江國興

【導讀】

星夜激發你的動力，挖掘宇宙的奧祕

──中央大學天文所太陽系實驗室指導教授　葉永烜



　　荷蘭畫家梵谷曾說過，能夠對很多東西都有喜愛，便是了解神的旨意和目的的最好辦法。我想讀這本圖文並茂的書，一頁一頁地翻下去，也會讓你感嘆我們太陽系的奇妙，有著這麼多出人意料之外的事物，好像冥冥中自有主宰。建議讀完之後，閉閉眼睛，想想哪一顆星球是你最喜愛的，然後決定一輩子中的一個願望，便是要做一些事可以徹底改變世人對它的了解。這會很難嗎？會需要有天文學博士學位才能夠插手嗎？這本書有答案。

　　原來天王星是由音樂家威廉．赫歇爾所發現的、經典名曲〈我們是冠軍〉（We are the champions）的皇后樂隊吉他手布賴恩．梅，他的硏究論文則對找尋系外行星有很大幚助。

　　所以這本書要傳達的一個重要訊息便是──有志者事竟成。永遠不要放棄你心中的目標和興趣。能夠保持一見鍾情的喜愛，便是創新的動力。不然，愛因斯坦也不會天涯海角都帶著他的小提琴。而我想梵谷也說得對，不然他不會繪出那讓人傳誦的《星夜》了。

　　本書讓人傳誦的特出之處，便是把很多由歷次太空任務對各行星實地探測所得的照相和資料，極有系統地介紹。更難能可貴的，是那些非常有真實感的合成圖片，把太陽系帶到你眼前！五色繽紛的色彩加上行雲流水般的譯文，可以讓人每次細讀，都會有新發現。有些加上的譯註和編按更是錦上添花，把原文未有講清楚的，畫龍點睛地說出來。

　　當然，太陽系的來源和行星演化過程，包羅萬有，這本書不可能什麼都包含。要捉重點的話，我們要注意的便是天地萬物息息相關。以地球為言，其生命起源可能是來自小小的彗星和小行星的碰撞，而多次生物圏的大絕滅和相關的物種演變，如在6千5百萬年前恐龍的滅亡和哺乳類的取而代之也因此而來。月球的產生和天王星自轉軸的橫躺在黃道面，也和太陽系早期歷史中的巨型碰撞事件有關。所謂時造英雄，但英雄也創造時勢。如書中提及的地質學家吉恩．舒梅克博士便是一個好例子，是他一手撐起行星碰撞和隕石坑產生機制的硏究。便和藝術一樣（記得林懷民嗎？），很多重要科技成就，都在乎個人的興趣和努力，才有所衝擊，才有所成。

　　牛頓力學的萬有引力主宰星球的運動，而土星環的存在和木衛一（埃奧）的火山噴發，木衛二（歐羅巴）的地下海洋，以及土衞二（恩克拉多斯）的南極水氣噴泉，甚至在太陽系外側海王星的衞星崔頓的冰火山，亦和它們中間行星的潮汐作用有關。但我們還是很不了解其中的奧祕，完全的解答便等待著這本書的讀者去挖掘。說不定在南投或台東的某位中學生看了這本書，便會發想要把崔頓的冰火山全找出來，或者要把土衛八（伊阿珀托斯）這座非常奇怪的環赤道山脊勘查一遍（有何不可？）。不是只知道什麼，而是知道要做什麼。這本書的目的便也達到了。

【導讀】

星夜激發你的動力，挖掘宇宙的奧祕

──中央大學天文所太陽系實驗室指導教授　葉永烜



　　荷蘭畫家梵谷曾說過，能夠對很多東西都有喜愛，便是了解神的旨意和目的的最好辦法。我想讀這本圖文並茂的書，一頁一頁地翻下去，也會讓你感嘆我們太陽系的奇妙，有著這麼多出人意料之外的事物，好像冥冥中自有主宰。建議讀完之後，閉閉眼睛，想想哪一顆星球是你最喜愛的，然後決定一輩子中的一個願望，便是要做一些事可以徹底改變世人對它的了解。這會很難嗎？會需要有天文學博士學位才能夠插手嗎？這本書有答案。

　　原來天王星...

