着难以想象大风，每秒180米的风速超过地球上台风的3倍。隐天蔽日的沙尘暴有时能吞没整个火星并持续几十天。看来火星气候学将会是一门大有前途的学科。

　　和地球拥有的月亮相比，火星的两个卫星未免太寒碜了。它们是1877年“大冲”时被美国天文学家霍耳发现的。因为质量太小，所具有的重力不足以使自己成为球形，所以谈不上直径。火卫一叫福波斯，长20公里，火卫二叫德莫斯，长15公里。它们的模样虽然被讥笑为“病土豆”，但在火星赤道平面上一大一小、一低一高、一快一慢、一正一反地运行，倒也营造出双月竞辉的奇观。

[主持人

　　我们刚才一一领略了水星、金星、火星的风采，它们和我们的地球尽管有诸多差异，但毕竟有更多共同之处，可以归入同一个类型。

　　太阳系外侧的行星就完全是另一番景象，属于另一种“体制”了。

　　（采访：类地行星，类木行星）

[主持人

　　科学家将太阳系行星分为类地行星和类木行星是符合实际的。

　　让我们看看类木行星有哪些成员，它们和类地行星有什么不同。

[电视片解说词

　　顾名思义，类地行星是象地球一样主要由岩石和金属构成的足够“结实”的行星。有着可以“脚踏实地”的表面。水星、金星、火星都能归入此类。它们的共同特点是体积、质量小、平均密度大、卫星少。类木行星则没有“过硬”的固体外壳架构和坚实的表面。他们体积、质量大，平均密度低，自转速度快，卫星数目多并有行星环。木星、土星、天王星、海王星都是这一族类。至于冥王星，则属于一个特例而另当别论了。

　　现在，让我们把目光肃然投向太阳系行星中的头号巨人——木星。在夜空中，光芒仅次于金星的第二亮星便是木星了。中国古人虽然不懂得木星绕日一周的时间是12年，但却发现它在黄道12宫上每年移动一个星座，于是创造了12地支，并把木星当作记岁的岁星，也就是俗称的太岁。西方人则把它尊为众神之王朱庇特。木星距太阳的平均距离7.78亿公里，体积比地球大1316倍，质量则是地球的318倍，其他八大行星质量的总和还不及它的一半。尽管木星的身躯如此庞大而笨重，却是太阳系中转动最快的行星，自转一周仅用9小时50分。这个由82%的氢和17%的氦构成的流体大球虽然在巨大离心力的作用下还不至于散架，但也已经变得中间鼓起，两头扁下，赤道半径比极半径长5000公里。木星负载着太阳系60%的动量矩，并以强大的引力把无数小行星锁定在它与火星之间，成为一方天域稳定和安全的重要保障。

　　一般认为，木星有一个温度高达3万度的石质固体核，核外是在巨大压力下失去电子的金属氢，表面则覆盖者液态的氢和氦，并和千余公里厚的大气没有界面地融为一体。由于远离太阳，木星表面温度约零下140度。顶端云层在高速旋转中被拉得丝丝缕缕，形成许多和赤道平行的气体环流，这便是我们看到的带状彩色条纹。木星上众所周知的大红斑在赤道南22度的地方，这个卵形区域能容下3个地球。从300年前伽利略发现它的时候到今天，大红斑只见大小和颜色的变化，却始终保持人们熟悉的外形轮廓和反时针旋转方向。它是木星上的一个持久的飓风系统。有科学家推测，大气中的带电粒子在比地球上强10倍的木星磁场作用下产生螺旋运动，也许和大红斑的形成有关。

　　当28个大大小小的月亮在木星的天空穿梭往返时，我们看到了又一个缩小了的太阳系。4个伽利略卫星中的木卫一叫做伊奥，这个比月球稍大的红色星球有9座活火山，能以每秒1000公里的速度将熔岩喷射到300公里的高度，是太阳系中火山活动最激烈频繁的地方。木卫二欧罗巴比月亮略小，明亮光滑的表面覆盖着布满裂纹的坚冰。木卫三加尼默德直径5200公里，比水星还大，是太阳系中的“长子长孙”，它冰面上的亮区和覆盖岩质灰尘的暗区都能看到断层、深沟和平行的山脊，可能有类似地球的版块活动。木卫四卡里斯特也比水星大，牛眼似的白色盆地直径达千余公里，疮痍满目的陨石坑和环形山展示了最古老的地质表面。木星赤道上也有一圈旋转的环，因为是反光度很低的尘埃和碎石组成的，在远处甚至不易看见，更谈不上璀璨与华丽了。

