第二節宇宙科學探索（2）
1826年，德國血統的俄國天文學斯特魯維把外麵的環命名為A環，把裏麵的環命名為B環。1850年，美國天文學家w·C·邦德宣稱，還有一個比B環更靠近土星的暗淡光環。這個暗淡光環就是C環，C環與B環之間並沒有明顯的分界。
在太陽係的任何地方都沒有像土星環那樣的東西，或者說，用任何儀器我們也看不到任何地方有像土星環那樣的光環。誠然，我們現在知道，圍繞著木星有一個稀薄的物質光環，且任何像木星和土星這樣的氣體巨行星都可能有一個由靠近它們的岩屑構成的光環。然而，如果以木星的光環為標準，這些光環都是可憐而微不足道的，而土星的環係卻是壯麗動人的。從地球上看，從土星環係的一端到另一端，延伸269，700千米(167，600英裏)，相當於地球寬度的二十一倍，實際上幾乎是木星寬度的兩倍。
土星環到底是什麽呢?J·D·卡西尼認為它們像鐵圈一樣是平滑的實心環。可是，1785年拉普拉斯指出，因為環的各部分到土星中心的距離不同，所以受土星引力場吸引的程度也會不同。這種引力吸引的差異(潮汐效應)會將環拉開。拉普拉斯認為，光環是由一係列的薄環排在一起組成的，它們排列得如此緊密，以致從地球的距離看去就如同實心的一樣。
可是，1855年，麥克斯韋提出，即使這種說法也未盡圓滿。光環受潮汐效應而不碎裂的唯一原因，是因為光環是由無數比較小的隕星粒子組成的，這些粒子在土星周圍的分布方式，使得從地球的距離看去給人以實心環的印象。麥克斯韋的這一假說是正確的，現在已無人提出疑義。
法國天文學家洛希用另一種方法研究潮汐效應。他證明，任何堅固的天體，在接近另一個比它大得多的天體的時候，都會受到強大的潮汐力作用而最終被扯成碎片。這個會被扯碎的距離稱為洛希極限，通常是大天體赤道半徑的2．44倍。
這樣，土星的洛希極限就是2．44乘以它的赤道半徑60000千米，即146400千米，A環的最外邊緣至土星中心的距離是136500千米(84800英裏)，因此整個環係都處在洛希極限以內。(木星環也同樣處在洛希極限以內)
很明顯，土星環是一些永遠也不能聚結成一顆衛星的岩屑(超過洛希極限的岩屑會聚結成衛星——而且顯然確實如此)，或者是一顆衛星因某種原因過分靠近土星而被扯碎後留下的岩屑。無論是哪一種情況，它們都是餘留的一些小天體。據估計，如果將土星環所有的物質聚合成一個天體，結果將會是一個比我們的月亮稍大的圓球。
木星環
隨著行星際空間探測器的發射，不斷揭示出太陽係天體中許多前所未知的事實，木星環的發現就是其中的一個。早在1974．年“先鋒11號”探測器訪問木星時，就曾在離木星約13萬千米處觀測到高能帶電粒子的吸收特征。
兩年後有人提出這一現象可用木星存在塵埃環來說明。可惜當時無人作進一步的定量研究以推測這一假設環的物理性質。1977年8月20日和9月5日美國先後發射了“旅行者1號”和“旅行者2號”空間探測器。經過一年半的長途跋涉，“旅行者l號”穿過木星赤道麵，這時它所攜帶的窄角照相機在離木星120萬千米的地方拍到了亮度十分暗弱的木星環的照片。同年7月，後其到達的“旅行者2號”又獲得了有關木星環的更多的信息。
根據對空間飛船所拍得照片的研究，現已知道木星環係主要由亮環、暗環和暈三部分組成。環的厚度不超過30千米。亮環離木星中心約13萬千米，寬6000千米。暗環在亮環的內側，寬可達50000千米，其內邊緣幾乎同木星大氣層相接。亮環的不透明度很低，其環粒隻能截收通過陽光的萬分之一左右。靠近亮環的外緣有一寬約700千米的亮帶，它比環的其餘部分約亮10％，暗環的亮度隻及亮度環的幾分之一。暈的延伸範圍可達環麵上下各l萬千米，它在暗環兩旁延伸到最遠點，外邊界則比亮環略遠。據推算，環粒的大小約為兩微米，真可算是微粒。這種微米量級的微粒因輻射壓力、微隕星撞擊等原因壽命大大短於太陽係壽命。為了證實木星環是一種相對穩定結構這一說法，人們提出了維持這種小塵埃粒子數量的動態穩定的幾種可能的環粒補充源。
海王星環
由於擁有環的三顆行星——土星、木星和天王星都屬於類木行星，因而人們很自然會去猜想第四個類木行星——海王星是否也存在環。