前言：

人類科技所能做到的最真實影像

　　距今約30年前，太空探測船陸續從地球上發射升空，展開探索鄰近行星的任務。

　　本書影像皆來自人造衛星、探測船，以及天文臺所拍攝天體、天空的照片，還有其他行星的探測車，上頭搭載的顯微鏡所記錄細微岩石結構的影像。每張都是從數以千計的照片中，所精挑細選而出。這些照片的光波波長，範圍涵蓋從大家熟知的可見光到高能量的紫外線、X光，甚至更低能量的紅外線及無線電波。藉由透過不同波長的影像，就能夠更清楚窺見行星大氣、地貌與磁場的狀況。

　　本書行星與衛星的圖片，某些是經過合成處理，數百張來自繞行行星的人造衛星或探測船經過時，所拍攝的影像，以電腦幾何校正，並且調整每張照片的明暗後，所展現星球表面的地圖影像。

　　內太陽系中的行星，目前已有許多探測船造訪過，包含造訪水星水手10號與信使號；造訪金星的金星計畫、麥哲倫號與金星特快車；以及一系列登陸火星的探測器、繞行火星的人造衛星等。

　　至於外太陽系中巨大行星的探索，則是有曾經繞行木星的伽利略號；目前仍在土星軌道上執行任務的卡西尼號；以及降落在土衛六泰坦星的惠更斯號。而天王星和海王星的探測，目前只有航海家2號（Voyager-2，或稱航行家2號、旅行者2號）完成這項任務。

　　如今，新視野號（New Horizons）正在前往冥王星與柯伊伯帶的途中。此外，對於小行星帶的探測計畫，也已經成功將岩石樣本帶回地球，甚至有些樣本是透過撞擊而採集到的。

　　由於地球表面超過70％覆蓋在水面下，因此在其他無水的行星上，科學家反而能將無水行星的地貌看得比地球更清楚。此外，若書中某顆行星的照片有些空白的區域，那是因為探測的飛船只有飛掠經過，沒有完整繞行該行星。請各位讀者相信，這並非不可告人的神祕區域，單純只是沒有圖像資料而已。

　　最後，目前人類所發現最遙遠，尚未探索過的太陽系內矮行星，即便使用最強大的望遠鏡也只能勉強看見他們的蹤影，就算以最頂尖的天文數位相機配合望遠鏡拍攝，這些天體的影像畫素也非常低。

一顆恆星、八大行星、無數的衛星和小天體

　　對大多數人來說，生活是辛苦的，甚至有些人忙亂度日。我們會這樣陷入庸碌的生活中，因為我們「看下不看上」，於是忽略了我們所居住的地方，其實只是一粒微塵，懸浮在巨大廣闊到難以言喻的宇宙中。

　　在人們所倚賴生存的這片環境之外，有著意想不到的世界：有的地方正被一個存在百年的颱風蹂躪；有火山噴發的物質都是冰；甚至有些地方的閃電，是從母行星的雲層上方打向它的衛星。直到今天，我們才有機會如此近距離探勘與觀察這些已經存在數十億年的現象。

　　我們何等幸運能身處在這個行星探索時代的開端，這裡有一顆恆星和八大行星，除此之外，還有衛星、彗星與一大堆各式各樣，像石塊一樣的小型天體。

　　歡迎蒞臨太陽系！



【推薦序】

天文觀測入門，先從了解太陽系開始

──臺灣首位SOHO彗星發現者　蔡元生

了解太陽系的天體，是天文觀測者入門的最佳途徑，這些太陽系的天體及特殊的天象一直深深吸引我到現在，從什麼都不懂到買望遠鏡觀察星空、在自己家蓋天文臺到發現SOHO彗星、超新星及小行星，之後能再發現幾個宇宙中的新天體或彗星，是我的夢想。