　　最令科学家感兴趣的话题是，木星如果比今天再大十几倍，也许将会变成另一颗太阳。那么，我们星系中“天无二日”的格局将完全改变。据测量，今天木星上辐射的热量比来自太阳的热量多两倍。特别当其它行星温度都在降低时，木星温度却在缓慢升高。可见内部进行着微弱的核反应。有科学家不无惋惜地说：“木星是一颗没有成功的太阳。”它会不会在漫长的岁月里吸收质量，蓄精养锐，有朝一日再度“脱颖而出”呢！

　　如果在九大行星中选美，土星应该会轻取头筹。它象戴着华贵的“大沿帽”，舞步轻盈走过天庭，又象腰间永远转动着闪亮的“呼啦圈”。古人叫土星为镇星。西方则称它为克洛诺斯，恰好都是主管农业的天界神仙。土星是仅次于木星的第二巨星。赤道半径6万公里，体积比地球大755倍，质量却只是地球的95倍。因为它的密度仅有0.7，便成了太阳系中唯一密度比水小的行星。土星如果掉到一个足够大的海洋里是不会淹着的，它能够轻松地漂起来。

　　土星在和太阳平均距离为14亿公里的巨大轨道上慢慢赶路，绕日一周要29年半。但自转周期却比起木星并不多让，只用10小时14分。结果不但把自己转成了太阳系最扁的球，极半径比赤道半径短了6000公里，还把日子过成了1年等于2万天。土星的内部结构也和木星十分相似，岩石和冰的核心包裹着金属态和液态的氢，外面是由氢、氦、氨和甲烷组成的大气，磁场为地球的600倍。土星的表面温度大约零下170度。赤道上劲吹的强风达每秒500米，在高纬度地区回旋，有时便形成长达土星直径5分之1的大白斑。

　　论卫星的数目，土星是九大行星中的第一位。它的30个“月亮”大部分都按近圆轨道，在赤道上以固定一面朝着土星运转。有些卫星还共享一个轨道。特别值得一提的是土卫六。自1655年被荷兰天文学家惠更斯发现后，便用克洛诺斯的妻子泰坦来命名。科学家长期认为泰坦是太阳系中最大的卫星。直到更精确的测量扣除了它的大气厚度，确认固体表面半径为2575公里，才把冠军座次让给了木卫三。但泰坦独特的地位也正在于它是太阳系中唯一拥有浓厚大气的卫星。尽管它表面的重力只及地球的7分之1，但零下180度“冷冻”下的气体分子却处于能量低态而无力向外逃逸。因此泰坦上的大气压力是地球上的1.5倍。最可宝贵的是，大气成分除了同地球上相似的氮以外，还含有甲烷、乙烷和氢氰酸等其他有机化合物。来自遥远太阳的微弱光线透过微红色的沼气云层，汽油的雨滴飘洒在灰绿色的甲烷海浪上。巨大的土星升起了，百米狂潮拍天而起，扑向岩石和冰的海岸……科学家们认为这里很类似地球上氧产生以前的洪荒时代和古老环境。对于研究生命的起源是天造地设的最好实验室。至于其他卫星，不妨稍稍介绍一下土卫八。它半边脸洁白如雪，半边脸漆黑一团。这也是造化的一个独特设计。

　　我们可以仔细欣赏一下土星的“专利”——这圈骄人的光环了。1610年伽利略用手制的望远镜向木星聚焦时，看到它两边长出了“耳朵”，当时还以为是两颗卫星。1656年，惠更斯用更精密的望远镜发现这是一层圆环。意大利天文学家卡西尼在9年之后又进一步看到光环中有条狭缝，被人们称为“卡西尼缝”。此后，就象眼睛越好的人越能看清视力检测表上细小的字母一样，找到缝隙的记录不断刷新。土星光环终于成了一张“密纹唱片”。但实际上，它并不象安装在轴承上旋转的“薄砂轮”或“电锯片”。而是层层相套，由内到外依次被标定为D，C，B，A，F，G，E的7个环。它们宽窄、明暗、色泽各不相同。其中A环最亮，E环最宽，F环竟如同几股细线扭结在一起。如果再近看，则发现原来是许许多多“一川碎石大如斗”的天上“泥石流”。这些石头冰块其实是无数小卫星排成的浩荡队列，连A、B环间的卡西尼缝中也能找到几行。它们自东向西不停旋转，内环速度高于外环。从土星云顶开始，巨大的彩虹般光环向上延伸10余万公里，直径几乎等于月亮到地球的距离。而内环的厚度却只有1公里。如果有什么力量把它们捏合到一起，至少会比月亮大。至于光环的起源，有人认为是天体碰撞的碎片。流行的解释则说，当一颗卫星轨道低于主星赤道半径的2.44倍时，也就是超过“洛希极限”，就会被潮汐力裂解。特别有趣的是，几颗“牧羊卫星”忠实地走在光环内外，照料着自己的“羊群”。如果不是靠它们引力的凝聚，有些石头冰块可能就一哄而散了。