美國雜誌《空間與望遠鏡》1978年4月號曾報道，1846年10月10日就有人在60公分反射望遠鏡中用肉眼看到過海王星環，並在次年為劍橋大學天文台台長查裏斯所證實，後者甚至得出環半徑為海王星半徑1．5倍的結論。，但因後人在尋找海王星衛星的多次觀測中均未發現環，這件事就漸漸被人淡忘了。
上世紀80年代在發現天王星環的鼓勵下，不少人試圖通過海王星掩星事件來發現環，但對幾次掩星觀測結果的解釋卻是眾說紛紜。有人報道發現了環，有人則說不存在環。對報道發現環的觀測結果也有人認為可用其他原因來解釋而否定環的存在。總之，海王星是否有環一時成了懸案。
1989年8月，“旅行者2號”探測器終於使這一懸案有了解答。當它飛近海王星時，發現海王星周圍有三個光環隱藏在塵麵下，而且外光環很不一般，呈明顯弧狀，沿弧有緊密積聚的物質。但有關海王星環係的具體情況至今仍不太清楚，還需要人們更多地探測和研究。
天王星環
由於相對運動的關係，遠方恒星有時會移動到太陽係天體如月亮、行星或小行星的正後方，這種現象稱為掩星。掩星發生時，如果近距離天體沒有大氣，星光便立即消失。如果天體外圍有大氣，則星光在完全消失前會有一個略被減弱的過程。各類掩星發生的時刻可以通過理論計算且非常準確地作出預報。
1977年3月10日曾發現一次天王星掩星的罕見天象，被掩的是一顆暗星。中國、美國、澳大利亞等國的天文學家都對此進行了觀測。意想不到的奇怪事情發生了，小星在預報被掩時刻前35分鍾出現了“閃爍”，也就是星光減弱又迅即複亮。這種閃爍一連出現了好幾次。當這顆星經天王星背後複現，或者說掩星過程結束後，閃爍現象又重複出現。以後，經過對觀測結果的仔細研究，發現閃爍是因天王星環的存在而造成的。這是繼1930年發現冥王星後本世紀太陽係內的又一重大發現。由於天王星環非常暗弱，過去即使在大望遠鏡中也從未直接觀測到過。1978年，美國用5米口徑望遠鏡才在波長2．2微米的紅外波段首次拍攝到天王星環的照片。
在隨後的幾年，天文學家共辨認出九條光環。這些環都很窄，一般不足10千米，其中一條最寬的環叫s環，約100千米。這些環都很暗，即使用世界上最大的天文望遠鏡也不能直接看到，因此，雖然它們在本質上和土星光環並無區別，但天文學家卻隻稱它們“環”，而不稱它們“光環”。
1986年1月24日，“旅行者2號”在探測天王星時不但證實了這些環的存在，還發現了兩條新環，使目前我們所知的王天星環達到十一條。這些環大多是圓的，環與環相距較遠。隻有￡環較為特殊，是橢圓環。這些環有的呈深藍色，有的偏紅。環中的物質大部分是微小的塵埃，間或也有拳頭、西瓜大小的石塊，偶爾還有卡車那麽大的岩石，中間夾雜著一些冰屑。
神秘的瑪雅星
有些謎的解釋就像現代版的《星際旅行》或《星球大戰》，對一個不存在的天體加上地球人類之謎的想像結局，這可能就是瑪雅星的由來。我們是信科學呢?還是信想像呢?
在中美洲的尤卡坦半島上曾棲息過的瑪雅人，無疑是我們地球上最神秘莫測、最富有傳奇色彩的民族之一。早在遠古時代，瑪雅人就在天文、建築、醫學、數學、曆法等方麵都取得過輝煌的成就。他們建築了富麗堂皇的宮殿，修築了台階狀金字塔式的紀念碑和寺院。此外，瑪雅人還知道天王星、海王星，他們的瑪雅曆一直推算到4億年之後，他們留下的天文曆法可沿用6400萬年。
在瑪雅人留下的許多天體方麵的史料中，最令人驚歎不已的莫過於他們推算出卓爾金年260天，金星年584天，算出地球是365．2420天(今天的準確計算是365．2422天)。現代的史學家、天文學家一般把瑪雅人的卓爾金年當作他們的宗教祭祀年，一年一共有260天(有260個不同的名稱和順序)，劃分為13個月，每個月20天。他們的這種年曆一般被認為是他們為定出舉行宗教儀式的時間而製定的。
同時瑪雅人也用365天(地球的公轉周期)計年，他們將這種有別於宗教年的曆法通稱為“民用年”，一年劃分為18個月，一個月20天，外加5個無名日。但幾乎是與這種傳統說法同時的，有人卻持另一種意見，他們堅持認為：既然瑪雅人的地球年、金星年都是針對兩個太陽係大行星而言的，那麽卓爾金年一定也與某個大天體有著神秘的聯係。可是，整個太陽係內並無公轉周期為260天的大行星。於是便有人隨之大膽地提出了一個近似於科幻小說的設想：瑪雅人可能是外星人，他們曾居住的星球由於某種目前尚不可知的原因爆炸了，他們是母星大爆炸前移民到地球上來的。他們的260天計年法，則是他們穿越心靈，永遠也無法湮滅的記憶。
