第二章
宇宙成員的神秘探索
宇宙中有多少星
過去多數人認為，浩如煙海的宇宙是無窮無際的，所以這個問題毫無意義。但近代有眾多的證據表明，宇宙可能是一個有限但沒有邊界的時空。所以它擁有的星數不應當是無窮大。而且，事實上宇宙中有多少星，有多少質量的物質，本身就是一個極其重要的、有關全局的大問題，它直接關係到宇宙今後的“命運”——是像現在那樣一直膨脹下去，還是到一定時候會變脹為縮?但這又是當前無法正確回答的大難題。就目前最新資料而言，宇宙中大約包含有近2000億個星係，如以銀河係中有的星星數作為每個星係所含恒星的平均數，即每個星係內有3000億顆星，那麽，宇宙中應當共有600萬億億顆星星。如果我們每秒鍾能數上10顆星，這些星也要你晝夜不停地數上2萬億年!
宇宙“長城”之謎
前些年，美國哈佛一斯密森天體物理研究中心的科學家瑪格特·蓋勒和約翰·赫奇勒曾經宣布，他們首創的三度空間圖像表明，宇宙建立在許多巨大空間的四周。這些空間看起來就像洗臉盆上的肥皂泡，而大大小小的星係就依附在“泡沫”上。有的光度均勻、結構對稱的環。它們雖有著酷似行星狀星雲的美麗外表，實質上卻是一個星係。用世界上最大的天文望遠鏡可以看見它清晰的倩影：核心呈紅色，環則有些發藍。這類天空中的特殊星係又叫華格天體。
有關華格天體的謎比較多。當初美國洛韋爾無文台台長華格發現這類天體時就曾指出，要產生一個半徑為20角環的環，起引力透鏡作用的天體質量要比正常星係的質量大好幾個數量級才有可能。以華格天體的質量，還不具備這個能力。
美國天文學家奧康涅爾等人曾專門研究過星係的環，但與橢圓星係的環相比，華格天體的環具有特殊性，它光度均勻，結構對稱，十分完美。他們還拍攝到了華格天體的光譜，譜線紅移相當於每秒12750千米，證明這種天體確實是在銀河係之外。
以色歹0特拉維夫大學天文台的布洛施，通過對華格天體的研究，又有了新的收獲。他發現，華格天體的環發出的光比核發出的光還要強。他經過深入研究，認為華格天體的環屬於旋渦星係的環中的一種特例，是由星係盤的某種不穩定性造成的，也就是說，星係中棒狀結構的不穩定性，攪動星係盤麵形成了星係的環狀結構。
卡耐基學院的弗·施維策等人通過對華格天體的研究，得出了與布洛施不同的看法。他們認為，華格天體是透鏡星係中的一
“肥皂泡”相當大，直徑達到15億光年。
但是，這些“肥皂泡”是怎樣產生的?構成星係的物質是如何空出這麽巨大的區域來的?諸如此類的問題，在科學界引起激烈爭論。有人認為，是大爆炸將物質從空間中心推向四周，從而形成“泡狀”。這種說法存在著很大問題，因為它無法解釋物質怎麽能跑完這麽長的路程，形成這麽巨大的空間。
最近，有人又發現了橫跨天穹的一個狹長星係。這個星係長約5億光年，寬約2億光年，厚約1500光年。這是天文學家迄今為止發現的最龐大的宇宙結構。美國《科學》雜誌詳細報道了這一發現，並將其命名為“長城”。
這道肉眼看不見的呈曲線形的“長城”，離地球大約2億～3億光年。由於距離遙遠，它在一般的天文攝影照片上顯示不出來。
在這一新發現之前，宇宙中最大的發光結構被認為是銀河係超星係團。“長城”的發現，又增加了問題的神秘性，在太空中很可能還有更巨大的結構體在等待人們去發現。
星係“環狀結構”之謎
木星、土星和天王星等行星都有環，但這並非是它們的、“專利”，人們可能難以相信，擁有千百億顆恒星的龐然大物——星係，也會用環來“裝飾’’自己。
天空中確有這樣一類星係：它們中心呈恒星狀，周圍有一個種特例。這種天體的環的形成，是一星係被另一星係吸積的結果，換句話說，大約在二三十億年前，另一星係與華格天體相吸後又分離，環狀結構正是另一星係被“打劫”留下的“買路錢”。
以上幾種解釋，都有一定的道理，也都有不完善的地方，現在還無法斷定誰對誰錯。但毫無疑問，華格天體正日益受到人們的關注，人們期待著隨著科學的發展，最終能解開這個謎。
類太陽係星係
在一個類似太陽係的恒星係統奄奄一息之際，天文學家們觀察到在距它5光年以外的地方，有數十億顆慧星同時燃燒消失。研究人員日前在一個新聞發布會上說，他們發現從獅子座星係中一顆成熟的、膨脹的紅色大恒星中湧現出大量的水，首次表明地球不再是惟一一個生命必需元素——水的存在地。
操作沿低地軌道運行的亞毫米波天文學衛星(SWAS)的科學家們並沒有打算進入天體生物學領域。SWAs被用來測量星係周圍雲層中的水、氧氣和碳。天文學家們利用它觀測了一顆名為CW Leortis的恒星，發現恒星中的水分比它應該有的要多10000倍。於是他們得出結論說，擁有這麽多水的惟一可能是同時蒸發10億顆由冰組成的彗星。SW．AS小組的成員、美國約翰·霍普金斯大學的戴維說：“隻有慧星的水量接近於SWAS看到的這麽多的水量。我們相信，我們正在目睹60億年後太陽係末目的一幕。”
看來，Cw Leonis正在吞噬著環繞它的小冰塊天體。這些天體就像處於冥王星和海王星之外的環繞太陽運行的天體帶(KB0s)一樣，當KB0s飛近太陽時就會變成活躍的彗星。在cw Leonis的核燃料越來越少時，這些小冰塊天體就會像氣球一樣膨脹起來，其大小相當於太陽到木星之間的距離，並且發出比它正常亮度大5000倍的光。來自美國夏威夷大學的天文學家歐文說：“如果他們的解釋是正確的，我們發現的就不是繞其他恒星運行的巨大行星，而是彗星。這有助於我們發現新的行星，發現被可能形成的大氣層及海洋氣體圍繞的行星。”
宇宙中有沒有“地外行星” ’
太陽係內可能再也沒有未發現的大行星了，但這不等於宇宙中沒有大行星。因為宇宙之大，可以無所不容，光我們銀河係內，就擁有三四千億顆恒星，與太陽同類的G型星，少說也有好幾百億顆，硬說這些恒星都沒有自己的行星或行星係統，太陽係是宇宙中的惟一，這是何等的荒謬。進入空間時代後，人們用多種方法開始尋找我們的“表親”，1983年，紅外天文衛星首開記錄，發現在織女星旁就有一個不小的行星係統。此後，好消息接踵而來，尤其是一些新方法的運用，使得地外行星的成員很快增加起來，到2001年3月，已知的這種天體已經超過了50顆。當然，由於觀測上的限製，這50多顆地外行星的“個頭”大多比木星還大，因而是溫度較高的氣體團，基本上不會有生命存在。
星係有幾種類型
常言說得好：“天外有天”，銀河係雖然碩大無朋，但在浩如煙海的宇宙中，又隻是“滄海一粟”了。以前認為，宇宙中的星係在200億個上下，但“哈勃”太空望遠鏡探測的資料證明，星係數當在2000億以上，比過去多了近10倍。根據統計，絕大多數星係(約占80％)都是與我們銀河係類似的“旋渦星係(S)”，它們最顯著的特征是有幾條很優美的旋臂。旋渦星係的大小在5～50千秒差距間，質量則介於太陽質量的10億～1000億倍問；第二類星係(約占17％)是橢圓星係(E)，它們的外形如一個扁度不一的橢圓。這類星係的懸殊極大，直徑大小有200倍之差，在1～200千秒差距間，質量則可相差近1億倍，在30萬～10萬億(太陽質量)間；另外還有少量的說不上什麽形狀的“不規則星係”，它們一般都較小，大、小麥哲倫星係則是其代表。
最大的星係有多大
在星係中，1974年最大星係的記錄是3C 236，它位於小獅座方向上，其直徑為5800千秒差距，是銀河係直徑的230多倍!但在1980年德國天文學家報告說，他們發現了更大的3C345。這個發出強射電的星係的直徑竟是23900千秒差距，又足足大了3倍多——如果把我們銀河係比作一個直徑20厘米的鐵餅，那麽，3C 236就相當於一個標準好冰池，而這個3C 345簡直就可作為一座“萬人體育館”了。與此相反，最小的星係是我們的近鄰之一天龍星係(距我們67千秒差距)，它的直徑隻有0.3千秒差距，按上述的比例，它隻能比作一顆小小的綠豆了，如果不是“近水樓台”，恐怕不容易被發現呢。
星體互相“吞食”之謎
我們知道，宇宙中星體之問距離十分遙遠，相互靠近的機會很少。但天文學家經過觀測和研究，發現星體之間也存在互相“吞食”的現象。科學家把這類星體稱為宇宙中的“殺星”。
前不久，美國天文學家就發現了這樣一顆“殺星”。有兩顆恒星，本來是一對雙星，都已進入晚年，均屬自矮星。這兩顆恒星體積很小，可質量要比太陽大得多。經觀測發現，這兩顆恒星靠得很近，相互圍繞對方旋轉運動。其中一顆大的恒星，時刻都在吞吃比它小的那顆恒星。大恒星把小恒星的外層物質剝下來吸到自己身上來，使自己越來越“胖”，體積和質量不斷增大。而那顆被吞食的恒星，逐漸變得“骨瘦如柴”，現在隻剩下一個光禿禿的星核了。
