哈勃的功績之行星科學

梁曉鵬

我們鄰居的表面正在發生著什么？再遠一些，有沒有另一些人居住在類似地球的地方，他們也在向天空張望？哈勃空間望遠鏡一直在觀察恒星和行星系統的形成，審視著遙遠恒星周圍的行星，記錄著宇宙沖撞的破壞性力量。

哈勃空間望遠鏡傳回的記錄獵戶座處于形成期的行星系統的照片。太陽系便是由恒星形成時遺留下的氣塵圓環產生的。

星球的誕生

引力拉動坍縮氣塵云中的物質，形成一個周圍有旋轉物質的濃縮天體，這個天體會噴射出一股股劇烈的輻射，以每小時80萬千米的速度向外延伸數萬億千米。目前科學家還不知道這些噴流如何形成，但他們確信，它來自新生恒星釋放的磁場。

在哈勃空間望遠鏡傳回那些重要的圖片之前，天文學家能夠看見這些噴流，但看不到產生新星的圓環；有了哈勃之后，他們才能看到兩者。1995年，哈勃空間望遠鏡第一次拍攝到獵戶座星云中的噴流和圓環詳圖。

自此之后，哈勃拍攝到許多這類圖像，發現了首批直接證據，證明噴流源自恒星獲得原始物質的氣塵狀圓環的中心。天文學家認為，這些噴流在恒星形成中起到重要的作用，很可能降低了圓環自轉的速度，使得恒星能夠收集到更多的原始物質。哈勃的觀測發現，獵戶座星云中的一個氣塵洞里有700多顆新生恒星，處在不同的形成階段。

天文學家曾經認為，恒星周圍的塵埃盤聚合形成恒星系，可稱為原行星盤。因為其隱藏在更大規模的氣塵云中，所以很難被發現。后來，哈勃發現了大量原行星盤，推翻了這種觀點。其觀測結果表明，行星成長的環境影響了行星形成的過程。哈勃的觀測結果同時也為科學家提供了線索，填補了我們有關行星形成知識的那些缺環。例如，氣塵環是怎樣演化成圍繞新生恒星的一個個行星的。

比較昏暗的行星穿過北落師門恒星的塵環，該行星正沿著預期軌道運行。

太陽系外的行星

目前，科學家已經發現了成百上千顆系外行星，大多是地面望遠鏡在尋找行星拖拽恒星并對其產生輕微影響時發現的，還有一些是在行星從其母星前經過時，通過光的微微變暗而被觀測到的。

對后面這一種情況，哈勃空間望遠鏡能夠提供更加深入的認識：觀察恒星光“被食”的周期，可獲得行星公轉周期的線索；哈勃空間望遠鏡測量了一些行星的大氣構成，發現其大氣中含有鈉、碳和氧；它曾觀測到一顆行星消失在太空，它像彗星一樣帶有氫尾。哈勃還在一顆太陽系外行星上發現了有機分子。它距其恒星極近，有木星大小，大氣中含有甲烷。

天文學家認為不可能的事，哈勃空間望遠鏡也照樣可以干，比如，拍攝可見光波段的系外行星的照片。在北落師門周圍的塵帶照片里，有一個小小的點，那是行星北落師門b，它的體積約是木星的3倍，周圍可能有明亮的氣塵圓環。因為北落師門的環境呈塵狀，自20世紀80年代初以來，天文學家一直猜測其周圍可能有行星，如今得以證實。

1994年7月17日，哈勃空間望遠鏡在可見光和紫外線波段拍得的木星圖，上面可見木星南半球的撞擊現場。

彗星墜毀

1994年，“蘇梅克-列維9”號彗星墜入木星大氣，給木星留下大片羽狀痕跡。哈勃看得很清楚，觀察了彗木相撞的全過程。木星引力將彗星撕成幾十塊碎片，彗星撞擊區域形成了巨大的氣浪漣漪?？茖W家認為，這是千年難得一見的事件。

2009年5月，宇航員給哈勃空間望遠鏡安裝了新儀器，對其進行了維修。7月，工程師和科學家仍然在檢測和調整這臺翻新的望遠鏡，一名業余天文愛好者發現木星表面出現了一個奇怪的黑點：這個氣狀巨行星又一次被撞擊。一顆小行星不知不覺地溜進這個行星，留下一個正在延展的撞擊現場。哈勃空間望遠鏡的一個優勢，正好在于能夠瞬間拍攝這類事件的高質量圖像，給科學家提供研究數據，使我們對自己的宇宙鄰居有更深入的了解。

因為這個突發事件太重要，絕對不能錯過。哈勃研究小組將哈勃檢休日程暫時擱置一旁，用新換的一個設備拍攝了這個撞擊現場。

哈勃空間望遠鏡拍攝的木星撞擊現場圖使科學家對該行星的成分產生了疑問。例如，“蘇梅克-列維9”號撞擊現場激起的波的特性表明，木星的成分與科學家先前認為的不太一樣。endprint