所以，瑪雅曆中規定每52年(260÷5=52，墨西哥的阿茲台克人便一直采用52年一個循環的計年法)要建造一定級數台階的建築物(如寺廟和金字塔)，建築物的每一塊石頭都與曆法有關，每一座建築物都嚴格地符合某種天文上的要求。而且，每5個52年，他們都會舉行隆重的祭祀儀式。現代學者稱之為“曆的輪回”。無獨有偶，關於太陽係內是否發生過行星爆炸一說，從另一學說方麵，竟也殊途同歸的得出一個共同的結論。那就是天文學上著名的“提丟斯一波得”定則。
早在1772年，德國天文學家波得在他編寫的《星空研究指南》一書中，總結並發表了6年前由一位德國物理學教授提丟斯提出的一條關於行星距離的定則。定則的主要內容是這樣的：取0、3、6、12、24、48、96……這麽一個數列，每個數字加上4再用10來除，就得出了各行星到太陽實際距離的近似值。如：水星到太陽的平均距離為(0+4)÷10=0．4(天文單位)，金星到太陽的平均距離為(3+4)÷10=0．7地球到太陽的平均距離為(6+4)÷10=1．0，火星到太陽的平均距離為(12+4)÷10=1．6。照此下去，下一個行星的距離應該是：(24+4)÷10=2．8可是這個距離處沒有行星，也沒有任何別的天體。
波得相信，“造物主”不會有意在這個地方留下一片空白。提丟斯則認為，也許是火星的一顆還沒有發現的衛星在這個位置上的。但不管怎麽說，提丟斯一波得定則在“2．8”處出現了間斷。當時認識的兩顆最遠的行星是木星和土星，按照定則的思路，繼續往外推算，情況是令人鼓舞的：木星到太陽的平均距離為(48+4)÷10=5．2，土星到太陽的平均距離為(96+4)÷10：10。定則給出的數據與實際情況比較起來，是否相符合呢?請看：行星定則給的數，數到太陽的距離是：水星0．40387；金星0．70723；地球1．01000；火星1．61524，2．8；木星5．25203；土星10．09554。你看，定則算出來的那些數值與行星距離多麽相近似啊!於是大家開始相信，“2．8”那個地方應該有顆大行星來補上。
波得為此向其他天文學家們呼籲，希望共同組織起來尋找這顆“丟失”了的行星。一些熱心的天文學家便立刻響應號召開始了搜索。好幾年過去了，毫無結果。但正當大家有點灰心，準備放棄這種漫無邊際的搜尋工作時，1781年，英國天文學家赫歇耳於無意中發現了太陽係的第七大行星——天王星。
使人驚訝的是，天王星與太陽的平均距離為19．2天文單位，若用提丟斯一波得定則一算，得出的結果是：(192+4)÷10=19．6這個定則數值與實際距離竟然符合得好極了。這一下子，定則的地位陡然高漲，幾乎是所有的人對它都篤信無疑，而且完全相信在“2．8”空缺位置上，一定存在一顆大行星，隻是方法不得當，所以才一直沒有找到它。可是，很快十多年又過去了，還是杳無音信。
直到1801年初，一個驚人的消息才從意大利西西裏島傳出，那裏的一處偏僻天文台的台長皮亞齊在一次常規觀測時，發現了一顆新天體。經過計算，它的距離是2．77天文單位，與“2．8”極為近似。新天體被認為就是那顆好多人在拚命尋找而一直沒有找到的天體，並被命名為“穀神星”。接著，穀神星的直徑被測定了出來，是’700多千米(後經重新測定為1020千米)，這可把大家弄糊塗了，怎麽能不是大個子行星，而是小個子行星呢7 ．
但令人震驚的事情還在後頭呢。第二年，即1802年2月，德國醫生奧伯斯又在火星與木星軌道之間發現了一顆行星——智神星。除了略小之外，智神星在好些方麵與穀神星相差不多，距離則基本一致，接著人們又發現了第三顆——婚神星和第四顆——灶神星。到最後，前前後後發現並已登記在案的小行星總數竟已達4000多顆(據估計總數最後會達到150萬顆)，它們都集中在火星與木星之間的一個特定區域裏，即所謂的“小行星帶”，該帶的中心位置正好符合提丟斯一波得定則給出的數據。
為什麽大行星變成了150萬顆小行星?當時便有人猜測：是不是因某種人們暫時無法知曉的原因使原本存在的大行星爆炸了?後來，1846年和1930年，海王星和冥王星先後被發現，這兩次發現對提丟斯一波得定則來說，都是挫折。