不但星體之間存在著互相“吞食”的現象，星係之問也在互相“吞食”。現在有一種理論認為，宇宙中的橢圓星係就是由兩個旋渦扁平星係互相碰撞、混合、吞食而成的。有人曾用計算機做過模擬實驗：用兩組質點代表星係內的恒星，分布在兩個平麵內，由於引力作用，以一定的規律相向而行，逐漸趨於混合。在一定條件下，兩個扁平星係經過混合確能發展成一個新的橢圓星係。
在宇宙中．除旋渦扁平星係和橢圓星係外，還有一種環狀星係。天文學家們發現，在這類星係中，恒星分布在環狀圈內，有時環中央沒有任何天體，有時有天體，有時環上還有結點。有人認為，這種環狀星係的形成，是兩個星係互相碰撞、互相吞食的結果。環中心的天體和環上結點，鞔是它們相互吞食後留下的痕跡。
加拿大天文學家科門迪通過觀測還發現，某些巨大的橢圓星係，其亮度分布異常，好像中心部位另有一個小核。他認為，這就是一個質量小的橢圓星係被質量大的橢圓星係吞食的結果。
前麵說過，星體之問、星係之間距離都非常遙遠，互相碰撞和吞食的機會很少。所以，要想證實以上說法能否成立，還需要一定的時間。
銀河係的外形
天文學家告訴我們，銀河係從側麵看去，像一個運動員用的“鐵餅”，或者說像一個碩大無朋的凸透鏡；而從上向下俯視，則好比是一隻美麗的海星。可是聰明的讀者不免犯疑：我們始終是位於銀河係之內，至少，在可見的將來也絕無走出銀河係的可能。科學家怎麽能知道它的整體形狀呢?不是說“不識廬山真麵目，隻緣身在此山中”嗎?其實，這是天文學家在大量觀測了其他許多星係後才得到的結論。正如我們雖然在大樓的房屋內，但見到了鄰近的同規格的樓房，不也就知道了自己大樓的外形了嗎。
迢迢牽牛星，皎皎河漢女。銀河，中國古人又稱河漢、天河。美麗閃亮的銀河總是引起人們的遐思與困惑，早在17世紀，意大利科學家伽利略就觀測到白茫茫的銀河是一個恒星密集的區域，接著英國學者賴特提出銀河係形狀似磨石或透鏡的設想。
18世紀，英國天文學家赫歇爾在賴特猜想的基礎上通過觀測驗證提出：銀河像一個巨大的飛碟。他們估計，銀河係中有3億顆恒星，其直徑為8000光年，厚1500光年。今天的科學研究表明：銀河係的外形像一個中間厚、邊緣薄的扁平盤狀體。銀盤是銀河係的主體，其直徑約8萬光年，中央厚約1萬光年，邊緣厚約3000～6000光年。銀盤外是由稀疏的恒星和星際物質組成的一個球狀體，包圍著銀盤，這個球狀體稱為銀暈，銀暈的直徑約10萬光年。
銀河係核心之謎
古希臘人認為，人類居住的地球是宇宙中心。16世紀，哥白尼把地球降為一顆普通行星，把太陽作為宇宙中心天體。18世紀，赫歇爾認為，太陽是銀河係中心。20世紀，沙普利把太陽“流放”到銀河係的旋臂上，離銀河係中心有幾萬光年之遙。16世紀，哥白尼提出地球是一顆普通行星，太陽是宇宙的中心天體。18世紀，赫歇爾認為太陽隻是銀河係的中心。20世紀，英國學者沙普利的新發現表明，太陽並不在銀河係的中心。據20世紀80年代的觀測數據：銀河係的總質量相當於2000億個太陽的質量，太陽係位於銀河係的一隻旋臂上，距離銀河係的中心大約25000光年。
在太陽離開“銀心”之後，誰坐鎮“銀心”便成為天文學家關注的大問題。而且“銀心”離我們的距離並不算遠，理應把它的“主人”搞清楚。然而，對“銀心”的觀測並不容易，原因是“銀心”到處充滿了塵埃。這層厚厚的“麵紗”，讓人難以窺視其中的奧秘。
隨著觀測手段的不斷改進，人們對“銀心”的了解也在不斷增加。這主要是靠接收塵埃無法遮擋的紅外線和射電波。美國貝爾實驗室的工程師央斯基是最先接收到“銀心”射電波的。
由於“銀心”核球的紅外線和射電波信號很強，人們推測它可能是質量極大的矮星群。1971年，英國天文學家認為，核球中心部有一個大質量的致密核，或許還是一個黑洞，其質量約為太陽質量的100萬倍。如果真是一個黑洞， “銀心”應有一個強大的射電源。
20世紀80年代，美國天文學家探測到以每秒200千米的速度圍繞“銀心”運動的氣體流，它離“銀心”越遠，速度越慢。他們估計這是“銀心”黑洞影響的結果。另一些美國天文學家也宣布探測到“銀心”的射電源，這一結果說明“銀心”可能是一個黑洞。
原蘇聯的一些天文學家則認為，證明“銀心”是黑洞的證據不足。他們認為，“銀心”可能是恒星的誕生地，因為其中心有大量的分子雲，總質量為太陽質量的10萬倍，溫度為200～300K。
天文學家很關心“銀心”是否為一黑洞，為此，美國天文學家海爾斯提出了一個判斷，即一對質量與太陽相當的雙星從黑洞旁掠過時，其中一顆被黑洞吸進後，另一顆則以極高速度被拋射出去。經過計算，這樣的機會並不大。海爾斯的判據雖不能最終解決問題，但不失為一條新思路。然而，要最終搞清楚“銀心”的構成，仍有許多工作要做。
那麽，位於銀河係中心的是什麽星係呢?目前，由於觀測條件的限製，人們還難以窺視銀河係核心的奧秘。
奇異的銀河係旋臂
銀河係是漩渦結構，屬於漩渦星係。在漩渦星係內，由年輕亮星、亮星雲和其他天體構成的從裏向外旋轉的“帶子”，叫作旋臂。銀河係有4條旋臂，它們從銀盤往外延伸，大體與銀心對稱。離銀心最近的一條約在13000光年處，人們習慣上稱它為“．3000秒差距臂”。另外3條位於太陽附近，即人馬座旋臂、獵戶座旋臂和英仙座旋臂。太陽就在獵戶座旋臂的裏側。
漩渦結構
通常的觀點認為，銀河係的漩渦結構是由於銀河係自轉的緣故。這種看法以荷蘭天文學家奧爾特為代表。他在20世紀20年代就提出：像行星圍繞太陽旋轉一樣，恒星也圍繞銀河係中心旋轉，而且距離中心越近的恒星運動得越快，較遠的則運動相對較慢。他還計算出太陽繞銀河係中心公轉的速度為每秒220千米。如果圍繞銀河係中心公轉一周，需要2億多年。
奇妙的星係
天文學家估計：在用最先進的儀器所觀測到的宇宙裏，星係總數可能達到1000億個之多。今天對星係的劃分沿用1926年哈勃的方法。他根據星係的形狀等特征，把星係分為三=大類：橢圓星係、漩渦星係和不規則星係。漩渦星係又可分為正常漩渦星係和棒漩星係。除此之外，也還有其他分類。對星係分類，是研究星係物理特征和演化規律的重要依據。美國天文學家發現了迄今為止最大的發光結構——一道由星係組成的長為5億光年，厚約1500光年，離地球2億～3億光年的“宇宙長城”。它是一個巨大的河外星係。
恒星產生之謎
1955年，前蘇聯著名天文學家阿姆巴楚米揚提出“超密說”。他認為，恒星是由一種神秘的“星前物質”爆炸而形成的。具體地講，這種星前物質體積非常小，密度非常大，但它的性質人們還不清楚。不過，多數科學家都不接受這種觀點。
與“超密說”不同的是“彌漫說”，其主旨是認為恒星由低密度的星際物質構成。它的淵源可以追溯到18世紀康德和拉普拉斯提出的“星雲假說”。
星際物質是一些非常稀薄的氣體和細小的塵埃物質，他們在宇宙中各處構成了龐大的像雲一樣的集團。這些物質密度很小，每立方千米隻有10{-8}～10{-4}克，主要成分是氫(90％)和氦(10％)，它們的溫度為-200℃～-100℃。
從觀測來看，星雲分為兩種：被附近恒星照亮的星雲和暗星雲。它們的形狀有網狀、麵包圈狀等。最有名的是獵戶座的“暗灣”，其形狀像一匹披散著鬃毛的黑馬的馬頭，因此也叫“馬頭星雲”，而美國科普作家阿西莫夫說它更像迪斯尼動畫片中的“大灰狼”的頭部和肩部。
星雲是構成恒星的物質，但真正構成恒星的物質量非常大，構成太陽這樣的恒星需要一個方圓900億千米的星雲團。
科學家正使用CcD(電荷耦合器件)成像技術探索宇宙的奧秘。
在無數星星中，除了少數行星外，都是自己會發光、且位置相對穩定的恒星。它們像長明的天燈，萬世不熄。太陽是距我們最近的一顆恒星。其他恒星離我們都非常遙遠，最近的比鄰星也在4光年以外。如果把它們拉到太陽的位置上，那麽我們就能看到無數個太陽了。
古人以為恒星的位置是不變動的。其實，恒星不但自傳，而且都以不同的速度在宇宙中飛奔，速度比宇宙飛船還快，隻是因為距離太遙遠，人們不易察覺而已。
恒星都是十分龐大的天體。例如，太陽的直徑約為140萬千米，相當於地球的109倍，體積比地球大130萬倍。在遼闊的宇宙海洋裏，太陽隻是一名很普通的成員。恒星世界中的巨人——紅超巨星的直徑要比太陽大幾十倍或幾百倍!