　　长期以来，天文学一直认为土星的轨道就是太阳系的边疆。直到1781年赫歇尔发现了天王星后，我们这个行星系的版图又一举扩大了4倍。人们在赫歇尔的墓碑上刻着：“他突破了苍穹。”天王星在西方叫乌拉诺斯，是统治整个宇宙的天王。它和太阳的距离29亿公里，整整比土星远一倍，因此肉眼几乎无法看到。天王星的半径为25559公里，体积比地球大52倍，质量为地球的15倍，自转一周16.8小时，绕太阳一圈则需要84年，自我们发现它以来才转了2圈半。天王星的结构也和木星、土星类似，大气中主要是氢和氦，所含甲烷能吸收红光，使天王星呈现出蓝绿色。它的21个卫星都质量太小，不成气候。10个光环也大多稀薄暗淡，不值一提。海王星最独具特色和富有戏剧性的行为，是它自转轴的倾斜角竟达到98度。太阳系其他行星都是“立”着转，惟有它是“躺”着转的，连它那些卫星的转动平面也跟着一起掉了个90度。于是，一路“打滚”的天王星上便出现了奇怪的季节。并且两极竟有42年是白天，42年是黑夜。不过，天王星离太阳太远，它所接受的日光仅为地球的千分之三，表面温暖度低到零下200度，季节概念已经没有多大意义了。

　　1845年，英国青年亚当斯发现天王星运动轨道异常，便推测是由于一颗未知行星的摄动并算出了它的轨道。可惜这位22岁的剑桥学生因籍籍无名，把报告寄给英国皇家天文台台长后未被理睬。法国天文学家勒威耶则幸运得多。他也几乎同时完成了这一研究结果，并寄给了柏林天文台。1846年9月23日晚上，加勒博士按照勒威耶预报的方位，在望远镜前细细查看那块天空。果然很快便找到了一颗新的行星。人们用海神涅普顿的名子叫它为海王星。这颗被称为“从笔尖下发现的行星”，“用方程式解出来的行星”，标志着天文学开始进入了精密阶段。

　　海王星可以看做天王星的孪生姐妹。它距太阳45亿公里，赤道半径24764公里，略小于天王星。但比地球大44倍，质量是地球的17倍。自转一周约16小时，绕太阳一周则长达165年。大气中的甲烷使海王星显出碧蓝的颜色。南半球有一个大小、形状都和木星大红斑十分相似的大黑斑，是海王星上惊心动魄的风暴区。

　　海王星知名度最高的“骄子”，是它8颗卫星中的老大特里同。这个比月亮稍小的天体有许多不寻常之处。它是太阳系中唯一与主星旋转方向“倒行逆施”的卫星；是唯一的兰色卫星；是温度只有零下235度的全太阳系最寒冷的地方；是太阳系中除了地球和泰坦以外唯一拥有含氮大气的星球——尽管这种大气稀薄到只有地球上的7万分之1。这里还能看到冰的火山猛烈喷射出比喜马拉雅山高出4倍的液态氮。特里同无疑是个古怪的世界，充满着神奇的诱惑和陌生的美丽。

　　太阳系中第九颗行星的发现，简直是一个大海捞针的故事。美国天文学家洛威尔在仔细研究了天王星和海王星轨道异动的剩余误差后，认定还存在一颗更远的行星。但他直到临终也没有找到蛛丝马迹。1930年，美国天文学家汤博终于捉住了这颗遥远、暗淡又微小的行星。11岁英国女孩贝尔娜的提议从雪片般的命名征集方案中胜出。这颗行星被叫做主管地狱之神普鲁托，即冥王星。至此，太阳系家族主要成员便算是聚齐了。

