太陽系十大謎團

如果把冥王星到太陽的距離算作1，那麼太陽風吹拂的最遠距離就是4，而太陽引力影響的最遠距離則以“千”來計算！我們其實只瞭解了太陽系中很小的一部分的很少事情，從中央的太陽到遙遠的太陽系邊緣，處處都有解不開的謎團。

隨著我們把衛星送進太空，隨著我們不斷改進望遠鏡，我們對太陽系的星體和太陽系的演化有了更多的瞭解，我們也許會天真地想，太陽系的所有答案都已經被我們知曉了。

其實即使到了太空時代的今天，太陽系仍然有太多的謎團需要我們去揭示。畢竟，我們熟悉的八個行星，再加上冥王星和其他幾個矮行星，它們的軌道在太陽風圈（被太陽的影響力支配的空間體積）的範圍內僅僅佔據了一小部分空間，另外那些絕大部分空間雖然也同樣被我們稱為太陽系家園，但我們對那裡知之甚少。

那麼，太陽系中還有哪些重大的謎團呢？科學家對這些謎團有哪些最新研究？現在，就讓我們一起瀏覽一下困擾了所有天文學家的十大謎團，讓我們從太陽系中心的太陽開始談起，逐漸向外探尋。順便說一句，下面這些謎團是不能用暗物質一類稀奇古怪的事物來解釋的。不過，有一個謎團或許跟暗物質有關，至於是哪一個，往下看吧。

10

太陽兩極溫度之謎

近20年前，從發現號太空梭上發射的太陽探測器利用木星作為“重力彈弓”，成功地成為繞太陽極點運動的物體，從而有機會一窺太陽極點的秘密。

太陽探測器給我們帶來了一個令人驚訝的觀測結果：太陽南極的溫度比北極低了足足8萬度！而且這種溫度差別顯然和太陽的磁場變化沒有關係，因為我們知道，太陽磁場有一個11年的變化週期，而根據觀察，太陽兩極的溫度差卻沒有發生週期性變化。

這個謎團至今也沒有得到滿意的解釋。研究太陽的專家目前猜測，也許太陽的北極附近和南極附近的內部結構有差異，從而造成了溫度差距大的現象。但那團火球的內部究竟有什麼古怪呢？要解開這個謎團，我們需要發射更好的太陽探測器。

重力彈弓

所謂的重力彈弓，就是利用行星的重力場來給太空飛船加速，將它甩向下一個目的地，只要飛船進入行星的重力場時速度合適，它就不會被行星捕獲而變成衛星，相反還會因為行星重力的作用，在軌道上獲得額外的能量，從而得到加速，此時行星變成了飛船的“引力助推器”。利用重力彈弓，宇宙飛船能夠拜訪冥王星軌道以內的所有太陽系天體。

9

日冕的異常高溫

為什麼太陽的“大氣層”——日冕的溫度比太陽的表面即光球層的溫度還高？

這個問題已經困擾了天文學家半個世紀。日冕的溫度如此之高，簡直可以和太陽核心處發生核聚變位置的溫度一爭高低。但這怎麼可能發生呢？如果你點亮一隻燈泡，在電能轉化為光能和熱能的過程中，燈泡周圍的空氣確實被加熱了，但卻絕對不會高過燈泡表面玻璃的溫度。一般來說，你離一個熱源越近，就感覺越熱，而不是越冷。但是太陽那裡居然就這麼奇怪，太陽表面光球層的溫度只有約6000開爾文，但離開表面數千千米的日冕溫度卻超過百萬開爾文。似乎各種物理定律都被這個現象打破了。

不過如今，天文學家可能正逐漸揭示日冕高溫謎團的真相。隨著觀察技術的提高和理論模型的完善，對日冕的研究也越來越精細。現在天文學家認為，這個古怪現象可能是太陽磁場在搗鬼。加熱日冕的“嫌疑人”有兩個，它們是奈米耀斑和電磁波，兩者都由太陽磁場產生，都具有加熱太陽“大氣層”的重大嫌疑。不過，一切都還沒有定論，也許我們需要一根極度耐熱的探針，然後把它插入日冕……