恒星發光的強度各不相同，即使是發光強度大體相同的恒星，由於與我們的距離有遠有近，亮度也不同。人們根據恒星的視覺亮度，把它們分為六個等線，這就是天文肉眼能看到的最暗的星為六等星。自望遠鏡發明後，人們已能看到許多比六等星更暗的星星。還有一種“星等”稱為絕對星等。絕對星等的大小，反映的是恒星本身的光度或總發光量，這與目視星等的意義不同。
從星雲聚為恒星分為快收縮階段和慢收縮階段。前者曆經幾十萬年，後者曆經數千萬年。星雲快收縮後半徑僅為原來的百分之一，平均密度提高1億億倍，最後形成一個“星胚”。這是一個又濃又黑的雲團，中心為一密集核。此後進入慢收縮，也叫原恒星階段。這時星胚溫度不斷升高，高到一定的程度就要閃爍身形，以示其存在，並步入幼年階段。但這時發光尚不穩定，仍被彌漫的星雲物質所包圍著，並向外界拋射物質。
隨著射電技術的不斷進步，人們對恒星起源問題有了更深刻的認識，但就研究本身來說還有許多細節不清楚，特別是快收縮階段，對其物理機製的認識還不全麵，還需要進行更全麵的觀測和更深入的研究。
構成恒星的物質
星雲是構成恒星的物質，構成太陽這樣的一顆恒星需要一個直徑約9004．乙千米的星雲團。從星雲聚為恒星的過程可分為快收縮階段和慢收縮階段。前者曆經幾十萬年，後者曆經數千萬年。星雲經過快收縮後半徑僅為原來的百分之一，平均密度提高了1億億倍，最後形成一個“星胚”。此後它進入慢收縮階段，也叫原恒星階段。這時星胚溫度不斷升高，溫度升高到一定程度就要閃爍發光，以顯示其存在，並步人恒星的幼年階段。但這時的恒星尚不穩定，仍被彌漫的星雲物質所包圍著，並向外界拋射物質。
恒星演化之謎
人類對恒星演化過程的了解，要比對恒星起源的認識更為全麵和深入。
恒星也和其他生物一樣經曆誕生，盛年衰老和死亡四個過程。經過幼年的成長階段恒星才真正成為一顆天體。此後，年輕的恒星繼續收縮，溫度繼續升高。當溫度升到1000萬攝氏度以上時，星係核心的氫元素開始進行聚變反應，並釋放能量。這樣一來，恒星就變得比較穩定，並進入”青壯年期”。恒星年老時會變成一顆紅巨星。此時，它的中心溫度達到幾億度，發光強度也升高了，體積變得十分龐大。太陽老了也會變成紅巨星，那時它將膨脹得非常大，以至於會把地球吞掉——如果那時人類還存在的話，就該“搬家”了，搬到離太陽遠一些的行星上去生活。
恒星“臉譜”之謎
天上星，亮晶晶，一般人認為所有星星都是白色的。果真如此嗎?其實不然，每顆恒星都有各自不同的“臉譜”。
早在漢代，我們充滿智慧的祖先，通過細心觀察已經把恒星分出白、赤、黃、蒼、黑5種顏色。1665年，英國的牛頓利用三棱鏡發現了太陽的連續光譜，從而知道日光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等各種不同顏色的光混合而成的。1814年，德國的夫琅和費繼續做太陽光譜的研究，他在一問暗室的百葉窗上開了一條狹縫，讓太陽光通過狹縫照射到一塊棱鏡上，棱鏡後麵則是一架小望遠鏡。夫琅和費通過小望遠鏡，驚奇地發現太陽的“七色彩帶”樣的光譜中又出現了許多條暗線。經過反複計數，這樣的暗線共有567條之多。
現在我們知道，上述的幾項發現已經構成一幅恒星真實的肖像。其在肉眼下(或在望遠鏡裏)顏色的不同，表明的是各個恒星溫度的不同，比如白色溫度高，紅色溫度低，而眾多的“夫琅和費線”則是由於太陽或恒星大氣中的各種氣體元素按一定的波長選擇吸收太陽或恒星的輻射而成的。換句話說，光譜是了解恒’星物理性質、化學成分的“鑰匙”。
有鑒於此，美國哈佛天文台的皮克林對全天24萬多顆恒星都拍攝了光譜，他組織了十幾位終身不嫁而一心一意為天文學獻身的女性，對這20多萬顆恒星的光譜進行分類和研究。最後，以坎農女士的結論為準，她按照恒星的表現溫度由高到低的順序，從溫度最高的0型星開始，構成了如下的序列：
0一B—A—F—G—K—M
為了便於記憶，有人利用這些字母編了一句話：“Oh!Be A Eair Girl，Kiss Me”(譯成中文為“啊，好一個仙女，吻我吧”)。這句話中每個詞的第一個字母恰好構成上述光譜的次序。每個光譜型又更加細致地劃分成10個次序，例如從B型過渡到A型又有B0，B1，B2……B9這10個次型，太陽便是一顆G2型星，其表麵溫度略低於6000℃，是一顆具有中等發光能力的恒星。
這便是非常有名的“哈佛分類法”，全世界的天體物理學家都信賴它，而哲學家稱其為“可能是發現世界秩序的最簡單方法”。但是恒星的電子輻射“臉譜”究竟如何演變，還是個謎。
各型星的顏色和在普通藍紫波段的主要光譜特征如下：
0型：藍白色。紫外連續譜強。有電離氦、中性氦和氫線；二次電離碳、氮、氧線較弱。如獵戶座下(中保名伐三)。
B型：藍白色。氫線強，中性氦線明顯，無電離氦線，但有電離碳、氮、氧和二次電離矽線。如大熊座η(中名搖光)。
A型：白色。氫線極強，氦線消失，出現電離鎂和電離鈣線。如天琴座α(中名織女一)。
F型：黃白色。氫線強但比A型弱。電離鈣線大大增強變寬，出現許多金屬線。如仙後座p(中名王良一)。
G型：黃色。氫線變弱，金屬線增強，電離鈣線很強很寬。如太陽、天龍座8(中名天GFBA8三)。
K型：橙色。氫線弱，金屬線比G型強得多。如金牛座α(中名畢宿五)。
M型：紅色。氧化鈦分子帶最突出，金屬線仍強，氫線很弱。如獵戶座α(中名參宿四)。
R和N型：橙到紅色。光譜同K和M型相似，但增加了很強的碳和氰的分子帶。後來把它們合稱為碳星，記為c。如雙魚座19號星。
S型：紅色。光譜同M型相似，但增加了強的氧化鋯分子帶，常有氫發射線。如雙子座R。
恒星“眨眼睛”的奧秘
有一首兒歌這樣唱道： “一閃一閃亮晶晶，滿天都是小星星。”的確，仔細觀察星空時，我們會發現一個有趣的現象：許多星星都是閃閃爍爍、一明一暗的，仿佛在調皮地眨著眼睛。可是，“啟明星” (也就是金星)的亮度卻毫無變化，這是為什麽呢?