　　冥王星的轨道和地球轨道相比倾斜17.2度，是一个长长的椭圆。远日点距太阳70亿公里，近日点却只有43.44亿公里，绕太阳一周需要249年，其中有20年比海王星离太阳还近。幸亏这种轨道的重叠如同立交桥，不会引起冥王星和海王星相撞。冥王星自转一周6.4天。它的半径仅1195公里，体积只有地球的1000分之5，质量还不及月球的6分之1。此后又发现了它的一颗卫星，人们以冥河上的船夫卡戎命名。卡戎直径却达到冥王星的一半。更令人惊讶的是，它们的距离只有19600公里，比地球和月亮之间近20倍。完全是一对“哑铃”般的双星。

　　自冥王星发现以来，它的轨道几乎就是人们心目中太阳系“王国”的“国境线”了。但冥王星之外真是一无所有的旷野吗？太阳系真有一个整整齐齐的边缘吗？荷兰裔美籍天文学家库伊伯在1951年就提出，一大群遥远的小天体在绕着太阳系外围运动。科学家们便设想海王星和冥王星之间的区域有一个“库伊伯带”。有人还相信存在“冥外行星”，并一直进行着不懈的搜索。直到1992年，美国科学家首先在的“库伊伯带”内找到了一颗直径200公里的天体QBI。此后，“库伊伯带”内新发现的数字不断攀升，至今记录在案的大小天体已有400多个。但据估计这只是“冰山一角”。特别2000年3月发现的EB173，直径为冥王星的4分之1；同年底发现的“伐楼拿”直径910公里；2001年8月又发现了更大的KX76，直径达1240公里，超过了冥王星的卫星卡戎。它究竟能不能算第十大行星？一向活跃的天文界又增添了热门话题。

　　于是，关于冥王星“行星资格”的“公案”被再次提出来。鉴于冥王星质量小，轨道偏，许多天文学家都主张开除它的“行星籍”，“降级”为其他族类。如今更认为它只是千千万万个“库伊伯带”天体中的一员，不过因为反照率稍高而早被发现了几十年罢了。以后很可能发现比冥王星更大的“库伊伯带”星体。这桩太阳系中的“诉讼”引发了对确定行星的标准再次定义。即必须有独立绕恒星运行的公转轨道；有圆球状外形；质量达10亿亿吨以上。经国际天文联盟最后裁定，尽管冥王星和第三条标准尚有差距，但总算“破格”保住了它的行星身份。这个远离光明和温暖的“小兄弟”得以继续享受现在的地位，除了有利于我们这个行星家族的丰富多样性，大约还有历史、文化和心理上的原因。冥王星的“官司”至少使我们更清楚地认识，太阳系没有“一刀切”的疆界，只有一个模糊而弥散的边缘。目前还有不少天文学家正信心十足，为寻找太阳系的第十大行星而孜孜努力。

[主持人

　　类木行星和冥王星和我们拥有同一个太阳，面貌特性却又迥然不同，我们不禁再一次感慨大自然的鬼斧神工。

　　应该说，九大行星是太阳系的主要框架和基本实体。但太阳系大家庭还有其他成员吗？

　　（采访：小行星，彗星）

[主持人

　　我们切不可把小行星和彗星当作太阳系中无足轻重的“小字辈”。

　　对于我们人类，小行星和彗星的影响甚至比其他行星更为直接和重要。

[电视片解说词

　　现在我们需要再回过头去拜访一个至关重要的特殊群落，那便是太阳系内的小行星。早在18世纪中期，德国科学家提丢斯和波德便从当时所知的6颗行星中，发现它们之间的距离有确定的数学关系。根据提丢斯-波德规则，各行星应依次处在0.4、0.7、1、1.6、2.8、5.2、10个天文单位的位置上。但火星和木星之间的2.8天文单位却是个空白。于是天文学界把整个黄道带天空分成24区域“承包”给各国科学家进行搜查。德国还组织了 “天上巡警队”。当1801年元旦的钟声刚刚敲过，西西里岛传出喜讯，巴勒莫天文台长皮亚齐发现了一颗新的天体。“数学王子”高斯很快计算出了它的轨道，果然在距太阳2.77天文单位的地方。唯一遗憾的是，这颗行星直径不足1000公里，质量只有月亮的50分之1，顶多能算一颗小行星。人们以西西里岛主管粮食的神为它命名，称做谷神星。接着，智神星、灶神星、婚神星也被相继发现，列为小行星中的“四大名旦”。随着搜索继续进行，小行星花名册渐渐成了各路“神仙”的“签到簿”。眼看神仙资源有限，科学家又用地上的城市和人物来命名。1928年，张哲钰作为发现小行星的第一个中国人，将小行星1125号命名为“中华”。

