火星的卫星(1 / 1)

早期的天文观测者忽略了火星的卫星,因为只有用性能强大的天文仪器才能将它们识别出来。奇怪的是,有些观测者却相信卫星的存在,他们依据的就是在当时的科学史上难能可贵的逻辑推理。事实上,鉴于地球有一颗卫星,又根据伽利略的发现——木星有4颗卫星,克雷佩认为介于这两颗星球之间的火星应该伴有两个“月亮”。后来,人们发现土星四周有8颗卫星(1),因此火星也有卫星这一观点被进一步巩固了。早在这一最新的天文发现公布之前,我们在斯威夫特的《格列佛游记》(大约写于1720年)中就读到了以下文字:“拉普达国的天文学家们发现了火星的两颗小星球,或者叫作卫星,更靠近主星的一颗离主星中心的距离恰好是主星直径的3倍。”“靠近的那颗10小时运转1周,外面的一颗则21小时运转1周。”若重读伏尔泰的《微型巨人》,我们会发现其中也说道:“在离开木星后,我们的游客穿过了近亿古里(2)才触及了火星。他们看到这颗星球有两个逃脱了天文学家法眼的‘月亮’。我知道卡斯特尔神父要撰文反对这两个‘月亮’存在的事实,但我会把这一发现托付给那些懂得以类比法得出推论的人。”

如果宇宙航行成为了现实,那么当太空飞船接近火星时,坐在里面的太空游客就能欣赏到火星风光,但他可能要先飞越一颗卫星。

我们不得不承认以上这些作品的远见卓识,它们不只预见了这类“月亮”的存在,还预见了其基本要素。

威廉·赫歇尔想借助他的巨型天文望远镜研究火星卫星,但一无所获,直到1877年,阿萨夫·霍尔通过一架在当时是性能最强大的华盛顿天文台望远镜发现了这类天体的存在。之所以在此之前火卫总是能从最细致的研究中成功逃脱,是因为它们的尺寸极小,在望远镜的视野中缩小到了微不足道的地步,它们微弱的亮光被近在咫尺的主星的光芒所遮盖。我们看到,这些天体并非普通观测活动能捕获的,只有用足够强大同时质量无可挑剔的光学仪器才能观测到它们。

Phobos:火卫一“福波斯”;Deimos:火卫二“得摩斯”火星卫星的轨道

火星的这两个“月亮”被赋予了神话人物福波斯和得摩斯(3)之名。我们首先来考察一下它们的位置以及它们绕火星的运动。福波斯距火星9000千米,得摩斯距火星23 000千米,但这些距离是从火星球心而不是表面开始算起的,若从火星表面开始计算,那么福波斯离主星还要更近。在这种情况下,福波斯与火星的距离实际上能缩减到6000千米,而得摩斯与火星的距离则缩减到了20 000千米左右。

从福波斯上看到的火星视直径巨大,与之形成对比的是从福波斯上看到的得摩斯(顶部的小圆盘)的视直径,就如我们看到的地球上空的月亮的那般娇小。

火卫一福波斯与巴黎的大小比较

比较分别从福波斯和得摩斯上看到的火星视直径。

由于如此近的距离以及万有引力定律,这些“月亮”都沿着各自的轨道做高速圆周运动,尤其是火卫一,它绕火星一周需要7小时39分钟,火卫二则需要30小时17分钟走完它的轨道。这样的运动周期使它们在火星上空形成了独特的景观,我们将在后文中做进一步论述。反过来,从火卫上看到的火星是一颗光辉无法估量的天体,因为这些“月亮”离主星太近了,我们的眼睛对从火卫上看火星所展现出的硕大身躯毫无概念。

关于火星卫星的外观及其构成我们仍然一无所知,因为它们的尺寸太小了,以至于看上去就像是没有面积的小点。通过光度测定,得出福波斯的直径为12千米,得摩斯为10千米。这两个天体各自的面积不会超出像巴黎这样一个大城市的大小,但我们将在下一章有机会见到比火卫更小的天体。

(1) 火星拥有两颗已被确认并命名的卫星,木星拥有79颗已被确认并命名的卫星,而土星拥有53颗已被确认并命名的卫星和9颗可能的尚未命名的卫星。(NASA)

(2) 古里为法国旧单位,有海陆之分,1古海里约合5.556千米,1古陆里约合4.445千米。

(3) 福波斯,英文为“Phobos”,即火卫一,平均半径11.1千米,现测定它距火星表面仅6000千米,并且还在以每100年1.8米的距离靠近火星;得摩斯,英文为“Deimos”,即火卫二,平均半径6.2千米,现测定它距火星表面23 460千米。