烏拉諾斯與天王星的故事

文/趙之珩 繪畫／森暮

如果你經(jīng)常使用天文望遠(yuǎn)鏡觀察星空，就會在黃道附近看到一顆藍(lán)綠色的星星，和恒星不同，它有著小小的圓面，并且在眾多恒星之間慢慢地移動著，這就是太陽系中的一顆行星——天王星。要想在千千萬萬顆行星中發(fā)現(xiàn)這顆亮度僅為5.7等的行星，可不是一件容易的事情，所以今天我們首先要講講天王星被發(fā)現(xiàn)的故事。

發(fā)現(xiàn)天王星

天王星的發(fā)現(xiàn)者是著名的天文學(xué)家威廉·赫歇爾以及他的妹妹卡羅琳·赫歇爾。赫歇爾兄妹出生于德國漢諾威的一個音樂世家，父親是一名宮廷樂師，威廉·赫歇爾從4歲開始，就跟著父親學(xué)習(xí)拉小提琴，后來又學(xué)習(xí)吹奏雙簧管。在演奏《夜光曲》時，父親會把孩子們帶到野外，望著燦爛的星河，充分感受宇宙的浩瀚。按照古希臘哲學(xué)家畢達(dá)哥拉斯的觀點(diǎn)，宇宙是和諧的，天體運(yùn)行本身就是在演奏和諧的樂章。父親不只教孩子們學(xué)習(xí)音樂，還給他們講解天文知識，揭示星空中的種種奧秘，在幼小的赫歇爾兄妹心中播種下了探索宇宙的種子。入學(xué)以后，威廉·赫歇爾是班里學(xué)習(xí)成績最好的學(xué)生，尤其在數(shù)學(xué)方面更為突出?？墒怯捎诩彝マ讚?jù)，父親沒能供他上大學(xué)，16歲的威廉·赫歇爾投身參軍，在軍隊(duì)里當(dāng)了一名雙簧管手。

在威廉·赫歇爾18歲時，歐洲爆發(fā)了“七年戰(zhàn)爭”。每當(dāng)軍隊(duì)作戰(zhàn)時，軍樂隊(duì)都要演奏音樂，以助軍威。但威廉·赫歇爾對此沒有絲毫的興趣，再加上日夜行軍、風(fēng)餐露宿、作戰(zhàn)廝殺，他實(shí)在受不了了，在開戰(zhàn)的第二年，他悄悄地離開了軍隊(duì)，混在逃荒的人群中，登上了一艘駛往英國的難民船。

身無分文的威廉·赫歇爾來到英國后，在一家樂器商店銷售樂器，空閑時間抄寫樂譜。后來，因?yàn)樗麘{借演奏才能為商店招攬了很多生意，老板給了他豐厚的薪水，從此威廉·赫歇爾不再為吃住發(fā)愁。三年后，一位勛爵看中了他的音樂才能，推薦他到國家軍樂團(tuán)任職，這下他的生活境況更好了。在業(yè)余時間，他自學(xué)拉丁語、天文學(xué)，還讀了《光學(xué)》一書，掌握了制作天文望遠(yuǎn)鏡的技術(shù)。他認(rèn)為，研究天文學(xué)不應(yīng)當(dāng)局限在太陽系之內(nèi)，還要把目光投向更加廣闊的恒星世界。他租了一架天文望遠(yuǎn)鏡，但是口徑太小，觀測效果不理想，于是他決心自己制作一架大口徑的望遠(yuǎn)鏡。從此以后，他便利用業(yè)余時間磨制望遠(yuǎn)鏡鏡片。后來，妹妹卡羅琳·赫歇爾也來到英國，不僅照顧著哥哥的生活，還成了哥哥的天文助手。