那麽，提丟斯一波得定則到底有什麽意義呢?這個問題引起了眾多科學家曠日持久的爭論，同時對於行星大爆炸的機製是什麽，究竟是一種什麽能量竟能使一顆大行星產生四分五裂的大爆炸，定則也完全無法說清。最終，“提丟斯一波得”定則連同“2．8”處行星大爆炸之謎，也一起成為了一兩百年來人們孜孜以求的世紀之謎。最近，中國青年陳清貧對這一世紀之謎提出了自己的假說。經過十幾年的思索和模擬、演算，他得出了一個大膽的結論：這顆大行星就是瑪雅人曾居住的“搖籃”，它的消失是行星大碰撞的結果!他認為大約6500萬年前，太陽係內存在著十大行星，它們分別是水星、金星、地球、火星、瑪雅星、木星、土星、天王星、海王星和x行星。至於居於2．8個天文單位的瑪雅星則正繁衍著一代高度的文明。當時瑪雅星人已在火星、地球、金星上建立了自己的生態基地，已具備了星際移民的能力。同時，他們發明並利用了中微子通訊技術、反重力技術、無錯位技術等等。那時，他們的生活和平安詳，一切都有條不紊，按部就班，他們完全不知即將遭遇的滅頂之災。
6500萬年前，一顆直徑超過1萬千米，質量超過50億噸的大行星(或者就是太陽係第10大行星，或者是另一個懶惰星係統裏的行星，或者根本就是一顆流浪星)在某種能量的牽引和太陽引力的作用下，以每小時20萬千米的高速衝進了我們的太陽係。它首先遭遇的是海王星。那時，海王星的八顆衛星正在近海點運行，而原冥王星及原冥衛一“卡戎”卻正一左一右在遠海點運行。
第一場遭遇戰的結果是：大行星與海王星發生了猛烈的擦肩相撞，而且它一舉擊碎了海衛九和海衛十，擾動了海衛二(使海衛一軌道偏心率變為0，運行逆向；並使海衛二的軌道偏心率達到了0．75，遠遠超過了太陽係內的所有的衛星和行星)，衝擊導致海王星脫離了當時的軌道，使其帶著八顆衛星和兩顆衛星的殘片(後形成海王星環)緊跟大行星向太陽係內部運行。
至於原冥王星和原冥衛一“卡戎”卻因正在遠海點運行，又受大行星撞碎兩顆海衛的衝擊波和碎片的影響，等它們分別返回近海點時，海王星已“離家出走”。這兩個“難兄難弟”隻得相互“依靠”起來(冥衛一的自轉和繞冥王星運動的周期都是6．39日，而冥王星自己的自轉周期也恰好是6．39日。這種妙不可言的周期關係，在太陽係裏獨此一家)。而“離家出走”的海王星本身，則大約在弧線飛行直線距離13．5億千米後，完全擺脫掉了這顆大行星的衝擊攝動力，從而停留在新的軌道上繼續圍繞太陽旋轉(在如今的30．2個天文單位處)。
那顆肇事大行星第二個遭遇的是天王星。它在低空橫穿天王星軌道時，將天王星的一部分物質“拉”了出來，被“拉”出來的物質在脫離天王星本體一段時間之後，又因受天王星的引力作用而重新砸向了天王星，結果砸歪了天王星的自轉軸。隨後，大行星一舉撞碎了一顆土衛，從而演變成了今天的土星環；又撞歪了土衛九，使其成為了土星龐大衛星係統中唯一的一顆逆行衛星。
除此以外，大行星大概仍覺“意猶未盡”，它橫衝直撞到了木星區域的最外層，結果把部分衛星撞得“暈頭轉向”，使木衛六、木衛七、木衛八、木衛九、木衛十、木衛十一、木衛十二、木衛十三脫離了原先行星赤道麵內的軌道，同時使木衛八、木衛九、木衛十一、木衛十二運行逆向。至此，一路“衝衝撞撞”而來的大行星已略微改變了一下航向。結果歪打正著，它把最後的撞擊點毫無誤差地直指繁衍著一代高度文明，當時太陽係內的第五大行星——瑪雅星。
可以想象，大禍臨頭之下，瑪雅星人大概會采取如下的自救措施——經反複核算無誤後，整個瑪雅星都緊急動員了起來，全球通力合作，傾一星之力聚集了幾乎所有的熱核武器對大行星進行了定向位移爆破，試圖使大行星略微改變航向。隻是大行星的個頭太大，慣性衝擊力又太強，整個計劃基本以失敗而告終。當無可奈何的瑪雅星人最終感覺此路不通時，他們已消耗了大量寶貴的物力和能源。
最後的星際移民，隻有少數的瑪雅星人得以先後移民到撞擊麵後方的火星、地球和金星的生態基地上。瑪雅星人也真是禍不單行。數月數日後，在億萬瑪雅星人驚恐的注視下，兩星終於發生了災難性相撞。
大行星把瑪雅星撞成了無數個碎片，自身也四分五裂，其中大的就形成了穀神星、智神星、婚神星、灶神星和義神星等著名的小行星；而部分小碎片則呈放射狀地向撞擊麵後方飛射而出。無數的小碎片在火星上形成了熾烈的流星雨。全球溫度的升高首先將火星上的冰川融化，從而在火星上形成了無數條汪洋恣肆的河流，但接踵而至的持續不斷的高溫和衝擊，又很快將火星上的浩淼大水、萬頃碧波全部蒸發殆盡，隻留下如今突然中斷的大小河床故道。
