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我国的天文观测从原始社会就开始萌芽了。据史料记载,公元前24世纪的尧帝时代,就设立了专职的天文官,专门从事“观象授时”。从仰韶文化时期留下来的遗迹中,就有人们就描绘了光芒四射的太阳形象,进而对太阳上的变化也屡有记载,描绘出太阳边缘有大小如同弹丸、成倾斜形状的太阳黑子。可见中国古代对天文观测之早。
我国先民对太阳、月亮、行星、彗星、新星、恒星,以及日食和月食、太阳黑子、日珥、流星雨等罕见天象,都有着悠久而丰富的记载。例如,甘德,他是齐国人,先秦时期著名的天文学家,大约生活于公元前4世纪中叶,是世界上最古老星表的编制者和木卫二的最早发现者,他和魏国人石申所著的天文学著作文学作品称为《甘石星经》。
公元前240年的彗星记载,被认为是世界上最早的哈雷彗星记录从那时起到1986年,哈雷彗星共回归了30次,我国都有记录。
宋朝时期记录了一次超新星爆发,至和元年五月己酉,客星晨出天关之东南可数寸(嘉祐元年三月乃没)。同时在日本、美洲原住民也有观测的记录。从侧面也认证了中国古人的精确记录。
中国古人记录精确、描述详尽、其水平之高,达到令人惊讶的程度,这些记载至今仍具有很高的科学价值。
古人能发现水星,金星,火星是因为这几颗行星亮度显著,晚上只要出现在天空就是全天最亮星的级别,而且会在天空中的位置出现显著的变化,和其他恒星相对位置几乎完全固定形成鲜明的对比,古人只要抬起头就能发现这几颗行星,对它们进行持续的观察就能发现它们的变化。
古人为何能观测到水星、金星和火星?
因为太阳系的各大天体运行并不完全同步;运行轨道也存在倾角,而非在一个绝对平面上,所以从地球看去,其他行星相对于太阳的位置是会发生变化的,水星、金星和火星自然也不会永远湮没在阳光中。
在地球上能用肉眼看见的行星只有五颗:金、木、水、火、土。其中金星和水星比木星、土星、火星要难观测一些,因为它们的运行轨道在地球轨道的内侧,始终在地球向阳面,不可能运行到地球的阴面,这就意味着夜晚是永远看不见它两的。
从上图中我们可以看出,在地球绕太阳公转一周的过程中,除了金星和水星,其他任何行星都总会有一段周期是位于地球阴面的,此时它们会出现在夜晚的天空。
而地球公转一圈需要1年,于是这段周期也并不短暂,这就有了充分的观测条件,因此古人能看到火星并不奇怪。
至于说地球轨道内侧的金星和水星,它们虽然相对地球而言始终与太阳在同一侧,但由于跟地球的绕日周期不同步,因此在不同季节,它们与太阳之间的距离也仍然是在不断变化的,同时它们的大小和亮度也会有所不同。
就如上图所示,金星或水星在轨道的不同位置时,从地球上看会有不同的视觉感受。
而前面说过,它们的轨道与地球轨道并不在同一个平面,而是存在倾斜度的,于是当它们与太阳相距不是特别近的时候,就不会跟太阳同时升起和落下了,所以在适当的季节,我们就能在黎明和傍晚时分观测它们了。
除此之外,发生日食的时候也是观测它们的绝佳时机,可见古人并不是完全无法观测到金星和水星的。
但也不得不承认水星确实非常难以观测,因为它距离太阳始终太近了,轨道也相对最小,观测的条件限制就特别大,据说哥白尼在临终前也曾感叹自己一生都未能见到过水星。
太阳系通常被认为形成于原始太阳星云中,属于至少第二代恒星系,这片星云很可能是由大质量恒星发生超新星爆发之后形成的,因为太阳系中有大量的重元素,这些元素都是形成于恒星核聚变的晚期以及超新星爆发的时刻,如果太阳是宇宙第一代恒星,是不可能有这些重元素的,所以太阳前一代恒星的超新星爆发很可能形成过中子星,也有可能形成黑洞,但可能性相比中子星要小一些,因为黑洞形成的时候往往会吸取大量的物质。
那么太阳的前一代恒星形成的中子星位于哪里呢?其实基本上已经无迹可寻了,首先我们并不知道形成太阳系的星云是由一颗还是多颗超新星爆发形成的,再者太阳的年龄就已经达到了50亿年,上一代恒星形成超新星爆发的时刻距今要更长一些,假如形成的中子星有着向某一个方向的前进速度的话(超新星爆发之后的星体一般都会产生这种情况),那么经过几十亿年的移动,我们已经根本不知道它位于哪里了。
再者,太阳也一直在围绕着银河系中心运行,绕行一周,大约需要2.5亿年,按照太阳50亿岁的年龄,太阳围绕银河系已经绕行了20圈,只要是原先形成的中子星或者黑洞与太阳没有同向同速,那么基本上就根本找不到轨迹了。而且几十亿年中一直有其他矮星系在融入银河系,这也会扰动一些天体的运行。
由恒星超新星爆发形成的星云在宇宙中很常见,比如蟹状星云、蜘蛛星云、猫眼星云、玫瑰星云等,这些星云形成的时间都不长,比如蟹状星云,我们所看到的蟹状星云刚形成1000年左右,它就是我国宋代时期人们所看到的天关客星,那次极亮的超新星爆发事件之后诞生了蟹状星云,虽然只有一千年时间,但是它的规模已经膨胀到了直径六光年左右。
所以,恒星星云的扩散也是很快的,想一想我们的太阳形成于50亿年前,想找到星云形成前的原始恒星残骸可不是那么容易的事情,不过也并非没有找到的可能,相信随着人类对宇宙的深入探索,我们或许还真能发现生成太阳系的那个原始母体遗迹呢?
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