1774年，兄妹倆合作制造了3架望遠(yuǎn)鏡，其中最大的一架口徑有30厘米。望遠(yuǎn)鏡造好后，他們便積極投入夜間觀測。哥哥守著望遠(yuǎn)鏡，妹妹則在一旁記錄。他們首先把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)月球，觀察月亮上的“山”和“海”；然后又觀測了獵戶座星云；當(dāng)他們把望遠(yuǎn)鏡指向茫茫的星空時，他們發(fā)現(xiàn)許多恒星“成雙成對”，兩顆星星圍繞著彼此轉(zhuǎn)圈圈，好像在跳“雙人舞”。他們把這些新發(fā)現(xiàn)寫成一篇篇論文，寄往英國皇家天文學(xué)會。

年復(fù)一年，兄妹倆一直以音樂為生，業(yè)余從事天文觀測。1781年，歷史性的一刻終于來到了。3月13日晚間，兄妹倆如往常一般走上觀測臺，到了10點(diǎn)鐘的時候，威廉·赫歇爾把望遠(yuǎn)鏡指向了雙子座，偶然間，他看到一顆與眾不同的星星：恒星在望遠(yuǎn)鏡里是一個小光點(diǎn)，而這顆星卻是一個泛著淡淡藍(lán)綠色的圓球。兄妹倆連續(xù)觀測了幾個夜晚，發(fā)現(xiàn)這個圓球在恒星背景下慢慢地移動著，說明這是一顆在太陽系之內(nèi)的星星。威廉·赫歇爾最后確定這是一顆彗星，于是向英國皇家天文學(xué)會寄了一篇論文，名叫《一顆彗星的報(bào)告》。英國皇家天文學(xué)會立即把這一報(bào)告轉(zhuǎn)發(fā)給了歐洲其他國家的天文臺。英國的天文學(xué)家馬斯基林，俄國的天文學(xué)家萊克塞爾（出生于瑞典），法國的拉普拉斯不約而同地對這個藍(lán)綠色的“圓球”進(jìn)行了觀測。他們發(fā)現(xiàn)這個藍(lán)綠色圓球有著清晰的邊緣，不像彗星的邊緣那樣模糊，而且它的運(yùn)行軌道接近圓形，不像彗星軌道是圓形的。從各方面的特征來看，它是太陽系內(nèi)的一顆行星。

這一發(fā)現(xiàn)立刻震動了全世界，原來人們認(rèn)為太陽系只有水星、金星、地球、火星、木星、土星這六顆行星，現(xiàn)在又增加了第七顆，一下子把太陽系的疆界擴(kuò)大了近一倍，赫歇爾兄妹頓時成了天文領(lǐng)域的名人，祝賀的信件像雪片一樣飛來。英國皇家天文學(xué)會立即接收威廉·赫歇爾為會員，并頒發(fā)了科普利獎?wù)隆５诙甏禾?，英國國王喬治三世接見了他，并赦免了?5年前的逃軍之罪，還封他為皇家天文學(xué)會會員，給他每年200英鎊的俸祿，并且撥出?？钪С炙谱鞲蟮耐h(yuǎn)鏡。從此，威廉·赫歇爾成了專職天文學(xué)家。可是，還有一個問題沒有解決：這顆新發(fā)現(xiàn)的行星，叫什么名字好呢？

赫歇爾兄妹為了感恩國王對他們的優(yōu)待，想為這顆行星起名為“喬治星”。可是，其他國家的天文學(xué)家并不同意。后來，還是按照希臘神話的傳統(tǒng)，將其命名為“天王星”。為什么叫“天王星”最為合適呢？這就要講講希臘神話了！

第一代神王烏拉諾斯

很久很久以前，宇宙間沒有太陽，沒有月亮，也沒有星星，只有一團(tuán)團(tuán)迷霧，一切都是黑暗無序的，我們把這種狀況叫作“混沌”。

后來，宇宙的面貌發(fā)生了變化。太陽出現(xiàn)了，月亮和其他行星也出現(xiàn)了。隨后，第一代天神誕生。女神蓋亞從指尖誕出了烏拉諾斯，烏拉諾斯成為第一代統(tǒng)治宇宙的神王，他創(chuàng)造出地球和地球上潺潺的泉水、平靜的湖泊、奔騰的江河、遼闊的海洋。后來他又在海洋中創(chuàng)造了魚類，在大地上創(chuàng)造了花草樹木和大大小小的動物們。