金星亦未能逃脫這次厄運，一塊大碎片在飛掠火星軌道、地球軌道後，一頭撞到了金星上，結果使金星自轉發生了方向性變化。同時，另一塊直徑約12千米，重達14萬億噸的碎塊卻被撞向了地球，並不偏不倚地撞擊在了地球的表麵上(瑪雅星人此時已無力摧毀這些碎塊了)。
結果，地球好像一下子受到了數以百計的氫彈襲擊，遭到了嚴重的創傷。被拋起的塵埃在地球上形成了厚厚的雲層，地麵變暗、變冷，依賴於陽光的植物大量枯萎、凋謝死亡。地球上的全部生物的四分之三也很快衰落，已“統治”地球達1．5億多年的恐龍同時遭受到了滅頂之災，短時間內便很快銷聲匿跡直至滅絕。
這樣，移民到地球的瑪雅人必然再次遭受重創。不過他們在喪失大量人員後頑強地生活了下來，6500萬年間創造了燦爛的史前文明。之後，他們又多次遭受諸如地極地磁逆轉、大西洲沉沒等一係列災難性、毀滅性打擊，但他們一息尚存，綿綿不絕。最後一批生活在中美洲尤卡坦半島上的瑪雅人依然保留了關於瑪雅星的編年曆，他們巧妙地使用了將卓爾金年和地球年協調並用的古老曆法，以示對“故星”刻骨銘心的懷念之情。
如果真如這種猜測一樣，瑪雅人就是瑪雅星移民，那麽他們知道天王星、海王星也就不足為怪了。而且，因為在瑪雅星年代裏，太陽係中尚無單獨自立門戶的冥王星，所以，瑪雅人自然不會知道已“升級”成為大行星的冥王星了。如今，瑪雅星文明的輝煌雖然早已消失在曆史流動的長河之中，然而它的光芒是永存的，它像一位不可思議的先知，給我們以警示，並時時啟發著人類，給人類以探索的渴望。
天體撞擊之謎
就像發生交通事故一樣，巨大的星係也會互相碰撞，我們無法想象碰撞現場的場麵，而且這種碰撞也許會持續幾億年，我們更無法等待這個結果。但這種碰撞的結果會產生更多的新星，這大概是不會錯的。
如今，天文學家還尚不知曉星係相撞的模擬實驗是否跟實際上的天文觀測相吻合。
早在20世紀70年代，美國天文學家借助安裝在智利的天文望遠鏡研究確認，當宇宙中發生並非如此罕見的宇宙悲劇——巨大星係相撞時，會導致這些相撞星係形狀上的變化，還會破壞新恒星的誕生過程。美國天文學家基於大量觀測認為，跟中學現代天文學教科書中關於宇宙演化的概念恰恰相反，新誕生的一大批恒星比整個宇宙要年輕的多，但是，當初，很少有人相信這一點……
1997年10月底，美國天文學家們借助修複後的“哈勃”太空望遠鏡拍攝了一張發生最大宇宙悲劇的照片——觸角星雲中的兩個大星係相撞，發生這一宇宙悲劇的地方距離我們6300萬光年遠。“哈勃”在瞬間拍下這一星係撞擊的宇宙悲劇的同時，又在這“一瞬”的宇宙尺度內拍下一千多個新誕生的恒星群。這些細微宇宙照片使天文學家們大為震驚，他們通過親眼目睹這一星係大撞擊的宇宙奇觀才如夢方醒，原來，星係之間並非相互隔絕，也並非靜止不動，恰恰相反，它們相互撞擊，融為一體並貪婪地“吞噬”著它們的“近鄰”，與此同時，爆發出強烈的閃光並突然冒出火光，改變著自己的形狀。這一震驚科學界的新發現，從根本上改變了天文學家的傳統思維和對宇宙演化的舊有觀念，這有助於我們對真正宇宙史的理解和認識，從而解開了曆代各民族和天文學家自古留下的關於宇宙奧秘困惑不解的謎團。我們人類是從哪裏來的?主宰自己的路又通向何方?我們生命的真諦是什麽?一係列令人不可思議的種種疑團。位於觸角星雲中的兩個火星係發生大撞擊的驚心動魄的場麵：撞擊、融合、吞食、火光、變形……這就是宇宙演化的自然法則。發生這一宇宙悲劇現場距我們6300萬光年之遠。
1994年7月的“彗木之吻”使天文學家們親眼目睹了一場天體大撞擊的宇宙奇觀和悲劇般後果。然而，這不過是在太陽係尺度上的一次普通天體撞擊現象。倘若兩個對麵飛馳而來的星係相撞，或彼此“擦肩而過”，那便是天體力學上一個驚人龐大的宇宙過程，要從頭至尾觀測完這一過程需花費幾億年時間，即便幾十代天文學家的辛勤努力也恐難勝任這一天文觀測。
為了全麵揭示和研究星係相撞會導致什麽樣的悲劇性後果，前不久，日本天文學家借助計算機和數學模擬係統，總共隻用了幾小時的時間就完成了通常需要幾億年時問才能完成的一項星係碰撞模擬實驗。