閃爍的星星
有人認為恒星的光之所以閃爍不定是由於它們在高速自轉，還有人猜想是恒星的亮度發生了變化等等。其實，真正的原因並不是這樣的。原來，地球周圍有一層厚厚的大氣層，而且大氣層的疏密程度並不相同，離地麵越近空氣越稠密，而高空的空氣則是稀薄的。另外，大氣通常處於流動狀態，熱空氣不斷上升，冷空氣持續下降，以至相同地區的大氣疏密程度也在不斷變化。當恒星發射的光線穿過地球大氣層時，光線就會在這些不同密度的大氣層中被反複折射，因而到達我們眼中的光線也就閃爍不定了。
不眨眼睛的金星
金星之所以不眨眼睛是因為它離地球很近。用望遠鏡觀察星星時，我們會發現恒星一般都是點光源，而在太陽係中像金星這樣離地球較近的行星則是一個麵光源。麵光源的光線經過大氣層時會有許多折射點，同一時刻，各折射點雖然明暗不同，但整體並沒有發生太大的變化，所以就一直保持著同一亮度。不過，這樣一來，我們也可以利用這一差異初步斷定天上的星星哪顆是恒星，哪顆是行星了。
為什麽恒星有亮有暗
天上的星星有的亮得耀眼，有的卻暗得像個螢火蟲。古希臘天文學家把星星分成六等，這就是天文學上所說的“星等”。最亮的是一等星，用肉眼勉強可見的是六等星。後來天文學上規定，一等星比六等星亮100倍，也就是說．星等每增加一等，亮度減弱2．512倍，進而把星等數推廣到負數和小數。我們看到的最亮的恒星是太陽，為一26．8等，哈勃空間望遠鏡可以看到26等甚至更暗得多的暗星。
以上說的是根據我們接收到的恒星光的多少來劃分的，是“視星等”，它不能代表恒星真正的發光本領。譬如太陽的視星等是-26.8等，天狼星的視星等是-1.4等，而天狼星距離我們8萬光年多，如果把它們移到同一距離上，太陽會比天狼星暗得多。顯然恒星的亮度除了本身的發光本領，還和距離遠近有關。
為客觀地比較恒星的亮暗，天文學家把恒星都“移”到相同的距離——10秒差距(32．6光年)，這時所看到的恒星的亮度和劃分的星等稱為絕對亮度和絕對星等。絕對亮度反映的是恒星真正的發光能力，稱光度。
恒星光度變化很大，已知光度最大的恒星是天蠍座ε1星，視星等隻有3．8等，而絕對星等是一9·4等，算下來它的發光本領是太陽的49萬倍。其次是大犬座δ星(中文名弧矢一)，其光度為太陽的7．1萬倍。而目前所知最暗的恒星是1984年發現的一顆質量不大的恒星LHS2924，據測定，它的絕對星等為20等，其光度隻是太陽的一百八十六萬分之一。
為什麽恒星有不同顏色
“月下看花，月影淡為花影看，柳邊垂釣，柳絲常伴副對聯說的是在月光下觀花，看不清花的顏色。同樣，由於星光太暗，我們用肉眼也很難分辨每顆星星的顏色，不少人有“千星一色”的感覺。其實，恒星世界是姹紫嫣紅、五光十色的。譬如織女星是白色的，老人星是杏黃的，參宿四是火紅的，畢宿五是橙色的。五顏六色的星光不僅把星空裝扮得多姿多彩，而且給天文學家研究恒星的化學成分、物理性質提供了重要的信息。
星星之所以會有不同的顏色，是因為它們的溫度不同。在我們日常生活中反映顏色與溫度之問有密切關係的例子很多，如說一塊煤吧，燃燒以後，溫度逐漸升高，顏色由黑變紅，慢慢地竄出黃色的火苗，當煤燃燒最旺的時候，火苗是藍色的。這種顏色由深變淺的過程，就是溫度由低到高的過程。同樣的道理，紅色的星溫度是最低的，隻有二三千度，黃色的約五六千度，白色的在7000度以上到1萬多度，而藍色星的溫度最高，從2萬多到4萬來度。
太陽是一顆溫度不高也不低的黃色星，因而為我們營造了一個適於生存的環境，如果太陽是顆紅色的恒星，那麽整個地球將會像南北極那樣，一片冰天雪地，毫無生氣；如果太陽是顆藍色的恒星，地球上所有的東西都會被烤焦曬化。
其實，紅色的星並不是說它隻發出紅光，黃色的星也不說它隻發出黃光，這隻說明在它們發出的光中，紅光或黃光所占的比例較大。實際上，恒星不僅發出我們用肉眼可以見到的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等各種顏色的光，還發出人眼和光學望遠鏡看不到的無線電波、紅外光、紫外光，以及X射線、γ射線。天文學家為了準確測量恒星顏色，常常采用多色測光的方法，選擇不同波長的濾光片，接收恒星不同顏色的光，俑定恒星輻射中各種顏色所占的比例。
一顆恒星的顏色會隨著它的演化過程而變化，但這種變化是極其緩慢的，不要說在一個人的一生中，就是在人類有文字記載的曆史上，也很難發現這種變化。
類星體之謎
類星體是本世紀60年代新發現的一類天體。1960年，射電天文學家用當時世界上最大的望遠鏡觀測到一個叫3Cg和一個叫3C273的射電源。結果發現它們都是很暗的藍色的星，盡管看起來像恒星，但又不是通常的恒星。天文學上稱它們為類星射電源，簡稱類星體。
1963年，科學家施米特重新研究了3C273的光譜，發現了它‘有紅移現象，且紅移值很大。當一顆恒星背我們而離去時，從地球上看，恒星的光波頻率會降低，波長會變長。這就是紅移現象。紅移值越大，則離去速度越大，與我們距離越遠。
目前，人們對類星體的認識主要是：①類星體距離我們很遠。最早發現的類星體3C273紅移值僅為0．158，而它距我們也有23億光年。②類星體遠離速度極大。有一顆類星體OQ72，其紅移值為3.53，速度每秒種高達27萬公裏。③類星體的亮度極為驚人。如3C373亮度為12.8星等，而太陽若放到其位置上，我們根本就觀測不到。此外，類星體的體積很小，直徑僅有普通星係的十萬分之一到百萬分之一。
更令人驚奇的是，類星體的速度居然超過了光的速度。1977年以來的發現證實，還是那顆3C273，它的內部有兩個輻射源，並且它們還在相互分離，分離的速度競高達每秒288萬公裏，是光速的9·6倍。不僅如此，繼此之後，人們還相繼發現了幾個“超光速”的類星體。不可思議!因為迄今為止人類普遍認為，光速是不能超越的，然而上述發現又是那樣的奇特，不能不讓人感到困惑不解。
類星體為什麽紅移
科學家把“類似恒星的天體”稱為類星體。
1960年，科學家發現了第一顆類星體。此前，科學家已經發現宇宙中有許多天體發出很強的無線電波，他們把這些發出無線電波的天體叫做射電源。
射電源是一些河外星係、超新星爆發後的遺跡，或者銀河係內的某體雲。但是，有的射電源很特別，看上去像是一顆普通的恒星。當天文學家進一步分析這樣盼射電源的光譜時，發現它的光譜線都朝紅顏色的方向位移，這又與普通的恒星很不一樣。於是，這些似星非星的天體，就順理成章地被命名為“類星體”。至今，全世界已發現2000多顆類星體。
類星體的共同特征表現在“紅移”現象上。早在20世紀20年代便已觀測到河外星係的“紅移”了。當你將河外星係的光譜線與地麵實驗室裏的相同光譜線比較時，就會發現它們的譜線位置都朝長波方向，即紅端的方向位移。而且，紅移量的大小與河外星係離開我們的距離成正比。美國天文學家哈勃總結了這一規律，提出了著名的“哈勃定律”。從此以後，隻要測定出一個河
外天體的紅移量，便可以根據哈勃定律計算出它的距離來。
大量觀測表明，類星體的紅移量普遍比河外星係的紅移量大了一個數量級。於是，根據哈勃定律得出的類星體的距離便非常驚人，大多數在幾十億至100億光年左右。
宇宙本來是無限的，一個天體距離我們再遠也不值得大驚小怪。但是，類星體的距離卻給天文學家和物理學家帶來了一個大難題，那便是類星體的能量問題。如此遙遠的類星體，應該是目前人類的觀測能力無法看到的，可它們卻偏偏跑到了天文學家的望遠鏡裏。天文學家隻好老老實實地根據觀測到的亮度和距離去計算類星體應該發出的能量。結果表明，一顆類星體競能發出幾百個銀河係的能量，也就是一顆類星體的能量至少相當於幾千顆太陽。簡直不可思議!