開爾文溫度

以絕對零度作為計算起點的溫度，開爾文溫度和人們習慣使用的攝氏溫度相差一個常數273。15，即開爾文溫度＝攝氏溫度＋273。15。

8

火星半球之謎

為什麼火星的兩個半球如此不同？

這是一個困擾了科學家許多年的謎團了。火星的北半球最主要的地形是平淡乏味的低地，然而到了南半球，卻是山脈縱橫，橫亙著巨大壯觀的高地。在火星的早期研究中，人們猜測火星可能是遭受了某些天體的猛烈撞擊，使它的一部分物質被甩了出去，受撞擊的位置出現了低窪的隕石坑，經過歲月的侵蝕，變成了如今的低地。

但是，現在科學家發現，從地理上看火星上的低地並不是一個隕石坑，至少那裡沒有任何隕石坑邊緣陡崖的痕跡，也沒有弧形的隕石坑邊緣痕跡。一些科學家修正了這種“火星撞擊假說”，認為當年是一顆直徑在1。6千米到2。7千米的大隕石撞擊了火星北半球，形成了今天看到的低地。由於隕石不算大，因此沒有留下明顯的撞擊痕跡。但是更多的科學家則認為，我們需要一個新的理論來解釋火星的這個謎團。

7

通古斯大爆炸事件

這個謎團屬於我們的地球，是什麼引起了俄羅斯遠東森林中的通古斯大爆炸？這一幕並不是什麼科幻故事，這是千真萬確的事實。在1908年，即距今一百多年前，宇宙不負責任地向我們的家園扔來了某件東西……真糟糕，直到現在我們還不知道那東西是什麼！

根據當時的目擊者描述，一個明亮的火球從天而降，亮度在幾百千米之外都可以觀察到。隨後的科學考察發現，一大片地區的地面變得四分五裂，大約8000萬株樹木被毀壞，2000平方千米的土地被夷平。但是，卻沒有任何隕石坑的痕跡。到底是什麼東西落了下來？

這個謎團依然是個謎團，研究人員提出了各種說法，比如彗星或小行星衝入了大氣層，在地面之上發生了爆炸。最近科學家正在研究太空中執行的一些彗星的碎塊，希望能發現製造通古斯大爆炸的元兇彗星。但問題是，在爆炸地點人們至今還沒有找到彗星留下的任何痕跡，我們憑什麼說是彗星乾的呢？

6

天王星傾斜之謎

為什麼天王星斜著身子自轉？

天王星真是一顆行為古怪的行星。太陽系的各個行星的赤道面雖然也都或多或少與它們繞太陽運動的黃道面有一定的夾角，但其他行星的行為絕對沒有天王星那麼怪異。天王星簡直就是躺在軌道上運動的，這使得它的南極和北極都有可能直接指向太陽，當然這種情況出現的時候不太多，大約42年（地球年）才會出現一次。

此外，從地球北極上空觀察太陽系，幾乎所有的行星都是逆時針自轉的，但是金星卻反向旋轉，和其他行星不合拍。於是科學家猜測，金星過去曾經遭受了一次撞擊，使它的轉軸發生了改變。也許類似的撞擊也造成了天王星的怪異行為？

一些科學家認為，天王星是宇宙交通事故的受害者，但是另外一些科學家則認為，它的行為完全可以用一種比較溫和的理論來解釋。在太陽系演化的早期，木星和土星在軌道上並不老實，它們的軌道比現在要扁平，因此對周圍其他天體的影響也就更大，首當其衝的就是木星外側的氣態行星——天王星。當木星和土星靠近天王星運動時，巨大的引力“擊倒”了天王星，讓它變成了躺著旋轉的模樣。