在實驗現場顯示出兩個相撞後相互作用的星係之間出現的遙遠異地的宇宙奇觀：在對撞的兩個星係之間出現光橋、光尾、“紐帶”狀和圓盤狀星係的扭曲變形等現象。但模擬計算並不能對相互作用星係的某些特性作出解釋，比如：兩個星係相撞時的顏色為什麽往往跟單個星係的顏色截然不同?兩個星係較高的x射線亮度與什麽有關?歸根結底的問題是：為什麽在數學模擬實驗時總是不出現環狀星係?這一點早已引起天文學家的關注。
須知，星係的外形和顏色首先取決於那些年輕、明亮和連成一大片的恒星。這些恒星誕生不久，它們分布在頻繁誕生恒星的宇宙區域中。這就是說，要觀測到兩個星係碰撞時相互作用的結果，首先必須仔細洞察星際氣體的未來狀況，成為年輕恒星的“建築材料”。
在日本天文學建立的星係模型中，除模擬星係中衰老恒星的普通恒星外，還有年輕恒星的星際氣體雲。這些天體和星際介質通常不是點狀，它們都是具體尺寸，還能相互碰撞並吸引到一起，最終收縮，在其內部還會誕生年輕恒星。這些年輕恒星在幾年的時間裏仍放射著耀眼的光耀。當然，按照模擬實驗的測定，這些恒星最終將發生超新星爆發。這些超新星爆發，將擺脫掉自己膨脹的星殼，並加大其混沌狀態時的速度——進而向天文學家描繪出最近幾年來星係中恒星和星際氣體之間的這種相互作用的情景。
這次數學模擬實驗表明，在兩個星係飛速接近時，這兩個星係的氣體雲中的次星係並非像圓盤狀星係中的次星係那樣牽製著自己。這時，恒星就會在兩個相互接近的星係之間形成“紐帶”，或形成被強力展開的螺旋狀分支物，氣體雲會形成環狀結構，其半徑小於恒星圓麵的半徑。鄰近星係的影響會破壞氣體雲沿圓形軌道勻速運動，它們往往相互碰撞從而強化了恒星的誕生過程。幾億年後，星係掠過最近點後，星係間引力的相互作用促進了恒星的形成過程，從而使恒星形成的強烈度達到極點，其恒星形成的速度是孤立星係中恒星形成正常速度的十倍。
大批年輕的恒星由於兩個星係的相互作用，明顯變換著自己的顏色，它們的顏色變得更加蔚藍，而其餘恒星則是致密的相對論性天體——中子星和黑洞，它們成雙結對地棲身於眾多的普通恒星之中並伴它們同行，進而變成強x射線源，它們還能明顯強化這一區域中星係的亮度。
地球最大的災難
地球是人類的家園，地球同時也是宇宙中的一顆微不足道的星體，宇宙中發生什麽事情都或多或少會和地球有關係。如果有一天地球和某一天外來客相遇相撞，自己的生命尚危不自保，它還能保護在它庇佑下的人類嗎?杞人是可以憂天的。 ．
許多科學家推測，史前文明正是毀於一次星球撞擊事件。這不是無稽之談，也不是杞人憂天。事實上，在人類的現代史上，有關太空天體與地球相撞或擦肩而過的記錄屢見不鮮。1908年6月30日清晨，俄國西伯利亞中通古斯卡河上遊瓦納瓦臘以北50千米的密林中，突然狂風大作，從東南方向風馳電掣般地飛來一個怪物，一聲震耳欲聾的巨響過後，蘑菇雲拔地而起，竄上近20000米的高空，剛剛醒來的馴鹿還未醒悟過來想一想是怎麽回事，已經與挺拔的大樹一起被灼熱的氣浪衝倒、焚燒。連日熊熊的大火吞沒了2000平方千米的原始森林。衝天的火光，照得方圓800千米通紅一片，1500千米外也能看NJ o．在中心地區3000米範圍內，出現直徑一至五十米的坑穴二百多個，其周圍的樹木呈放射狀向外側傾倒，活像一個巨輪的輻條。離出事地點60千米外的一位農民回憶說，他站在門廊上，突然看到一個拖著一股煙塵的火球飛速而過，熱浪與刺眼的火光迎麵撲來，強大的衝擊波頓時使他失去知覺。當他蘇醒過來後，隻覺得大地在顫抖，房子在搖晃，頭頂傳來雷鳴般的巨響。他說，他在恐怖中“好像覺得世界的末日到來”。160千米外一個在河岸工作的工人，被氣浪掀入河中。在240千米外，強勁的風把地麵刮去一層土，在安加拉河麵上堆起一堵水牆。
遠在數千裏之外都能聽到這次直徑約50米彗星的能量，約為廣島原子彈威力500倍的大爆炸的響聲。爆炸的氣浪使整個西伯利亞東部出現了強烈的氣流，英吉利海峽彼岸的英國氣象中心，也監測到大氣壓持續20分鍾的上下劇烈波動。3500千米外的彼得堡以及澳大利亞、爪哇、華盛頓等地的地震儀都記錄到地震波。連續兩個晚上，天空異常明亮，甚至在蘇格蘭，午夜還可看清報紙上的字。