那麽，類星體是不是一種比星係更為龐大的天體呢?否。目前射電望遠鏡的辨認本領提高了很多，但仍不能直接測出類星體的角徑，可見，其角徑是很小的。有些類星體具有光變現象，根據光變周期可以估計類星體的大小，一般隻有幾個“光周”到幾個“光月”。這說明，類星體比一般的星係要小得多。這麽小的天體怎麽能發出如此巨大的能量呢?真叫人難以理解。
目前，類星體已成為近代天體物理學中最熱門的研究課題之一。類星體研究領域裏的症結集中在類星體紅移的本質上：一派認為，類星體的紅移符合通常的物理學和天文學規律，紅移是宇宙論性的；另一派則認為，類星體的紅移是由某種我們還不清楚的物理規律決定的，紅移是非宇宙論性的。
進入60年代以來，在天文學領域裏號稱有四大發現：類星體、脈衝星、星際分子、宇宙微波背景輻射。宇宙微波背景輻射和脈衝星都已分別獲得了諾貝爾獎金。星際分子的發現數目也在與日俱增。有類星體至今仍然像一座座金燦燦的“迷宮”，高掛在無邊無際的宇宙空間，期待著有誌者。未來，你是否能打開這一座座“迷宮”呢?
白矮星是什麽樣的星
恒星中有許多“矮子”，它們的個頭一般比地球還小，有的甚至比月亮還要小，它們的表麵溫度很高，發白光，所以，人們稱這一類星星為“白矮星”。
白矮星雖“矮”，密度卻大得驚人。一顆和地球一樣大的白矮星，技師卻比太陽還要大。一般的白矮星，質量都比地球大幾十萬倍乃至幾百萬倍。天狼星的伴星就是一顆白矮星，它雖然比地球大不了多少，質量卻比地球大30萬倍。在天狼星的伴星上麵，一塊像火柴盒那麽大小的“小石頭”，就重5000千克。假如地球有它那麽大的密度，那麽地球就會變成一個半徑200米左右的小球體。
如果把恒星的一生分為幼年、壯年、中年、老年四個階段，白矮旱就屬於恒星的老年階段。這一時期，恒星內部的核能近於枯竭，而恒星內部的溫度達到極高點，恒星外層的物質擋不住中心的引力而發生收縮。對於質量不及太陽質量1．5倍的恒星來說，收縮的結果就是變成白矮星。恒星在收縮的過程中釋放出巨大的能量，以致它表麵的溫度能達到1萬攝氏度以上。別看它溫度高，實際上中心的核反應已經停止了，是在逐步冷卻中發光，最終將成為不發光的殘骸。
對於質量比太陽大1．5～2倍的恒星來說，白矮星還不是其歸宿，它還會不斷收縮，成為密度更大的中子星。
天狼星的伴星是人們在1862年發現的第一顆白矮星。目前，像這樣個兒小、體重大的白矮星，科學家們已經發現了一千多顆。
不可思議的中子星
一般認為，恒星演化到後期階段，往往要向外猛烈拋發大量物質，形成行星狀星雲。而中央殘核則變成一顆致密天體——白矮星或中子星。
白矮星，體積和地球差不多。但它的密度卻是太陽平均密度的10萬倍以上。1862年，美國光學家克拉克發現了天狼星的一顆伴星就是一顆白矮星。它的平均密度是每立方厘米175千克。(目前已觀測到1000多顆白矮星)。
中子星，體積比白矮星更小，質量和太陽相當，但其半徑隻有十幾千米，其密度高達每立方厘米10億噸以上。中子星上一個核桃大小的東西，在地球上要用幾萬艘萬噸巨輪才拖得動。簡直令人不可思議。中子星不僅密度高得驚人，它的溫度、壓力、磁場也高得驚人，它中心的溫度高達60億度。它的中心壓力比太陽中心壓力高3億倍，它的磁場比太陽磁場高幾萬億倍。中子星也是恒星晚年階段留下的殘核。
如此高溫、高壓、高密度的中子星是怎樣形成的呢?科學家分析，由於超新星的爆發，才形成“中子星”。由於爆發產生的巨大壓力，把原子裏的核外電子擠到了原子核裏麵，與核裏的質子結合形成中子。因此，整個星的物質都是中子，形成中子星。
奇特隕石之謎
隕石是星係形成的年代標本物。要想能正確判斷太陽係誕生時間的關鍵證明就是隕石(隕石有46億年的曆史)，而對月球岩石和土壤的研究表明。月球隕石更古老。對科學家們來說，難以理解的是在月海發現的岩石確實是月球上的新東西。
理查德‘路易斯分析說：“隕石就是太陽係的‘方尖碑’：它們的年齡是46億年，是由一些極其原始的成分構成的，據悉是太陽係尚處在宇宙塵埃狀態的凝聚成的。”如果在月球上發現更古老的隕石，這說明月球曾經不在太陽係呆過。
毫無疑問，月球給我們提出一個問題，月球原來並不是我們太陽係家族的成員。美國NASA幾乎所有的科學家都固執地否定月球比地球和隕石(更不用說太陽係了)的曆史更久遠。即使我們把更多的資料和證據擺到他們麵前，有的科學家還是死死地抱著自己“正統”的觀點不放。他們出自什麽目的?不得其解。不過如果這些證據顯示了另外的含意，即證實“月球一宇宙飛船”假說，那也是自然的事，並不在乎有人是否能夠接受。
在實施“阿波羅計劃”的初期，美國NASA的科學家們顯然說過，月球的年齡是46億年。與太陽係的年齡大致相當，但是也許比地球要古老。哈洛德·尤裏博士也說過，無論我們如何強調地球年齡也是46億年，這隻不過是推測，還沒有任何可資援引的證據。尤裏博士是一位得出“根據確鑿的證據，月球比我們的地球乃至太陽係都更為古老”這一結論的月球研究專家。直至今日，美國NASA都沒有接受這種證據，因為它還頑固地堅持46億年的“定論”。這裏的奧妙，令人深思。
哈雷彗星蛋之謎
1682年，哈雷彗星對地球進行周期性的“訪問’’時，在德國的馬爾堡有隻母雞生下一個異乎尋常的蛋——蛋殼上布滿星辰花
紋。1758年，英國霍伊克附近鄉村的一隻母雞生下一個蛋殼上清晰地描有慧星圖案的蛋。1834年，哈雷彗星再次在蒼穹出現時，希臘科紮尼一個名叫齊西斯·卡拉齊斯的人家裏有隻母雞生下一個蛋，殼上又有彗星圖。1910年5月17日，當哈雷彗星重新裝飾天空時，法國人詫異地從報上獲悉，一位名叫阿伊德。布莉亞爾的婦女養的母雞也生下一個蛋殼上繪有彗星圖案的怪蛋，圖案有如雕刻，不論怎樣擦拭都不會改變。為了得到1986年的彗星蛋，早在1950年，前蘇聯科學家便在國內聯係了數以萬計的農戶；法國、美國、意大利、瑞典、波蘭、匈牙利、西班牙等20多個國家也建立了類似的調查網絡。結果在1986年，意大利博爾戈的一戶居民家裏的母雞生下一個彗星蛋，母雞的主人伊塔洛·托洛埃因此暴富。
為什麽每當天空出現哈雷彗星時，地球上就會出現蛋殼L描有哈雷彗星圖案的雞蛋呢?
