法厄同

在火星和木星軌道之間，有一片巨大的空曠地帶，寬約3.7個天文單位(地球到太陽的距離定為1個天文單位，約1.5億公里)，十分引人注目。早在18世紀中葉，天文學家們就執著地認為，那個地帶絕不可能空空蕩蕩，應該有一顆大行星在運行。然而，一次次的探尋都落空了……

終於，“蒼天不負苦心人”。1801年元旦之夜，意大利西西里島巴爾摩天文台台長皮亞齊（G.Piazzi,1746—1826）離太陽2.77天文單位處有一顆行星。他根據神話命名的習慣，把它稱為穀神星（Ceres），這是他老家西西里的守護女神，專司糧谷和農業。不過皮亞齊在高興之餘未免有些許遺憾：這顆行星比月球還小得多。“抓到的只是條小魚兒，大魚在哪裏呢？”他望星空，喃喃自問。

20世紀初期，用突發的宇宙事故來解釋太陽系起源的種種災變説風行一時。前蘇聯的一些天文學家也對奧伯斯“爆炸説”入了迷，其中有個叫薩伐利斯基（Е.Ф.Саваренский，1911—1980）的，還把假想中的這顆X行星命名為法厄同（Phaethon）。在希臘語裏，法厄同是“熊熊燃燒”的意思。

在薩伐利斯基等人看來，法厄同行星是被擊碎的，這是在奧伯斯爆炸説基礎上發展起來的“碰撞説”。薩伐利斯基計算了這顆行星的可能大小和質量。據估計，它原來的直徑有6000公里，質量是地球的十五分之一，比火星略小。內部結構從外往裏分為如下5層：玄武岩殼層，結晶狀橄欖石岩層，玻璃質橄欖石岩層，鐵硅包殼層和鐵鎳核心。這是從隕石分析中推測出來的。

他們無法知道“宙斯的巨雷”到底是什麼，也許是兩顆行星相撞，也許是從太陽系外飛來的什麼東西，或者是大彗星撞上了，都有可能。薩伐利斯基認為，法厄同在擊碎時引起大火，但堅硬的玄武岩外殼沒有熔化，只是碎裂成許許多多大小不一、稜角畢露的碎塊。後來果然發現不少的較小天體，形狀都極不規則，如1620號小行星甚至是長條形，長度是寬度的4～5倍。這些事實對碰撞説十分有利。他還認為，法厄同粉碎後內部物質分解成很細微的塵埃雲。開始時塵埃雲的温度較高，經膨脹而很快冷卻和硬化，其中硅酸鹽成分冷凝成了球粒狀的隕石，有的經相互碰撞吸積而長大為星子，有的成為流星物質。

爆炸説和碰撞説的擁護者當中不少人還認為，太陽系中有些行星和衞星的不規則運動和異常現象，都是同一原因引起的：X行星的巨大碎塊撞擊了金星、天王星和冥王星，使它們改變了原有的自轉方向；使一些衞星逆向運行；軌道傾斜角和偏心率變大等等。

美籍荷蘭天文學家柯伊伯（G.P.Kuiper,1905—1973）是碰撞説的創始者之一。他認為，小行星是由5～10顆原行星碰撞碎裂而成的。火星與木星軌道之間的區域裏，物質密度之所以特別小，是由於木星掠奪造成的，沒有形成大行星的可能，只能形成一些小行星。他對小行星進行統計，發現半徑小於10公里的小行星，數目與半徑的關係大致符合由碰撞形成碎片的經驗公式。小行星相互碰撞，形成更小的小行星和固體碎塊的大量流星體，所以形狀不一、成分各異。而觀測所見較大的小行星，是沒有碰碎反而吸積長大的天體。

柯伊伯學説得到不少人支持，阿塞拜疆天文學家薩弗隆諾夫(В.С.Сафронов)認為，類似穀神星、智神星那樣大小的“中介天體”，在那個區域原來不止數十個，“諸侯混戰”的結果，除了留下四個堪稱“四大金剛”的最大小行星，其他統統土崩瓦解，甚至粉身碎骨了。