1937年，一顆直徑不到一千米的名叫“赫米斯”的小行星以每小時30000千米的速度與地球“擦肩”而過，距地球僅78萬千米。假如赫米斯與地球相撞，將釋放出相當於十萬個百萬噸級炸彈的能量。
1947年2月12日上午，蘇聯遠東錫霍特一阿林山係的伯力居民們目睹了另一天空奇觀：一顆火球拖著濃煙和火花，在空中向南美襲來，消失後不久，傳來了一聲巨大的爆炸聲。正在執行任務的蘇聯空軍也觀察到了這一現象，他們幫助調查人員找到了隕石墜落現場。
1972年8月10日，美國加利福尼亞上空5萬8千米處傳來隆隆巨響，一團巨大的火球劃天而過。原來是一顆直徑十米、重數千噸的小行星擦地球而過，險些撞上美國。美國宇航局的紅外探測器記錄了這次事件。
1976年3月8日北京時間下午3時許，在我國吉林省吉林市北部發生了一次世界罕見的隕石雨。百萬群眾看到一個耀眼的火球，向地麵飛落，接著分裂為三個火球，一個形成滿月，另兩個呈足球大小的碎塊，隨後向地麵墜落，轟隆之聲響徹雲霄，震起的土浪高達數十米，土塊飛濺到百米之外，還升起了一個高達五十多米的蘑菇雲狀的煙柱。大量隕石碎塊撒落在吉林市北部近五百平方千米的範圍內。
吉林隕石雨撒落在一狹長帶狀區域內，東西長約七十多千米，南北方向最寬的地方不超過十公裏。據研究，吉林隕石原先可能是一個直徑2200千米的阿波羅型小行星的一部分，它在行星際空間飛行，在800萬年前被撞擊分裂出一塊直徑大於10米的碎塊，在40萬年前又受到一次撞擊，分裂出一塊直徑約2米的碎塊，這顆碎塊於1976年3月8日15時大體上沿著地球公轉方向從後麵追上地球。在和地球外層的大氣碰撞後，摩擦生熱讓它燃燒。隕石的一大部分被燒毀、汽化，而殘留的內核在大氣層中產生多次崩裂，形成許多碎塊落到地麵上，到達地麵時速度每秒隻有幾十米。科學家們對吉林隕石標本作了大量的物理化學研究與分析工作，1979年科學出版社出版了研究專著——《吉林隕石雨論文集》。
1987年夏天，蘇聯宇宙開發科學家A·伏伊柴霍夫斯博士發表研究報告說，一顆被稱為“1983TB”的小行星正漸漸地接近地球，如果情況繼續下去，到2115年它將會撞擊地球。這位博士提出了兩個解救地球的辦法，一個是用航天器人為地改變小行星的軌道，另一個是在宇宙空間把小行星擊碎。後來，各國天文學家經過精確推算，否定了這位博士的“2115年小行星猛撞地球”的錯誤結論，消除了許多人的擔心。
1989年初，美國科學家宣布一條震驚世界的新聞：一顆能產生相當於兩萬顆氫彈爆炸能量的小行星“1989FC”將在當年3月22日，在距地球約69萬千米的遠處飛過。這顆小行星的軌道比較特殊，繞太陽的公轉周期為1．03年(大多數小行星的公轉周期為3～7年)，每隔33年要飛近地球一次。我國天文學家認為，假如這顆直徑為300米左右的小行星有朝一日擊中地球，如在高空爆炸，由於碰撞速度高達16千米／秒，將撞擊出一個直徑為6千米左右的圓形撞擊構造坑，在半徑為幾十千米範圍內產生強烈地震。
1989年8月，一顆直徑一千米的小行星“1989PB”在距地球400萬千米處飛過。
1991年1月，直徑五至十千米的小行星(1991BA)在距地球17萬千米處掠過，這個距離不到地球至月球距離的二倍，在天文上算是“千鈞一發”了。
1989年，曾有一位名為洛克費德的天文學家預言，與地球毗鄰的月亮在三年後，將遇到一顆大流星的撞擊，估計月球將損失過半。這在一般人眼中，似乎是與己無關的事，而在科學家看來，就有點“聳人所聞”了。因為地月係統是一個整體，有時是“牽一發而動全身”。何況月球“損半”，將會引起地球上的連鎖反應和長時間的混亂，比如潮汐的變化。盡管在1992年，我們並未經曆這一劫難，但月球表麵的滿目瘡痍告訴我們，人們不僅要憂地球的“天”，還要憂毗鄰星星的“天”，因為它們的被撞同樣要帶來地球的災難。
這樣的例子不勝枚舉，但大多數人僅把天體相撞看作一種有趣的天象。20世紀80年代以來，地球上的有識之士一直在呼籲人類正視來自近地空間的威脅。因為這種威脅的存在，有充足的科學依據和觀察事實。
