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世界上早發(fā)現(xiàn)的小行星 1801年發(fā)現(xiàn)的谷神星
2019-06-11 23:55:19 來(lái)源: 】【繁體

世界上早發(fā)現(xiàn)的小行星是什么?谷神星(Ceres)是太陽(yáng)系中最小的、也是唯一位于小行星帶的矮行星。由意大利天文學(xué)家皮亞齊發(fā)現(xiàn),并于1801年1月1日公布。2006年,國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將谷神星重新定義為矮行星,谷神星曾被認(rèn)為是太陽(yáng)系已知最大的小行星。下面就跟360常識(shí)網(wǎng)一起具體看看世界上早發(fā)現(xiàn)的小行星等相關(guān)內(nèi)容。

簡(jiǎn)介

谷神星(Ceres)是太陽(yáng)系中最小的、也是唯一位于小行星帶的矮行星。由意大利天文學(xué)家皮亞齊發(fā)現(xiàn),并于1801年1月1日公布。2006年,國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)將谷神星重新定義為矮行星,谷神星曾被認(rèn)為是太陽(yáng)系已知最大的小行星。谷神星很可能是一個(gè)分化型星球,具有巖石內(nèi)核,地幔層包含大量冰水物質(zhì),現(xiàn)探測(cè)到星球表面有大量載水礦物質(zhì)。初步推測(cè)水占谷神星體積的40%。谷神星還能通過(guò)太陽(yáng)能獲得能量,因?yàn)樗嚯x太陽(yáng)僅2.8個(gè)天文單位,相比之下,木衛(wèi)二和土衛(wèi)二一距離較遠(yuǎn),分別是5.2和9個(gè)天文單位。

谷神星位于火星和木星軌道間的小行星帶中,此前研究已確認(rèn)其內(nèi)部存在大量的冰。歐航局在《自然》雜志上報(bào)告說(shuō),他們利用赫歇爾望遠(yuǎn)鏡首次在谷神星上發(fā)現(xiàn)了水蒸氣,這些水蒸氣來(lái)自谷神星表面顏色較深的區(qū)域。水蒸氣的量并不大,約為每秒6千克,但這一發(fā)現(xiàn)對(duì)于證實(shí)谷神星上有水意義重大。研究人員推測(cè),水蒸氣冒出的具體原因可能有兩個(gè):一是太陽(yáng)照射使谷神星表面的冰被迅速加熱所致,二是谷神星內(nèi)部仍有能量?茖W(xué)家推測(cè)可能擁有液態(tài)水的海洋。

2014年12月18日,美國(guó)行星科學(xué)研究所科學(xué)家李劍揚(yáng)說(shuō):“我并不認(rèn)為在天體生物學(xué)方面谷神星不如其它潛在宜居性的星球。生命存在需要3個(gè)基本條件——液態(tài)水、能量來(lái)源和某些化學(xué)成分(碳、氫、氮、氧、磷和硫磺等),谷神星均占一定優(yōu)勢(shì)。”

發(fā)現(xiàn)過(guò)程

1766年,德國(guó)有一位名叫約翰·提丟斯(Johann Daniel Titius)的中學(xué)教師,把下面的數(shù)列:

(0+4)/10=0.4;(3+4)/10=0.7;(6+4)/10=1.0

(12+4)/10=1.6;(24+4)/10=2.8;(48+4)/10=5.2

(96+4)/10=10→(3*2ⁿ+4)/10

令提丟斯驚奇的是,他發(fā)現(xiàn)這個(gè)數(shù)列的每一項(xiàng)與當(dāng)時(shí)已知的六大行星(即水星、金星、地球、火星、木星、土星)到太陽(yáng)的距離比例(地球到太陽(yáng)的距離定為1個(gè)單位)有著一定的聯(lián)系。

提丟斯的朋友,天文學(xué)家波得深知這一發(fā)現(xiàn)的重要意義,就于1772年公布了提丟斯的這一發(fā)現(xiàn),這串?dāng)?shù)從此引起了科學(xué)家的極大重視;并被稱為提丟斯——波得定律即太陽(yáng)系行星與太陽(yáng)的平均距離.