是4億年前星球大戰的遺蹟嗎

美國費米核物理研究所的一些科學家，對法厄同行星的假説很感興趣。他們對落到地球上的隕石中所含的同位素氦4、氬40進行了測定，發現這些元素不到地球上的10%，按計算它們只有4億年左右的年齡。地球年齡在46億年左右，這些隕石竟會那麼年輕嗎顯然不會。他們認為，一種可能的解釋是：在4億年前發生過一次大爆炸，把岩石中以前積存起來的氦4和氬40都驅散了。

前蘇聯有位天文學家甚至認為，4億年前法厄同爆炸不是天災造成的，而是源於“法厄同人”之間的星球核大戰。地球上的生命現象，在宇宙中絕非是的極偶然現象。只要具備合適的條件，宇宙物質經由漫長歲月的進化而產生生命，並發展出高級的理性生物，是符合不可抗拒的自然規律的。他推測，在4億年前，當地球上剛進化到有爬行類動物時，“法厄同人”早已發展到比地球文明還要高級得多的階段，他們已掌握核技術是毫無疑問的。但是，“法厄同人”處於相互敵對之中，在一次互相殘殺的星球大戰中，雙方都昏了頭，隨着戰爭的逐步升級，動用了可怕的氫彈。氫彈大戰引起失控的鏈式反應，使法厄同海洋中的氫也點火聚變，就像成千上萬顆氫彈在異常劇烈地爆炸。終於，法厄同在熊熊大火和滾滾濃煙中被炸成無數碎片，成為小行星和隕星羣。最有趣的是，這位天文學家甚至認為，那種密度最小的含碳球粒隕石，是法厄同帶有生命痕跡的最外殼層物質，因為在其中發現有水分、氨基酸、碳化物，甚至還有鑽石！

真是一語驚天下看來，這個似乎是故弄玄虛以譁眾取寵的假説，有點“醉翁之意不在酒”，從中折射出一個正直科學家對當時蘇美兩個超級大國瘋狂核競賽給全人類投下陰影的深深憂慮，並借題發出了嚴厲的警告。

這一假説使科幻作家心花怒放。前蘇聯小説家卡贊採夫(A.К.Азанпев)據此寫了本驚心動魄的科幻小説——《法厄同碎片》，成為轟動一時的暢銷書。1961年，著名物理學家玻爾訪問莫斯科之際，卡贊採夫還一本正經地向他請教：“如果在海洋深處爆炸氫彈，氫立即聚變成氦，會不會使整個海洋爆炸……”

對於這種離奇的“核爆炸成因説”，竟在一次法國科學界的重大考古發現及其留下的不解之謎中找到了證據。

非洲加蓬共和國有個著名的奧克洛露天鈾礦。1972年6月，法國一家工廠驚訝地發現，從該地剛運到的一批鈾礦石早已被人用過了，礦石中鈾235含量比正常值低60%。為了弄明事件真相，法國政府迅速向礦區派出了一支科學考察隊。不久，他們公佈的調查結果震驚了全世界。原來，他們在奧克洛發現了一處不可思議的史前遺蹟——一座古老的核反應堆，那裏有6個區域的約500噸鈾礦石早已被燃燒過，還留下鈾235裂變後的殘遺物——釹、釤、銪、銻等4種稀有元素。這個核反應堆輸出功率很低，只有10～100千瓦。據考證，奧克洛鈾礦成礦期大約是在20億年之前，成礦後不久核反應堆就開始啓動了，運行時間長達50萬年之久。

面對這個保存完整、結構合理的核反應堆，科學家們瞠目結舌。這是史前外星人在離開地球時留下的核廢料遺蹟嗎還是一種天然現象？時間眾説紛紜。法國原子能委員會前主席撰文説，這是地球上局部發生的小規模自發鏈式核反應。幸虧地球上藴藏的鈾礦不多，否則難逃毀滅的厄運。但許多人並不贊成他的看法，認為地球上存在天然的核反應堆是難以置信的。