眾神之王烏拉諾斯后來又娶了蓋亞為妻，生下了幾個漂亮的兒女。但每當(dāng)蓋亞生下一個孩子，烏拉諾斯就把嬰兒藏在一個秘密的地方，將其囚禁在黑暗之中。蓋亞對此氣憤不已，當(dāng)她生下最小的兒子薩杜恩時，蓋亞整日將其摟在懷中。一天，她故意離開兒子，躲在角落里偷看烏拉諾斯將兒子抱走。于是，蓋亞悄悄跟在后面，她看見烏拉諾斯走入地下，把薩杜恩扔到黑暗的一角，轉(zhuǎn)身就走。這時，蓋亞打開關(guān)閉的地獄之門，放出了孩子們。薩杜恩和哥哥、姐姐們在媽媽的帶領(lǐng)下，奔向王宮，抓住了烏拉諾斯，大家把他抬起來，一齊使勁把他扔進(jìn)了地獄的最深處。據(jù)說烏拉諾斯經(jīng)過九天九夜才從天上掉到地上，然后又經(jīng)過九天九夜從地上落入地獄的最深處——塔爾塔洛斯。

第一代神王的統(tǒng)治就此結(jié)束，經(jīng)過大家的推舉，第二代神王由薩杜恩擔(dān)任。我們知道木星的守護(hù)神是第三代神王宙斯，土星的守護(hù)神是第二代神王薩杜恩，所以，當(dāng)時的天文學(xué)家就為這顆新發(fā)現(xiàn)的行星冠上了第一代神王烏拉諾斯的名字。烏拉諾斯翻譯成中文就是“天王星”了。

探索天王星

◎旅行者2號掠過天王星概念圖

1986年1月，旅行者2號探測器飛到了距離天王星約80 000千米遠(yuǎn)的地方，發(fā)回了7 000多張照片，探測顯示天王星的表面溫度在-176℃左右，表面時而平靜，時而風(fēng)暴肆虐。美國的哈勃望遠(yuǎn)鏡還發(fā)現(xiàn)了一個長約1 700千米、寬3 000千米的大氣旋。天文學(xué)家推測，天王星除了巖石核心以外，還有厚度為10 000多千米的冰幔。跟木星、土星、海王星一樣，天王星也有光環(huán)環(huán)繞，目前已知有13層光環(huán)，最亮的那層被稱為ε環(huán)。

天王星距離太陽約28.71億千米，也就是說，它到太陽的距離是地球到太陽距離的19倍左右。在天王星上看到的太陽，比我們在地球上看到的要小很多很多。天王星自轉(zhuǎn)一周是17小時14分鐘，它圍繞太陽公轉(zhuǎn)一周是84個地球年。在公轉(zhuǎn)的84年中，天王星上會有獨(dú)特的四季，此外，它還有著長達(dá)40余年的黑夜和40余年的白晝。在2030年，它的整個北半球都是黑夜，而在2072年，它的整個北半球又都是白天。

在太陽系中，其他的七顆行星都是以一個傾斜角度，側(cè)立著身子圍繞太陽公轉(zhuǎn)的。比如，地球的傾斜角度為23°26′，火星是23°59′，而與眾不同的天王星傾斜角度達(dá)到97°55′，就像“躺倒”在公轉(zhuǎn)軌道上，打著滾兒繞行太陽一般。你可能會問，為什么唯獨(dú)它“躺倒”了呢？有人猜測，在天王星形成的過程中，發(fā)生過一個驚天動地的大事件：在40多億年前，天王星正在正常地運(yùn)行著，一個跟地球差不多大的天體，突然闖過來，使勁地“踹”了它一腳，這一腳的力量巨大，于是天王星就此躺倒在公轉(zhuǎn)軌道上。

天王星憑借它獨(dú)特的色彩，若隱若現(xiàn)的光環(huán)以及躺倒的姿勢成為太陽系中一道獨(dú)特的風(fēng)景，但目前人類還只有旅行者2號有幸領(lǐng)略過它的美，所以想要看到更多、了解更深，我們還需要繼續(xù)努力喲！