　　预计火星木星之间的小行星总数在2万以上，至今已经编号的有5000多个。这些“行星娃娃”的个头大都在一公里到百余公里之间。有碳质的C类，金属质的M类，和反光强的S类。千姿万态，光怪陆离。它们的自转周期一般约2到16小时，艾达和尤金妮亚等小行星还有自己的卫星。它们中的95%运行在和太阳系圆盘大体一致的小行星主环带上，但分布却并不均匀。木星强大的摄动造成了几条空荡的“柯克伍德缝隙”，同时以确定的比例关系影响着小行星的公转周期。一部分“远距小行星”在木星轨道的“拉格朗日点”上形成“纯脱罗央群”和“希腊群”。一大批阿莫尔型、阿波罗型和阿登型小行星则把轨道深入到内太阳系。最出格的小行星伊卡鲁斯，扁长轨道的一端竟比金星离太阳还近一倍。坦塔罗斯的轨道面则竖起64度，如哥特式建筑倾斜的房顶。这类小行星的“危险动作”，很容易引起“空中交通事故”。小行星带还是宇宙航行必须小心的“太空雷场”。

　　对小行星形成的原因曾经作过各种猜度。有人说是一颗行星爆炸后的碎片，有人说是两个天体相撞后的残骸。观察研究更支持的结论则认为，由于木星的引力使2.8天文单位轨道上的行星没有“长成”。它们是一颗“流产”了的行星，或者是大自然“制造”行星的“半成品”。这些小行星的总质量大约等于一个月球。

　　最让人类提心吊胆的事，莫过于小行星会不会有朝一日和地球相撞。从这个意义上，中国古代的杞人，应算得上深思远虑的先哲。在地球诞生的46亿年里，已经发生过多次小行星的碰撞。这种“空中打击”对我们的地质演变和生命进化都发生过深刻影响。著名的美国巴林杰陨石坑，人所共知的西伯利亚通古斯大爆炸，都可能是小行星撞击的典型案例。而据信6500万年前击中墨西哥湾的一颗小行星，导致了恐龙时代的终结。但话说回来，如果没有那次碰撞，地球上也许至今仍是爬行类统治的世界，永远也轮不到人类登场。根据计算，直径大于10公里的“近地小行星”撞上地球，平均1亿年才会发生一次。较小的撞击大约每百万年3次，其中两次会落入海洋。所以我们大可不必随时有“身处靶场”之感。何况人类早已不是当年的恐龙，科学进步会提供足够手段来保卫我们的文明。

　　太阳系天体中还有一个奇特而触目的品类，那便是民间称为“扫帚星”的彗星。东西方文化都不约而同地认为，彗星是灾难降临的可靠征兆。古老的汉字则留下了人类对彗星的最早记载，使我们至今还能从这些典籍中推算出诸如“武王伐纣”等历史事件的准确年代。

　　英国科学家哈雷在观察了1682年的彗星后，认为它和1531、1607年出现的彗星轨道十分相似，便断定这是同一彗星的三次回归，并预言了它将在1758年再度出现。这便是家喻户晓的哈雷彗星。许多沿着抛物线和双曲线运行的彗星都是浪迹天涯的匆匆过客，它们在太阳系中“招摇”一趟后便永不复返。只有沿着椭圆轨道运行的彗星才能去而复来。科学家把200年定为短周期彗星和长周期彗星的界限。