當(dāng)時(shí),人們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)天王星、海王星,以為土星就是距太陽(yáng)最遠(yuǎn)的行星。

1781年,英籍德國(guó)人赫歇爾在接近19.6的位置上(即數(shù)列中的第八項(xiàng))發(fā)現(xiàn)了天王星,從此,人們就對(duì)這一定則深信不疑了。根據(jù)這一定則,在數(shù)列的第五項(xiàng)即2.8的位置上也應(yīng)該對(duì)應(yīng)一顆行星,只是還沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。于是,許多天文學(xué)家和天文愛(ài)好者便以極大的熱情,踏上了尋找這顆新行星的征程。

1801年新年的晚上,意大利神父朱塞普·皮亞齊(Giuseppe Piazzi,1746年7月7日~1826年7月22日)還在聚精會(huì)神地觀察著星空。突然,他從望遠(yuǎn)鏡里發(fā)現(xiàn)了一顆非常小的星星,正好在提丟斯——波得定則中2.8的位置上。這顆行星在幾天的觀測(cè)期內(nèi)不斷變動(dòng)位置。可是,當(dāng)皮亞齊再想進(jìn)一步觀察這顆小行星時(shí),他卻病倒了。等到他恢復(fù)健康,再想尋找這顆小行星時(shí),它卻不知所蹤。皮亞齊沒(méi)有放棄這一機(jī)會(huì),他認(rèn)為這可能就是人們一直沒(méi)有發(fā)現(xiàn)的那顆行星。

天文學(xué)家對(duì)皮亞齊的這一發(fā)現(xiàn)持有不同的看法。有人認(rèn)為皮亞齊是正確的;也有人認(rèn)為這可能是一顆彗星,關(guān)于這顆行星的說(shuō)法不在少數(shù),天文學(xué)界議論紛紛。

幾個(gè)月過(guò)去了,人們的爭(zhēng)論也沒(méi)見(jiàn)分曉。可是,這場(chǎng)爭(zhēng)論卻引起了德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯的注意。高斯想,既然天文學(xué)家通過(guò)觀察找不到谷神星,那么,是否可以通過(guò)數(shù)學(xué)方法找到它呢?許多天文學(xué)家對(duì)高斯的這一提法不以為然。天文學(xué)家都找不到谷神星,難道高斯還能把它算出來(lái)嗎?朋友們也勸他不要把自己的時(shí)間和才智浪費(fèi)在這一毫無(wú)希望的問(wèn)題上。

年輕的高斯卻有自己的看法。他認(rèn)為,天文學(xué)是離不開(kāi)數(shù)學(xué)的。如果沒(méi)有雄厚的數(shù)學(xué)知識(shí),是不可能成為一個(gè)出色的天文學(xué)家的。在天文學(xué)發(fā)展史上,情況也正是如此。開(kāi)普勒正是憑借著自己的數(shù)學(xué)才能,才發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的三大定律。牛頓也是憑著淵博的數(shù)學(xué)知識(shí),才發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律。

在高斯之前,著名數(shù)學(xué)家歐拉曾經(jīng)研究出了一種計(jì)算行星軌道的方法?墒,這個(gè)方法太麻煩。高斯決心去尋找一種簡(jiǎn)便易行的方法。在前人的基礎(chǔ)上,高斯經(jīng)過(guò)艱苦的運(yùn)算,以其卓越的數(shù)學(xué)才能創(chuàng)立了一種嶄新的行星軌道計(jì)算理論。他根據(jù)皮亞齊的觀測(cè)資料,利用這種方法,只用了一個(gè)小時(shí)就算出了谷神星的軌道形狀,并指出它將于何時(shí)出現(xiàn)在哪一片天空里。

1801年12月31日夜,德國(guó)天文愛(ài)好者奧伯斯,在高斯預(yù)言的時(shí)間里,用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)了這片天空。不出所料,谷神星再一次奇跡般地出現(xiàn)了!

高斯的計(jì)算方法成功了。高斯從筆尖上尋找到的這顆行星,在隱藏了整整一年后,成為人類的最好的新年禮物。這一禮物向人們顯示了數(shù)學(xué)在科學(xué)研究中的巨大作用。

在發(fā)現(xiàn)小行星之前,皮亞齊原是找尋Francis Wollaston的恒星列表中所記載的Mayer 87星,但他在表中所述的位置找不到該星。及后他找到一顆會(huì)移動(dòng)的星,最初他認(rèn)為這是顆彗星。

皮亞齊持續(xù)觀測(cè)至2月11日,但他的發(fā)現(xiàn)卻未受注意,之后該小行星已公轉(zhuǎn)至太陽(yáng)背面而無(wú)法觀測(cè)。及后德國(guó)數(shù)學(xué)家高斯憑著皮亞齊的三次觀測(cè)結(jié)果去估計(jì)其軌道,并于翌年由Franz Xaver,Baron von Zach和奧伯斯成功尋回該天體。另一位天文學(xué)家波得認(rèn)為火星與木星軌道之間的位置理應(yīng)有行星,而谷神星正是該顆他認(rèn)為的未知行星,但它的體積比起其他大行星要小得多,因此威廉·赫歇爾(Friedrich Wilhelm Herschel,1738年11月15日~1822年8月25日)后來(lái)把這類天體稱為“小行星”(asteroid)并由此延伸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即要確定一個(gè)天體是否為行星,這個(gè)行星的體積必須比谷神星要大。

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