科學家還需要進一步研究，以確定讓天王星行為怪異的元兇，到底是一顆地球大小的肇事岩石星球，還是曾經狂野、目前已變得規矩的木星或土星。

5

泰坦星怎麼會有大氣層？

為什麼土星的衛星之一泰坦星會有類似地球的大氣層？

泰坦星是太陽系中唯一一顆擁有大氣層的衛星。它還是太陽系體積排第二的衛星，比地球的衛星月亮大80％。雖然比起地球的塊頭來要小，但它在許多方面和地球很相似。火星和金星經常被比喻為地球的兄弟，但是它們的星球大氣層一個比地球大氣層稀薄100倍，另一個比地球大氣層濃厚100倍。現在讓我們來看看泰坦星的大氣層吧，它僅僅比地球大氣層濃厚50％，而且主要氣體成分還是氮氣，在地球大氣層中氮氣含量約為79％，在泰坦星大氣層中含量則是95％。泰坦星上的這些氮氣是從哪裡來的？

泰坦星讓人迷惑的還不僅僅是大氣層，它的表面被碳氫類化合物所覆蓋，這讓人們對在它的上面發現生命充滿了期待。泰坦星的大氣層中還有放電現象，簡直像極了早期地球環境。但是它離我們如此遙遠，怎麼會有類似地球一樣的大氣層的呢？我們還不知道。

4

高溫中產生的彗星塵埃

冰冷彗星上的灰塵，竟然是在較高的溫度下形成的！

彗星是太陽系中的髒雪球，被認為誕生於太陽系邊緣寒冷的柯依伯帶裡，那裡比海王星離太陽更遠，在那片神秘的太空區域裡，有被稱為奧爾特雲的塵埃團，彗星就從那裡誕生的。在太陽微弱引力的作用下，彗星會偶然地闖入太陽系的內部空間中，太陽的熱量會使彗星的冰融化並蒸發，在彗星身後產生壯觀的彗尾。許多彗星直接衝向了太陽，但有一些則比較幸運，以自己的軌道繞太陽旋轉。

但是2004年，科學家利用儀器採集到了彗星上面的塵埃。來自髒雪球的塵埃似乎是在1000開爾文的高溫下形成的，而彗星顯然是在太陽系邊緣接近絕對零度的溫度下產生的，這就出現了溫度上的矛盾。

太陽系是在46億年前由一團星雲吸積盤所形成的。從彗星上採集來的塵埃只可能是在吸積盤的中心區域形成，那裡是初生的太陽的領地，所以遠古時期一定有一種方式把塵埃輸送到了遙遠的太陽系邊緣，並最終存放在了柯依伯帶的位置。

但是，誰能承擔如此遙遠的運輸重任？科學家想不出合適的“人選”，還是讓我們去柯依伯帶看一看吧。

3

柯依伯懸崖

為什麼柯依伯帶的疆域會突然停止擴張？

在海王星的軌道之外，柯依伯帶是一片廣闊的空間，圍繞太陽系內部形成了一個大環。它很像位於火星和木星之間的小行星帶，柯依伯帶包含了數以百萬計的含岩石質和金屬質的物體，但它要比小行星帶大200倍。那裡同樣含有大量的水、甲烷和氨冰，這些都是彗星的彗核的成分。柯依伯帶中還包含了幾個大一點的天體，比如冥王星，它現在的身份是矮行星。

柯依伯帶距離我們太過於遙遠，因此充滿了神秘感，不過科學家現在已經多少了解了一些柯依伯帶的情況。在距離太陽50個天文單位（1個天文單位等於地球到太陽的平均距離，約為1。5億千米）遠的地方，柯依伯帶的疆域突然之間戛然而止，在該疆域之外，我們完全觀測不到疆域內小天體橫飛的場面。疆域兩邊的反差實在太強烈了，於是人們把柯依伯帶的疆界稱為“柯依伯懸崖”。