尋找世界“第八大洲”
如果問你世界的第八大洲在哪裏?你可能會覺得這個問題莫名其妙，世界上除了亞洲、歐洲、北美洲、南美洲、非洲、大洋洲、南極洲之外，應該沒有大麵積的陸地了。的確，地球上隻有七大洲。可是，自從“阿波羅11號”登月成功以後，人類揭開了新時代的序幕，月球也就成了能夠被人類開辟居所的“第八大洲”。
月球生態係統
月球岩石大多由含氧化合物構成。由於月球上麵沒有大氣層，陽光強度極高，可以從月石中提取氧氣供人類生活使用。月球表麵土壤還含有同位素氦3，如果加以開發，完全可以建立功率強大的核電站，以保障足夠的能源供給。月球還可以實現糧食自給。月球土壤中農作物生長所需的元素與地球土壤大致相同，如果在月球南極中成功地得到足夠的水，農作物就應該能茁壯成長，由此逐步形成月球生態係統。
人類訪問月球
人類已經雄心勃勃地設想，在月球上開發一片永久性居住的宇宙觀測基地，建立城市，然後用巨型火箭把人送上月球旅行或居住。美國在1969年7月到1972年12月先後發射了6艘宇宙飛船，進行科學探測和實驗活動。1989年，美國總統布什曾經向國會提出在月球建立永久居住地的議案。1994年美國又開始了新一輪的月球探測活動，發射了“克萊門汀”無人駕駛宇宙飛船，對月球礦物構成和詳細地形進行了分析研究。2003年10月15日，中國首次成功發射了由真人駕駛的載人航天飛船，邁出了踏上月球的決定性一步。它標誌著不久的將來，我國的宇航員也將能登上月球。
超新星爆發之謎
超新星與脈衝星是恒星在衰老和臨近死亡時的兩種形態。在繁星滿天的夜晚，假如你看到以前沒有星星的地方突然冒出一顆明亮無比的星；在它麵前，著名的天狼星變得暗淡無光，耀眼的金星也無法與之匹敵，那我可以告訴你：你所見到的就是一顆“超新星”。恒星年老時可能會突然發生爆炸，亮度猛然增加上萬倍，然後又慢慢變暗。這種星星叫作“新星”。我們把那些爆炸時亮度特別高的星星稱為“超新星”。
就像一個人總要經曆誕生、成長、衰老直至壽終的過程一樣，天上的星星也有其從生到死的生命曆程。進入晚年的恒星，就像一個內外受力不平衡的物體。本來向外的壓力和向內的引力足平衡的，但這時向外的壓力大大減少，壓力與引力因此而失去平衡，這就像房屋突然斷了支柱和橫梁一樣，會向中心猛然“坍縮”下去。“坍縮”的結果是中心區域的物質被擠壓得十分厲害。於是，從恒星內部釋放出巨大的能量。一種被稱為“中微子”的粒子流，會像超級颶風一樣把恒星摧毀。而這個過程所需要的時問非常短，不到一秒鍾時間，瞬時溫度可達萬億度。一般人很難想像這個過程是怎樣的迅猛，放出的能量有多大。在放出能量的時候，我們就看到了它突然變亮的樣子。這也就是超新星爆炸的原因和過程。
在宇宙中，許多恒星由“生”到“死”都是很平靜的。但也有一些恒星不是這樣循規蹈矩，在它們生命的最後階段，往往會發生大爆炸，同時爆發出巨大的太空火焰。人們把這種情況稱為超新星爆發。超新星和普通新星是有區別的，普通新星爆發的威力與超新星相比，那簡直是小巫見大巫了。新星的爆發在宇宙中並不罕見，在銀河係，每年大約就有上百次。而超新星爆發則不那麽容易見到。比如人們熟悉的“蟹狀星雲”，就是1054年發生的超新星爆發後留下的遺跡。
在我國的宋朝，就曾記錄了這次超新星爆發的情景。那是在1054年7月的一個清晨，天空中突然出現了一個非常非常亮的星體，就是在白天也能看得到，23天之後它才漸漸暗淡下去。18體紀，有個英國天文學家用望遠鏡觀察當時出現“客星”的那片天空時，發現了一團雲霧狀的東西，其形狀有點像螃蟹，人們便把它叫做“蟹狀星雲”。經研究發現，這團星雲還在不斷膨脹，根據其膨脹的速度及其形狀的大小，人們推算出它開始膨脹的時間正是在我國宋朝時人們看到的那顆超新星出現的時間。
到了1949年，科學家們通過對蟹狀星雲的研究，發現它是個強大的射電輻射源。當超新星爆發時，會通過現在人們還未搞清的某種方式形成大量的超高能粒子——宇宙射線。隨著星雲的膨脹和擴散，其內部的宇宙射線就會跑到星際空間來。蟹狀星雲還有一個特點，它95eA，的光輻射都是由超高能的電子造成的，也就是具有“同步加速”的特性，並且這種輻射都是偏振的。
上麵說的都是超新星爆發時形成的星雲，那麽爆發著的恒星木身又是什麽狀況呢?通過觀測，科學家們把超新星確定為兩類，一類是相當老的恒星，它的質量比太陽稍大一點，這種超新星在橢圓星係和旋渦星係中爆發，其輻射強度非常大；第二類超新星隻能在旋渦星係中爆發，根本不會在橢圓星係中產生，這類超新星屬於年輕的大質量恒星。
關於超薪星爆發的原因，目前一種較有說服力的觀點是：爆發很可能是恒星內層向中心“坍縮“時極其迅速地釋放出來的引力勢能引起的。真的是這樣嗎?
脈衝星之謎
1968年2月，英國《自然》雜誌發表了一篇轟動世界的文章：《觀測到脈衝電源》。文章中提到的這種奇特的發射無線電脈衝的天體，後來被命名為脈衝星。這顆脈衝星，是著名的英國射電天文學家休伊什和女研究生喬斯琳·貝爾小姐在1967年夏天偶然發現的。
他們發現，這個天體很有規律地發射一斷一續的脈衝信號，每經過1．337秒就重複一次。開始，他們以為這是地球上某個無線電台發射的信號。但這一假設很快被否定了。後來又懷疑是從某個具有“超級文明”的星球上發來的電報。最後才認定這種脈衝信號來自一個未知的天體。
科學家們對這種脈衝現象這脈衝星自轉的結果。
這種脈衝星，就是科學家們早已預言過的中子星。早在1932年，前蘇聯著名物理學家朗道就推測，宇宙中可能存在一種密度很高的、差不多全由中子組成的中子星。1934年，美國科學家巴德和茲維基又假定說，中子星可能形成於超新星爆發的過程中。休伊什和喬斯琳·貝爾的發現，完全符合以上的猜測。第一，隻有非常小的天體才能迅速旋轉，脈衝星就具備這個條件，其最短周期可達0．033秒。第二，就目前發現的脈衝星來看，其中一部分就存在於超新星爆發的遺跡中，比如被稱為NP0532的脈衝星，就位於蟹狀星雲的中心。經研究發現，脈衝星所在的地方，正好是超新星爆發時應該形成中子星的地方。
脈衝星有許多奇異的地方，它的體積非常小，我們的地球就可裝得下上千萬顆。可別看它小，其密度卻大得驚人，1立方厘米的質量可達幾萬億千克之多。同時它又是一個超高溫的世界，表麵溫度高達1000萬℃，中心溫度高達60億℃。它還是一個超高壓的世界，其中心壓力大約有1萬億億億個大氣壓。它的能量輻射也大得驚人，大約是太陽輻射能量的100萬倍。同時，它也是人們已知的宇宙中磁場最強的天體。
至今，關於脈衝星還有一些問題人們沒有搞明白，如，脈衝星內部為什麽處於超導狀態和超流動狀態?為什麽在周期旋轉中會出現“矢步”現象?“星震”與脈衝星內部結構的某種改變有關係嗎?
彗星產生之謎
星空中有一種別致的天體叫彗星，她好像披著絲巾的仙女，縹緲在廣袤的天空中，透出一股朦朧的美。她最美的部分自然是慧發了。當她經過太陽的身旁時，暗淡的慧核上就會揮發出大量的氣體和塵埃，在太陽風的吹拂下，形成飄逸的“長發”。那麽，彗星為什麽被稱為“彗星”?它又來自何方呢?