是“流產了的胎兒”嗎

爆炸説和碰撞説確實開闊了人們的思路，推動了科學界對小行星起源的研究熱潮。但是，涉及原因和機制等要害問題，依然是一片空白。

如果小行星是由爆裂形成的，則應該是隨機任意地分佈的，小行星空間分佈極不均勻。例如，有的區域小行星很密集，就像繁華的“鬧市區”；有的地方則空空如也，被稱為“柯克伍德空隙”，就像荒涼的“無人區”。其次，小行星有“拉幫結派”現象，往往一組七八個，十多個，甚至幾十個不等，軌道特徵如半長徑、偏心率、傾角等幾乎相同，好像是同宗同族出生似的，被稱為“小行星羣”或者叫“噴流”，例如希爾達羣、脱羅央羣小行星等。

因而，“半成品説”，即認為小行星是“流產了的胎兒”，是發育不全的行星胎的見解，便應運而生，成為比較流行的科學假説。例如1970年諾貝爾物理學獎獲得者、瑞典的阿爾文（H.Alfven,1908— ）、英國的霍伊耳（F.Hoyle,1915— ）、前蘇聯的施米特（О.Ю.Шмидт,1891—1956）等人，都主張半成品説。雖然具體內容差別很大，但都“英雄所見略同”。他們都認為，小行星不是由大行星爆炸或撞碎產生，而是由原始瀰漫物質凝聚而成。早期演化階段同大行星的發育過程差不多：先形成較小的星子，進而形成較大的行星胎。只是到後來，大行星的行星胎髮育較正常，順利地長大為行星。相反地，火星與木星之間因為物質密度低，行星“胎兒”都患了“營養不良症”，除了極少數略大點，個個像“小人國”裏出來的侏儒。

我國著名天文學家戴文賽（1911—1979）在他的太陽系起源學説中，對“半成品説”進行了定量分析和説明，從而推進了研究的深入。他指出，小行星形成和太陽系早期的演化有關，即與原始太陽星雲盤中的物質形態分佈和原始太陽光熱作用有關。火星與木星軌道之間的空間，正好介於物質形態轉折過渡的區域。

戴文賽認為，混沌初開之時，星雲盤內物質形態主要有三大類：（1）氣物質：佔90%以上，以氫、氦、氮為主；（2）冰物質：為易凝固的水、氨、甲烷等；（3）土物質：約佔1%，屬高熔點的金屬氧化物、硅酸鹽之類。

他認為，由於原始太陽形成，它的引力和光熱便主宰了整個星雲盤。在火星軌道以內區域，太陽光熱驅散了那裏的氣物質和冰物質，僅留下了高熔點的土物質。在遠日行星區，太陽引力弱，大部分氣物質都逃逸掉了，因此主要成分是冰物質和土物質。在兩大區域之間的木星和土星區，三種物質都可以“定居”下來。木星區內可形成星子的“原材料”遠比小行星區多。這是小行星區物質的“先天不足”。由於木星區三類物質都很豐富，很快便成為行星中的“大哥”。在它的巨大幹擾攝動作用下，木星區的星子不斷闖入小行星區和火星區去“巧取豪奪”，蠶食鯨吞。在漫長的歲月中，它們搶走了火星區域內90%、小行星區域內99.9%的物質，造成小行星成長的“失調”和“雪上加霜”，由於發育不全，個頭也就較小。同樣道理，火星個頭也不大。

關於小行星起源的研究，是太陽系起源學説的重要組成部分。迄今提出的假説遠不止以上所述。近幾十年來，研究有了很大進展，但科學假説和理論必須接受觀測實踐的不斷檢驗。人類關於小行星帶來歷的認識，將繼續在科學實踐和科學爭鳴中不斷髮展。