目前威脅人類的近地小天體主要是彗星核和小行星，彗星核在其中隻占幾個百分點，因而，密度較大的小行星比彗星更有可能光臨地球。但不能輕視的是，盡管有能力穿過地球大氣層並撞擊地球的彗星不多，與直徑同樣大小的小天體相比，彗星速度快(小行星撞擊地球的速度為20千米/秒，短周期彗星為30至40千來/秒，長周期彗星為50至60千米／秒)，撞擊時釋放的能量較大，將對地球構成更大的威脅。有學者估計，彗星撞擊在撞擊災害中約占25％。另外，彗星具有鬆散的結構，強度低，就像子彈打向高速飛來的一團棉花上，很難說有多大的效果，這就增加了防禦的難度，至少在目前是一個沒有解決的難題。
小行星是火星和木星軌道之間的遊**者，到1996年6月底，全世界共發現小行星10221顆。小行星的特點是體積小質量小，各自有各自的運行軌道，偶然也有，一些“調皮搗蛋”分子進入地球軌道附近，成為近地小行星。它們最有可能成為光顧地球的“天外來客”。據有關學者統計，1898～1977年的80年問，共發現近地小行星43顆，1978～1982年發現了28顆，1983～1989年發現45顆，而1990年一年中，發現的小行星竟達14顆。迄今為止，發現的近地小行星總數已超過163顆，最大的為直徑8千米左右的“1627l var·”，其中77顆的直徑在一至五千米，其他大部分直徑在200米以上。除了上述的163顆近地小行星之外，天文學家估計還有95％以上的直徑大於一千米左右的近地小行星和彗星核尚未被發現。更令人擔憂的是，對直徑小於100米的近地小行星的搜索發現率不足0．1％。由此可見，人類對近地小行星和彗核的了解是如此之少，對太空威脅的防禦無異於自動地讓位於“上帝擲骰子”。人類啊，警惕!真正的威脅來自對近地空間了解的不足。
我們常在繁星閃爍的夏夜，見到劃空而過的流星。它們都是一些直徑小於50米的非鐵質近地小天體，在闖入地球大氣層時，與大氣相摩擦燃燒而發光，一閃而逝。流星體穿過大氣未燒盡而落到地麵的部分，就成為在陳列館展出的隕石，如我國的吉林隕石。一旦直徑大於50米的近地小行星闖入地球空問，人類的天然屏障——大氣層也無法阻擋這些不可一世、橫衝直撞的入侵者，它們就會如“通古斯卡爆炸”一樣，對地球構成災難式的危害。更大的撞擊，甚至產生如白堊紀末恐龍滅絕的全球性災難，導致人類文明的終結。英國科學家約翰通過計算表明，1908年，通古斯卡的爆炸即使發生在美國的鄉村，也會造成6．8萬人死亡和價值45億美元的財產損失。如果發生在人口眾多密集的國家，其後果不堪設想。
目前科學界的共識是，隻要地外撞擊體的直徑處於0．6～5千米之間，就有可能使全球陷於“撞擊冬天”的困境，長達數月甚至數年的黑暗且寒冷的冬天將籠罩全球，稻穀無收，生態係統失調，而世界上幾乎沒有幾個國家的稻穀儲存量夠本國人民吃上一年，終會產生全球性的饑荒，再加上撞擊作用產生的其他災難性效應的作用，如強大的撞擊衝擊波，將直接使數百萬人喪生，臭氧層的破壞、酸雨的出現、植物的中毒等等，會引起全球經濟、社會和政治結構的崩潰，人類將處於世界末日的邊緣。對地球而言，還沒有一種自然災害像地外撞擊作用那樣，產生全球性的災難。任何區域性的災難，無論其受災情況多麽嚴重，在友鄰的幫助下，一般在十年的時間裏都會得以恢複、發展，唯獨地外撞擊，其影響力是全球性的，使人類整體處於災難狀態，無法從別處得到技術和經濟的援助，一切都得從零開始。要想恢複撞擊前的文明，至少得付出幾代人的努力。
這類引起人類文明的災變或滅絕的小行星(或彗星)，與地球相撞的機會到底有多大?通過對近地小天體的觀察，月球、水星和火星的一些情的研究，美國地質調查局的天文學家休梅克估計，在目前的近地空間，直徑為10米左右的近地小行星和近地彗星核約有20萬顆，這些小天體平均每1000年與地球碰撞一次。直徑大於一千米的近地小行星和近地彗星核數目高達2000顆，平均每10萬年和地球碰撞一次。講得更為具體一點，以直徑一千米的小行星為例，按目前保險業常用的人均致死風險率進行計算，在任何年份，其撞擊地球的風險概率為十萬分之一，因撞擊致死的作用是全球性的，相應地平均每人每年的致死風險也為十萬分之一。美國每年大約有130人死於飛機失事，則每個美國人飛機失事的致死風險為二百萬分之一。因此，小天體撞擊地球的致死風險20倍於飛機失事的概率!
如此巨大的危脅存在於現在，同理可推，在史前時期一樣存在著這種風險，而且，很有可能這種危脅變成了現實，從而使得那些令今人歎為觀止的史前文明遭受滅頂之災，化為灰燼。