中國民間常把彗星稱作掃帚星，“彗”字即掃帚之意。外文中的彗星comet詞來自希臘文，意思是有“尾巴”或‘‘毛發”的星。占代人偶然看到形貌奇怪的彗星出現，感到恐懼，便將其看作災禍的征兆。其實彗星的出現隻是一種自然現象，現代天文觀測研究已逐步揭開了彗星之謎。實際上，彗星隻不過是一顆黑平平的“冰球”，它是由岩石和冰晶組成白勺。彗星隻有運行到離太陽較近時才容易被觀測到．而它們遠離太陽時可能就觀測不到了。
彗星是怎麽產生的?這一直是天文學家極為感興趣的一個問題，因此也提出了種種假說。
一種觀點認為，彗星是在太陽係內部形成的。人們推測，它可能是由於太陽係內的兩顆大行星互相碰撞而形成的。
還有一種與這種地點截然不同的觀點，認為彗星不是在太陽係內形成的，而是來自太陽係以外的星際空間，是由於太陽的引力把它們“俘虜”過來的。
荷蘭天文學家奧爾特提出了“奧爾特雲”假說。這一觀點受到了科學界的普遍重視。這一觀點認為，在離太陽很遠的太陽係邊緣之外，有一個彗星冷儲庫——彗星雲(因此雲是奧爾特提出來的，又稱奧爾特雲)。在那裏，聚集著大量的彗星核，質量比地球小，成為“新”彗星產生的源泉。彗星雲處在太陽與其他恒星之間，因受到太陽的吸引，一部分彗星改變了自己的運行軌道，跑進了太陽係之內，另有一部分被拋到太陽係之外。
最近又有人提出，彗星是從原始太陽星雲的旋轉碎片中產生的，是形成太陽和大行星的稠密星際雲的一部分。它們最初是氣體分子、水、二氧化碳和其他物質，後來凝聚成矽塵微粒，並逐漸又凝聚成較大的粒子。久而久之，便形成了彗星。
看來，這一有趣的問題，人們還將繼續探討下去。
流星雨之謎
奧爾特雲與柯伊伯帶
1950年，荷蘭天文學家奧爾特對彗星軌道進行統計研究，發現軌道半徑為3萬至10萬天文單位的彗星數目很多，他推算距離太陽中心3萬至10萬天文單位的空間有個球狀的彗星儲庫。後來，這個彗星儲庫稱為“奧爾特雲”，那裏的彗星繞太陽公轉的周期長達幾百萬年。據統計，太陽係約有1000萬億顆彗星，它們絕大部分在太陽係外部。1951年，美國天文學家柯伊伯研究彗星性質與彗星形成，認為在太陽係原始星雲很冷的外部區裏的揮發物凝聚為冰體——彗星，他提出冥王星之外有個柯伊伯帶，那裏有很多彗星，它們的軌道近於圓形。
美麗的流星雨在人們眼中充滿了神奇的色彩，其實這多彩多姿的流星雨隻是廣大宇宙中的一個普通的天文現象而已。每年在全球各地會發生40多次可觀測到的流星雨。但亮度較高、規模較大的流星雨隻有幾個，如夏季的英仙座流星雨、冬季的獅子座流星雨就是其中較為著名的。那麽，這美麗的流星雨是怎樣產生的呢?
流星雨看起來像是成群的流星從夜空中的一點進發並墜落下來的，這一點或這一小塊天區叫作流星雨的輻射點。通常以流星雨輻射點所在天區的星座給流星雨命名，以區別來自不同方向的流星雨。例如每年11月17日前後出現的流星雨輻射點在獅子座中，就被命名為獅子座流星雨。獵戶座流星雨、寶瓶座流星雨、英仙座流星雨也是這樣命名的。形成流星雨的小塊物質在進入地球大氣層時都是沿著平行的方向進入的。流星雨之所以看起來是從～個輻射點上進發出來的，其實是一種視覺錯覺。舉個簡單的例子可以解釋：當汽車在平坦的田野上行駛的時候，遠方的景物看起來都像是從一點上分散開來的。
除了九大行星和它們的衛星之外，還有彗星、小行星以及一些更小的天體存在於太陽係中。當它們闖入地球大氣層時，速度可達到每秒鍾幾十千米，在與地球大氣的劇烈摩擦中，引起物質電離而發出了耀眼的光芒。這就是我們經常看到的劃過天際的流星。一般而言，流星是單個出現的，這種流星我們稱之為偶發流星。當流星成群時就會出現流星雨的奇觀。從彗星和小行星身上脫落下來的小塊物質成群結隊地在彗星和小行星所在的橢圓軌道上運行。當它的橢圓軌道和地球繞日公轉的軌道相交，而且地球也運行到交點位置上的時候，成群的小塊物質便進入地球大氣層，流星雨就這樣形成了。
彗星引來災難之謎
彗星在人們心目中的名聲一直不好，人們總是把它同瘟疫、洪水、戰爭、死亡等不祥之兆聯係起來，所以人們又叫它“掃帚星”。曆史上有許多關於“災彗”的記載。
公元前44年，古羅馬的凱撒大帝於3月15日被暗殺。9月23日那天為他舉行追悼儀式時，天空中出現了一顆彗星，持續7天之後才離去。
公元66年，耶路撒冷的人民忍受不了羅馬帝國的殘暴統治，紛紛起來反抗，但終因敵我力量懸殊，失敗了。在這之前不久，曾出現過一顆彗星。人們說，這是耶路撒冷滅亡的先兆。
類似這樣的記載，實在是太多了，它們為彗星蒙上了一層神秘的色彩。但是無風不起浪，在彗星出現的前前後後，地球上確實也出現過一些異常現象，如酷暑、嚴寒、幹旱等。據記載，1835年哈雷彗星回歸時，在日本就出現了“天保大饑荒”，這是德川幕府時代最大的饑荒，有20～30萬人被餓死，還因此發生TAN性的大暴亂。1910年哈雷彗星再次回歸，曰本東京發生了明治時代最大的水災，淹死53人，170多人受傷，洪水還淹沒了19萬多戶人家的房屋。這一現象引起了科學家們的關注，紛紛對這一現象進行分析和研究，其中比較引人注意的，是霍伊爾和尤裏的觀點。
霍伊爾是英國天文學家。他認為，地球上曾經出現過的冰川期，很可能就是彗星與地球相撞造成的。岡為彗星的中心部分是冰核，它是由水、氰化氫、乙腈、二氧化碳等凍結而成的，並有塵埃混入。當彗星衝入地球之後，立刻把大量微粒子撒向大氣層。
這些塵埃鋪天蓋地傾瀉下來，造成地球日照量急劇下降，陸地氣溫降低，水蒸氣變成冰雹降落下來。這樣用不了多久，陸地就會被冰川所覆蓋。
尤裏的看法正好與霍伊爾相反。他認為彗核如果真的與地球相撞，由於壓縮加熱的作用，將產生爆炸，其能量就會變成地震能和熱能，這樣一來，地球大氣的溫度就要升高200℃。如果彗核落入大海，海水的溫度就會升高1．5℃。
我國的陳惟澈在《宇宙奧妙之一窺》一書中也認為，彗星如果真的與地球相撞，地球是絕不會平安無事的。根據地質學家們的研究，地殼曾發生過55次大的變動，發生在新生世的最後一次地殼運動，是最猛烈的一次。據陳惟澈分析，這一次很可能就是彗星撞擊的結果。因為若不是與其他星球相撞，地球不會發生這樣大的變動，而彗星又是這次相撞的最理想的候選人。他認為在這次相撞中，地球被撞得塵土飛揚，其中一部分碎片尾隨彗星而去，另一部分又回到了地球上，還有一部分則成了地球的衛星——月亮。而且這一撞還擠出了許多山脈。地球的自轉速度也減慢了。地中海、大西洋、太平洋都是在這次相撞中形成的。同時，地球上的氣候也被改變了。
以上關於彗星撞擊地球造成種種災難的假說，還有待進一步探討和研究。
彗星解體之謎
地球、月球和太陽係其他行星、衛星，以及大部分小行星，都有堅固的結構和強大的重力場。它們除非受到劇烈的撞擊，否則是不會解體的。然而彗星就不同了，它們是太衛星係形成時遺留下來的“原始磚塊”，基本結構就像“髒雪球”，含有大量水、甲烷、氨等容易揮發的輕物質，當然不會是很結實的。
彗星的解體可能有破裂和爆發兩種情況。當彗星運行到太陽附近時，高溫使它的揮發性物質迅速氣化，形成我們所看見的彗發和彗尾。此時的彗核仍時常發生噴發，有大量物質脫落，嚴重時，整顆彗星會分裂。例如，1965年一顆明亮的池穀一關彗星從太陽近旁掠過後就裂成3塊。也有的彗星並不是被太陽“烤化”的。1992年的蘇梅克一列維彗星曾在離木星僅600萬千米處掠過，當時木星強大的吸引力猛扯了一下這個“髒雪球”，使它四分五裂。估計這個“彗星群”最終會變成一個或幾個流星群。
著名的哈雷彗星曾於1986年回歸，隨即消失在茫茫天宇中。但是到了199i年2月，隱身於距地球20多億千米的宇宙深空中的哈雷彗星，其亮度竟突然增加了幾百倍，並重新長出了直徑達20萬千米的長長彗發。這很可能是一次大爆炸。其中的奧秘何在呢?