早在1984年我國中時期，當時的九星連珠事件深深吸引著我，開始對星空產生了興趣，當然，當時我什麼都沒看到，別說九星了，連個月亮都沒看到，完全是因為資訊不發達，沒有真正用對方法。

到了1986年的哈雷彗星時期更是到了瘋狂的地步，在當時媒體資訊並不發達的時代，無人不知哈雷彗星，也造成了望遠鏡市場的大崛起，各電視臺、各報章雜誌……相關與不相關的媒體都大肆報導哈雷彗星；各大天文學會、鳥會及其他社團同時辦理哈雷彗星的觀測活動，在那個年代可說是相當大的一個全民運動，之後也帶領了非常多的人進入了天文領域，包括本人及現在活躍於業餘天文界的多位同好。

1993年的修梅克－李維9號彗星撞木星又是另一個高潮，業餘的天文學家發現了彗星並被預測會撞上木星，那時幾乎全世界的望遠鏡都指向木星。

1996年百武彗星的彗尾劃過半個夜空，不需要任何儀器就可以看到，那時距離地球只有1500萬公里，算是跟地球相當接近，之後更有電影說明彗星撞地球。1997年，海爾鮑普彗星更是誇張到在市區都看得到。

2001年，獅子座流星雨當晚數萬顆流星的震撼，應該讓許多人永生難忘。2003年，火星世紀大接近，在高雄市的觀測活動吸引超過3萬人擠進文化中心。2004及2012的金星凌日可說是百年的特殊天象。2012年5月21日的臺北日環食更吸引了非常多東南亞天文愛好者來臺追逐。

這其中一定還有一些我遺漏的重要天象，不過，就在2013年底令人期待的世紀大彗星，是不可錯過的天文景象。當然，這些一直會持續下去的天文現象正等著我們去探索，從現在開始也都不會太晚。

國際天文聯合會（IAU）做出將冥王星分類為矮行星的決定後，雖然引起一片譁然，但整個太陽系的分類已經明確，《把太陽系帶到你眼前》這本書將太陽系分類仔細，並以精美的圖片及簡單的文字詳細說明了太陽系，內容精彩豐富，是值得收藏的一本天文好書。

6500萬年前那天，恐龍只剩10秒可逃

　　2008年10月6日，一架位於亞利桑那州林蒙山峰頂的1.5公尺（60英吋）望遠鏡，看到一顆著朝地球而來的天體，這架望遠鏡隸屬於卡特林那巡天計畫（Catalina Sky Survey），是專門用來搜尋對地球構成潛在撞擊威脅的小行星。19個小時後，這個小天體穿過非洲蘇丹北部的大氣層，不只氣象衛星看到它形成的火球，連從約翰尼斯堡飛往阿姆斯特丹的荷蘭航空，上面的駕駛員也看到這個景象。不久之後，這顆直徑達3公尺小天體的碎片就撞擊到地面。

　　這顆名為2008 TC3的小行星，是目前唯一在撞擊地球之前就被發現的天體。它屬於為數眾多的近地天體（near-Earth object，NEO），這些天體行進的軌跡會通過地球的軌道，是一種可能會撞擊地球的物體。它們有些是來自於小行星帶互相碰撞後彈射出去的小行星；有些是因過度靠近太陽，而遭分解碎裂的彗星殘骸。

　　從1990年代開始，陸續有許多望遠鏡加入搜尋NEO的行列，找到這些天體的數量在2010年時約有700顆，目前人類所發現直徑超過1公里的NEO數量大概是1000顆。

　　歷史上，地球曾經遭遇過很多次這類天體的撞擊。1908年時，一顆和一排公寓一樣大的天體在天空中爆炸，地點是西伯利亞的通古斯加河上方，這次爆炸造成了超過2000平方公里的樹林被夷為平地（譯註：通古斯加大爆炸的成因目前仍眾說紛紜，天體撞擊是最為可能的原因，不過還有待研究）。