為什麼小天體都扎堆在柯依伯帶裡活動？人們對此沒有太好的解釋，只有一些不成熟的理論。一種觀點認為，在柯依伯懸崖之外，其實也有大量的物體存在，但是由於某種原因，它們無法形成較大一些的物體，於是我們就觀察不到它們的存在。而另一種針鋒相對的觀點則認為，柯依伯懸崖之外曾經存在的物體都被一顆行星般的天體給清理乾淨了，這顆不知名的行星的體積大概和地球、火星差不多。後面這個觀點當然缺乏觀測的證據，即使從引力的角度看，也察覺不到這顆行星的存在。換句話說，我們對解釋柯依伯懸崖為什麼會出現，還沒有線索。

2

旅行者號跑偏了

為什麼旅行者號飛船會脫軌？

這個現象令天文學家頗為驚愕。旅行者10號和11號宇宙飛船分別於1972年和1973年發射升空，去探索太陽系的外部。在它們的旅途中，天文學家們注意到，兩個探測器都經歷了離奇的一幕：它們都出現了反常的朝太陽方向的加速度，推動它們偏離了正常軌道。雖然這種偏離從天文學角度看並不大，在100億千米的行程後，大概偏離了38。6萬千米，但兩個飛船都出現相同的一幕，這讓天文學家目瞪口呆。

現在主要的觀點認為，飛船上攜帶的利用放射性同位素發電的儀器發出了紅外線，照射飛船，使飛船一側釋放出光子，產生了向太陽方向的微弱推力。而另一種解釋則更為奇特，一些科學家認為飛船已經距離地球太遠了，我們在地球附近適用的理論未必還適用於飛船，愛因斯坦的廣義相對論到了遙遠的宇宙深處，必須要修正一下才能更準確。也許，那裡有神秘的暗物質，在飛船的旅程中發揮了影響力，改變了飛船的軌道。

到現在為止，只有30％的軌道偏差量可以用紅外線來解釋，而暗物質的解釋還停留在想像中，天文學家還沒有給旅行者號的異常偏差一個滿意的交待。

1

奧爾特雲，有還是沒有呢？

我們前面的確提到了奧爾特雲，但它真的存在嗎？

隨著離太陽系中心越來越遠，旅行者號的異常偏差謎團確實難以解釋了，但奧爾特雲卻是所有謎團中最大的那個謎團！為什麼這樣說？因為我們還沒有真的看到過它，它還只是天文學家對太空中某個位置的假設。

對於柯依伯帶，我們可以觀察到大的物體，因此柯依伯帶是肯定存在的。但是奧爾特雲距離我們更加遙遠（甚至不在我們的宇宙中？），天文學家設想，它距離太陽有5萬個天文單位，幾乎達到了1光年遠，是我們到達太陽系最近的恆星鄰居——半人馬座路程的1/4。奧爾特雲絕對稱得上是太陽系的邊疆，如果那裡確實有物體存在，太陽對它們的引力也是非常、非常微弱，它們甚至可能會被路過的天體影響而從太陽系叛逃。從純理論上講，天文學家認為，奧爾特雲內部的擾動使冰塊週期性地進入太陽系內部，形成了彗星，比如有名的哈雷彗星。

但實際上，讓天文學家相信奧爾特雲存在的證據只有一個，就是那些進入太陽系內部的長週期彗星！那些彗星的橢圓飛行軌道實在太扁，軌道的另一端遠遠地離開了太陽系中心，暗示它們也許來自遙遠的太陽系外部空間，即奧爾特雲。可是彗星來自那裡的可能性有多大呢？那些長週期彗星也許來自其他地方，但在漫長的旅程中被途經的一些天體改變了軌道，使得它們的軌道看上去好像來自遙遠的“奧爾特雲”。這麼解釋也並非毫無道理。

所以，奧爾特雲似乎是在那裡，可惜我們不能直接觀察到它。考慮到距離的因素，如果我們能解開奧爾特雲的謎團，人類甚至具備了考察或前往半人馬座的能力，到那時，人類就肯定不會再為太陽系裡的謎團煩惱了。

因此，奧爾特雲絕對是我們太陽系裡最大的謎團。