郑永春
在浩瀚的宇宙中,行星如同璀璨的珍珠,它们围绕着恒星旋转,展现着各自的魅力。
人类对行星的探索,从古至今,从未停歇。
让我们一起踏上一场穿越时空的旅程,探索这一颗颗神秘的天体。
古代天文的智慧之光
行星科学是最古老的天文学。五行学说认为,世界是由木、火、土、金、水5种基本物质组成的。五行不仅与夜空中肉眼可见的5颗行星—金星、木星、水星、火星、土星相对应,是古人对宇宙运行规律的观察与思考,更是一种哲学概念,体现了中国古代天人合一的观念,是中国古代哲学的核心。
认识行星世界
人类进入航天时代之后,现代行星科学的观测和研究手段有了巨大进步。
地面观测
地面观测是指利用地球上的光学望远镜、射电望远镜、地基雷达等设备,对行星及其卫星、小行星、彗星等天体进行直接观测。
在平均海拔4500米的西藏阿里地区,科学家正在国家天文台阿里观测站,开展类地行星和地外生命的探索。
深空探测
深空探测是指使用航天器对远离地球的天体进行的探测活动。这些航天器通常需要穿越数百万乃至数十亿公里的距离,收集并传回关于这些遥远天体的数据和图像。
月球是人类迈向深空的门槛,而火星是人类走出地月系统开展深空探测的首选目标。2021年5月15日,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星北半球乌托邦平原的南部预选着陆区,我国首次火星探测任务取得圆满成功。据报道,2028年前后,我国天问三号任务计划实施两次发射任务,实现火星样品返回地球。
数值模拟
数值模拟是现代行星科学研究中的一种重要方法,它通过建立物理模型并运用超级计算机进行计算,来模拟和预测行星及其卫星、彗星、小行星等天体的动态行为和演化过程。
科研人员利用超级计算机模拟了早期太阳系的行星形成与演化过程,并对木星的大气环流、内部结构、卫星的形成等进行了研究。他们发现,在大约45亿年前,木星捕获并吞噬了一个约10倍地球质量的行星胚胎,巨大的撞击瓦解了木星的原初致密核。
实验室分析
无论是模拟行星表面的极端环境,还是分析地外物质的组成,实验室分析都是行星科学研究中不可或缺的工具。
近日,通过对月壤样品的实验室分析,科研人员发现,月壤中的一些活性化合物具有良好的催化性能。他们以水和二氧化碳为原料,借助模拟太阳光,以这些活性化合物为催化剂,成功生成了氧气、氢气、甲烷和甲醇。
古代天文的智慧之光,奠定了人类对天体运动规律的初步理解,照亮了人类文明前行的道路;而现代行星科学,借助于高精度的观测设备、先进的实验室技术和多学科交叉研究,正以前所未有的深度和广度,探测行星的物理、化学和地质特性,揭示其宜居性和地外生命的可能性,为探索地球生命的起源、太阳系的起源与演化作出重要贡献。