一種可能是有一顆直徑為2．6～60米的小行星，橫向襲擊了哈雷彗星。果真是這樣的話，當哈雷彗星下一次回歸時，人們將會從它身上發現一處2千米長的新傷。另一種可能是由於1991年1月31目的太陽特大耀斑爆發產生的巨大能量激波，震破了哈雷彗星的薄弱外殼，使大量塵埃外溢。
作為哈雷彗星爆炸的發現者之一，夏威夷大學的科學家米茨則認為，組成彗星的物質中，除冰外，還有一氧化碳。而固態一氧化碳易升華為々體，當它的壓力一旦積累到足夠大時，就將在表層的薄弱處衝開缺口，噴出大量冰、塵埃，從而引起大爆炸。
“天外來客”——隕石
隕石是流星體自宇宙太空落到地麵上的殘骸，主要分為三大類：石隕石、鐵隕石、石鐵隕石。闖入地球大氣層的諸多流星體在進入大氣層時，由於有些流星體的質量較大，在經過與地球大氣的劇烈摩擦後未能充分燃盡，最後墜落到地球表麵成為隕石。
聚焦隕石墜落
2004年12月11日晚上11點40分左右，有隕石降落在蘭州郊區，當地突然傳出了兩聲巨大的爆炸聲，同時伴隨著耀眼的光亮，這種情況近些年來是相當罕見的。兩天後，兩位地震專家通過對震波進行分析與測算，發現這次隕石墜地引起的震波相當於30噸烈性炸藥爆炸的威力。經過詳細的研究，專家推測隕石降落在蘭州市東北方向，距離市區60千米左右的青城鎮鹿穀子山附近。這一事件吸引了不少專業團體前往尋找隕石。
“惡魔之坑”
1891年，在美國亞利桑那州I巴林傑發現了一個直徑為1280米，深180米的巨大坑穴，坑周圍有一圈高出地麵40多米的土層。它是怎樣形成的呢?人們迷惑不解，幹脆叫它惡魔之坑。後經學者們考證，這是個隕石坑，是距今2．7萬年前，一個重達2.2萬多噸的隕石以5．8萬千米的時速墜落地球時衝撞而成的。然而奇怪的是，這個龐然大物給人們留下了一個大坑和坑邊幾塊隕石鐵片後便沒了蹤影。有人估計隕石就落在坑下幾百米的地方，可是至今沒有人挖出它來加以證實。
黑洞之旅
“黑洞”很容易讓人望文生義地認為它是一個“大黑窟窿”，其實不然。所謂“黑洞”，就是這樣一種天體：它的引力場是如此之強，就連光也不能逃脫出來。我們看不到它，隻能通過觀察它周圍的天體狀態和它發射出來的X射線來找到它。
會蠻曲光線的黑洞
與別的天體相比，黑洞顯得太特殊了。例如，黑洞有“隱身術”，人們無法直接觀察到它，連科學家都隻能對它的內部結構提出各種猜想。那麽，黑洞是怎麽把自己隱藏起來的呢?答案就是——彎曲的空間。這樣就造成個有趣的現象，有些恒星朝其他方向發射的光也可能被附近黑洞的強引力折射而到達地球。這樣我們不僅能看見這些恒星的“臉”，還能同時看到它的側麵和“後背”!
會“唱歌”的黑洞
天文學家發現黑洞也會“唱歌”。不過，黑洞發出的天籟之音，凡人的耳朵根本無法欣賞，它過於低沉，是迄今在宇宙中探測到的最低沉的聲音。如果用音樂術語來表述，它發出的是降B音，但是音高卻低了57個八度，相當於鋼琴發出的降B音的約三百萬億分之一。位於英仙座星係團中央的超大質量黑洞所發出的聲波，經過天文學家分析後發現，這種波每隔1000萬年才振動一周。
星星間的爭奪戰
星係是宇宙中龐大的星星“島嶼”，它們大多遙遙相對，老死不相往來。不過，有時它們也會有一些“親密接觸”的情況發生。這就是天體問的“吞食”現象。
星係上演“大魚吃小魚”
科學家通過觀測證實，銀河係外層的許多恒星和星團，都是它憑借強大的引力從人馬座矮星係攫取來的，銀河係正是通過吃掉更小的鄰居而不斷成長。人馬座矮星係的質量僅為銀河係的萬分之一，它已被銀河係吞食了近20億年。而在銀河係持續而緩慢的咀嚼下，幾十億年之後，它可能會被完全吞食，變成銀河係暈輪周圍的一抹痕跡。
恒星之問的“吞食”
天文學家向我們描述了大恒星吞並小恒星的現象：位於某星雲中部相距很近的一對恒星，其中的一顆正在被另一顆無情地“吞掉”。這種現象一般是一對雙星，“攜手“進入了晚年，接下來兩個恒星就越轉越近．同時相互運轉也越來越快。勢力較強的那一顆恒星，“爭分奪秒”地從另一顆恒星身上把衣服搶下來，穿在自己身上。於是，隨著衣服的增厚，這顆恒星的體積和質量也越來越大。
恒星“吞食”行星
50億年以後，地球的命運將何去何從?也許我們考慮不到那麽遙遠，因為太陽可能會急劇膨脹．毫不留情地“吃掉”地球。在編號為HD47536巨大恒星附近發現的行星就是這樣一個典型例子。該恒星位於距離地球4億光年的大犬星座內，它正在變成一顆紅巨星，它周圍的行星與它的表麵之問的距離變得越來越小，而行星也因此變得越來越熱，再經過2億～3億年它就會完全吞食掉這顆行星。
反物質世界
宇宙中究竟有沒有“反物質”呢?“反物質’’到底是什麽呢？“反物質”是和物質相對立的一個概念。眾所周知，原子是構成化學元素的最小粒子，由原子核和電子組成。原子核由質子和中子組成，電子圍繞原子核旋轉。質子帶正電荷，電子帶負電荷。從質量上看，質子是電子的1840倍，形成了強烈的不對稱性。因此，一些科學家提出疑問，二者相差這麽懸殊，會不會存在另外一種粒子，它們的電量相等而極性相反?
反粒子的發現
1928年，英國物理學家狄拉克從理論上提出了帶正電荷“電子”的可能性。1932年，美國物理學家安德遜經過實驗，把狄拉克的預言變成了現實。他把一束Y射線變成了一對粒子，其中一個是電子，而另一個同電子γ質量相同的粒子，帶的就是正電荷。1979年美國科學家把一個有60層樓高的巨大氦氣球，放到離地麵35幹米的高空，捕獲了28個反質子。從此，人們知道了每種粒子都有相應的反粒子。
湮滅效應
對稱宇宙學學派認為，我們所看到的全部河外星係(包括銀河係在內)，原本不過是個龐大而又稀薄的氣體雲，由等離子體構成。等離子體既包含粒子，又包含反粒子。當氣體雲在萬有引力作用下開始收縮時，粒子和反粒子接觸的機會就多了起來，便產生了湮滅效應，同時釋放出巨大能量。
無處不在的暗物質
如果套用開普勒定律，銀河係銀盤外部恒星運動的速度直當比靠近中心的慢。但是觀測結果並非如此，整個銀盤內恒星的運動速度大致相同。因此，天文學家認為，銀河係中存在著一種數量大而看不見的物質——暗物質。而且，它是廣泛存在於宇宙間的。
探索暗物質能量
與暗物質密切相關的一種物理學概念稱作“暗物質能量”。“暗物質能量可能是物理學中最大的謎團。”英國劍橋天文研究所的一位研究員說。根據科學家們的說法，暗物質能量是填充在銀河星係和宇宙空間中的一種力，並且這種力又驅使它們分離。當神秘的暗物質能量驅動力開始作用並超過引力，就使得宇宙膨脹的速度減慢，而宇宙從60億年前就開始從減速膨脹向加速膨脹過渡了。
宇宙暗物質
宇宙中存在的大量暗物質都是些什麽呢?英國天文學家裏斯認為可能有3種類型。第一類是極暗弱的褐矮星，或者是相當於木星質量30～80倍的大行星。第二類是很早以前由超大質量的恒星演化到死亡階段時形成的大質量黑洞，其質量相當於太陽質量的200萬倍。第三類是奇異粒子，如與電子有聯係的、質量可能在20～49電子伏之間的中微子，又如質量為10．5電子伏的軸子，以及科學家所讚成的大統一理論所允許和要求的各種粒子。歐洲核子研究中心的粒子物理學家伊裏斯推薦了4種暗物質最佳候選者：光微子、希格斯微子、中微子和引力微子。正是由於這些特殊粒子的存在，才構成了星係外圍的大質量的暗暈。