　　彗星的质量几乎全部集中在彗核，它是由水、氨、甲烷、一氧化碳及硅酸盐等冻结而成的“脏雪球”和“小冰山”。长度在数百公尺到100公里之间。周围挥发出的气体包层形成不同“发型”的彗发，与彗核共同组成彗头。那些被太阳风“吹”起来的“彗星烟云”，则由于反射阳光和受紫外照射发光，成为背向太阳的明亮彗尾，可延伸几百万公里到上亿公里之长。其实，最惹眼的彗尾比实验室里制造的真空还要稀薄。一般彗星都有两条尾巴，由一氧化碳等气体离子形成的淡兰色尾巴质量轻，受光压的加速度大，几乎直指和太阳相反的方向。微小尘埃形成的白色尾巴则质量较大，自身轨道运动与光压的合力使它看上去粗壮而弯曲。冷冻状态的彗星，到了距太阳2个天文单位时就开始汽化而变得“披头散发”，越走向近日点尾巴就拖得越长。而每“朝见”太阳一次，都会被“剥掉一层皮”。等到它的挥发性物质消耗净尽后便永远“熄灭”，只剩下一付岩石骨架了。

　　至今发现的彗星已有1800多颗。科学家认为，那些几万，甚至上百万年才能到太阳系走一遭的长周期彗星，来自距我们大约5万到10万天文单位的奥特星云。那里是个拥有上万亿存量的“彗星仓库”，是彗星家族遥远的“故乡” 和真正的“大本营”。而短周期彗星的“根”则扎在太阳系边缘的库伊伯带。彗星漫长的轨道常常因大行星摄动而发生改变。1994年7月，休梅克-列维9号彗星解体后的21个碎片递次撞上木星；2001年10月，一小群彗星“飞蛾扑火”般地撞向太阳。对这些行踪难料的“流浪汉”，我们决不可掉以轻心。

　　最后，也许还需要讨论一下那些地球上空昙花一现的流星。在太阳系宽广辽阔的空间里，除了行星、小行星、彗星外，还活跃着无数微小尘埃和固体碎块。当它们的行进路线和地球邂逅时，便可能“失足”跌进我们的大气中。从前面撞上来的那些小颗粒，速度达到每秒达72公里。从后面撵上来的也有每秒12公里。摩擦产生的高温使它们汽化和燃烧，在空中形成明亮的流星。晴朗的夏夜里，平均每小时能见到10来个流星。下半夜比上半夜的多而且亮，这是因为对面来的流星出现在下半夜。有些来不及烧尽而坠到地面的便成为陨星，南非发现的最大铁质陨星达54吨，美国堪萨斯州落下的石质陨星重1吨。不过至今还没有听说一例陨星砸伤人的报道。

　　和“放冷枪”般的偶发流星相比，“万箭齐发”的流星雨则又当别论了。它们的成因和彗星大有瓜葛。结构松散的彗星总是一边行走，一边把自身的物质抛满一路。当地球轨道和它们的轨道相交时，有些从彗星母体抖落的“杂碎”便会从某一个天区掉到地球上。由于透视关系，它们就象从一个淋浴喷头洒出来一样。1966年11月，北美夜空出现了从狮子座一小时泻下10万流星的壮观景象，其实它们不过是坦普尔-特塔尔彗星留下的“陈糠烂谷”。为宝瓶座流星雨和猎户座流星雨提供原料的是哈雷彗星。在金牛座播撒流星雨的“龙王” 则是恩克彗星。由于彗星留在轨道上的物质密度并不均匀，加上大行星的“清扫”作用，流星雨在不同年份有不同规模。如狮子座流星雨每33年会出现一次“流星暴”。这和坦普尔-特塔尔彗星的周期是一致的。

　　地球上每天平均会降下天外物质1千至1万吨。累计46亿年间我们的行星已经“长胖”了大约1亿亿吨。对于60万亿亿吨的地球来说，不过如同人的眼睛里迷进一颗灰尘。

　　从更大的尺度上观看，我们的太阳正携带着自己庞大的家族，以每秒20公里的速度，向武仙左方向运动，同时和亿万恒星一道绕银河系中心旋转。太阳这种“拖家带口”的“公转”速度为每秒250公里，大约2亿年转一圈。如果把绕银河系一周算做一个“银河年”，我们的太阳则正是23岁的妙龄。

[主持人

　　我们仅仅走马观花，对太阳系作了一番粗略的巡礼。

　　我们不能不惊叹大自然的手笔，创造了太阳系这样浑伦磅礴、气象万千又结构精巧、秩序井然的体系。

　　回望我们的地球，不过是太阳系里种类繁多的天体之一。

　　但没有比较就没有鉴别。只有地球才是亿万生命唯一的乐园和真正的“天堂”。