　　但6500萬年前，地球歷經一次更大的浩劫，一顆直徑長達10公里的小行星撞擊地球，釋放出數百萬顆目前人類能製造出最強氫彈的能量，這次的撞擊終結了恐龍時代。而撞擊的痕跡目前相信是在墨西哥，猶加敦半島的希克蘇魯伯隕石坑（Chicxulub crater），此撞擊坑直徑長達180公里。6500萬年前的那天，這顆隕石直到進入大氣層中，受到摩擦發光才看得見，但此時的恐龍只剩不到10秒鐘的時間可逃命。

愛神星無關愛神，可能是毀滅

　　愛神星，是一顆在地球和火星軌道之間運行的小行星。

　　有著多項有名的特徵：第一，它是人類第一個發現的近地小行星，而且可以知道它有一天會和地球軌道交錯。若它真的撞上地球，結果將會非常可怕，因為比6500萬年前終結恐龍時代的那顆小行星，可能還要大上3倍。

　　此外， 它也是第一個有人造衛星環繞的小行星，這顆會合─舒梅克號（Near Earth Asteroid Rendezvous-Shoemaker）除了繞行愛神星之外，於2001年2月12日成功降落，也成為歷史上第一架降落小行星的探測船。

伽利略天文成就最大的失誤：土星長耳朵

　　義大利天文學家伽利略是科學史上的巨擘，除了天文上的成就，還發現鐘擺精準的週期。在他輝煌成就的一生中，卻有一項失誤，那就是他宣稱土星是一個「有耳朵的行星」。

　　伽利略的錯誤是因為在當時，也就是他在1610年從威尼斯看向夜空的望遠鏡，還不夠強大到能解析土星的最大祕密。起初，他以為那是兩顆位在土星兩側的衛星，而且這些衛星的大小有土星的三分之一大。

　　但到了1612年，他對於這兩顆行星的消失大為困惑，他寫信給他的贊助者，托斯卡納大侯爵（Grand Duke of Tuscany）：「難道土星把自己的小孩給吃掉了？」。但1613年，這兩顆衛星再度出現，這使得伽利略更無法理解這個現象。

　　直到1655年，這個謎才由荷蘭天文學家克里斯蒂安．惠更斯（Christiaan Huygens，1629～1695）所解開，經過他的改良，望遠鏡的倍率已經提升到50倍，於是他就正確觀察出土星的那「兩顆衛星」，實際上是土星的行星環系統。因此，當土星環的方向隨著時間改變，有時就會在行星兩側出現，就如同伽利略看到的「耳朵」一樣；有時候會側向地球，此時幾乎看不見星環，就像消失了一樣。

　　今天，我們知道這顆有環的行星在我們的視線上，呈現26.7度的傾角。雖然土星環就像陀螺儀，會保持固定的旋轉方向，但當它隨著土星以29.5年的公轉週期繞行太陽時，土星環的環面會有兩次面向我們。

　　地球人對於土星環的熟悉度，不輸給麥當勞黃色M字的商標，甚至土星的獨特形象，還是倫敦地鐵標誌的設計藍本。不過卻很少人知道除了行星環，土星上面還有白色斑點。

前言：

人類科技所能做到的最真實影像

　　距今約30年前，太空探測船陸續從地球上發射升空，展開探索鄰近行星的任務。

　　本書影像皆來自人造衛星、探測船，以及天文臺所拍攝天體、天空的照片，還有其他行星的探測車，上頭搭載的顯微鏡所記錄細微岩石結構的影像。每張都是從數以千計的照片中，所精挑細選而出。這些照片的光波波長，範圍涵蓋從大家熟知的可見光到高能量的紫外線、X光，甚至更低能量的紅外線及無線電波。藉由透過不同波長的影像，就能夠更清楚窺見行星大氣、地貌與磁場的狀況。

　　本書行星與衛星的圖片，某些是經過合...

導讀　星夜激發你的動力，挖掘宇宙的奧祕╱葉永烜
推薦序　天文觀測入門，先從了解太陽系開始╱蔡元生
序言　人類科技所能做到的最真實影像

I.一顆恆星、八大行星、無數衛星和小天體
我們住的地球，是岩石行星
彗星撞地球，是這樣造成的
初誕的混沌，像是調酒師手上的搖杯
銀河之外，還有其他星系存在嗎？
想上太空，請準備：空氣瓶、加溫兼排熱又能加壓的太空衣
適居帶：行星表面得擁有液態水
如果有外星人，那他們在哪裡？
離開地球表面，造訪天文實驗室

II.地球所處的內太陽系
足夠裝下百萬顆地球：太陽
熱到像有10顆太陽：水星
科幻小說筆下，霧氣氤氳的世界：金星
不冷不熱最適生存：地球
太空人唯一登陸過的天體：月球
渴望成為人類第二個家：火星
格列佛遊記的準確預言：火衛一（福波思）
在這裡，你可以成為跳高高手：火衛二（戴摩思）

III.太陽底下還有新鮮事：小行星帶
不夠格當行星，只配當「矮行星」：穀神星
愛神星無關愛神，可能是毀滅
「迷你磁層」隔離太陽風：小行星951（蓋斯普拉星）
小行星也有衛星：艾女星
首次採集小行星土壤樣本：糸川星

IV.挑戰你的想像：外太陽系
沒有表面的巨大氣球：木星
外表像披薩的衛星：木衛一（埃歐）
太陽系最大的溜冰場：木衛二（歐羅巴）
這顆衛星，居然比水星大：木衛三（蓋尼米德）
人類建立新基地的有利據點：木衛四（卡利斯多）
木星多達67顆衛星，太陽系之冠
倫敦地鐵標誌的藍本：土星
由細冰組成的黑膠唱片聲槽：土星環
比水星還巨大的衛星：土衛六（泰坦）
外太陽系也有適居帶：土衛二（恩克拉多斯）
雙面天體：土衛八（伊阿珀托斯）
曾受嚴重撞擊的死星：土衛一（米瑪斯）
會翻觔斗的衛星：土衛七（許珀里翁）
土星最奇特的衛星群：像迷你太陽系、會換位跳舞、捕捉來的衛星
赤道在南北的行星：天王星
被敲碎後，再拼裝起來？：天衛五（米蘭達）
天王星的衛星群：拋開神話，用文豪筆下的人物命名
數學天才的偉大天文發現：海王星
在軌道上走錯了方向：海衛一（崔頓）

V.內太陽系有小行星帶，海王星外有柯伊伯帶
農家小孩的發現：冥王星
害冥王星降級的凶手：鬩神星
復活節島的神話：鳥神星
長軸是短軸兩倍，像鵝卵石：妊神星

VI.來到了太陽系邊界：歐特雲，聚集著數兆顆彗星
髒汙的雪球：彗星
週期彗星表

導讀　星夜激發你的動力，挖掘宇宙的奧祕╱葉永烜
推薦序　天文觀測入門，先從了解太陽系開始╱蔡元生
序言　人類科技所能做到的最真實影像

I.一顆恆星、八大行星、無數衛星和小天體
我們住的地球，是岩石行星
彗星撞地球，是這樣造成的
初誕的混沌，像是調酒師手上的搖杯
銀河之外，還有其他星系存在嗎？
想上太空，請準備：空氣瓶、加溫兼排熱又能加壓的太空衣
適居帶：行星表面得擁有液態水
如果有外星人，那他們在哪裡？
離開地球表面，造訪天文實驗室

II.地球所處的內太陽系
足夠裝下百萬顆地球：太陽
熱到像有10顆...