时间:2018-03-26编辑:梓岚
什么是行星
行星是自身不发光的、环绕着恒星的天体。一般来说行星需要具有一定的质量,行星的质量要足够大,以至于它的形状大约是圆球状,质量不够的则称为小行星。行星的名字来自于它们的位置不固定,就好像它们在行走一样。
太阳系8大行星
目前太阳系内有8颗行星,分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。这些行星的大小和质量相差很大,但和太阳比起来,都小得多。总质量只有太阳的1/750,总体积只有太阳的1/600。
行星的静止形态和恒星差不多,之所以叫行星,是因为它们在天空中有明显的相对移动,不过,由于星星有一定的视圆面,所以在大气的抖动中,行星不像点状恒星那样有星光闪烁现象。天文学家根据行星的质量、大小和化学成分组成的不同将行星分为类地行星、巨行星和远日行星。
水星
水星是太阳系中最靠近太阳的行星。在古罗马神话中水星是商业、旅行和偷窃之神,即古希腊神话中的赫耳墨斯,为众神传信的神,或许由于水星在空中移动得快,才使它得到这个名字。水星半径为2240千米,是地球半径的0.38倍,直径大约和月球相当,质量为地球的5.5%。水星和太阳之间的视角距不超过28°,水星公转轨道的近日点进动受太阳强大质量影响,有每世纪快43秒的反常进动。水星凌日平均每世纪发生13次,上次就在1999年11月15日发生。
水星在许多方面与月球相似,它的表面有许多陨石坑而且十分古老;它也没有板块运动。另一方面,水星的密度比月球大得多。水星是太阳系中仅次于地球、密度第二大的天体。事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩;如果不是这样的话,水星的密度将比地球大,这表明水星的铁质核心比地球的相对要大些,很有可能构成了行星的大部分。因此,相对而言,水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地壳。水星大气非常稀薄,昼夜温差很大,阳光直射处温度高达427℃,夜晚降低到零下173℃,它有一个小型磁场,磁场强度约为地球的1%。至今未发现水星有卫星。
金星
金星是太阳系距太阳第二近的行星,它也是离地球最近的行星,我国古代称之为“太白”或“太白金星”。它有时是晨星,黎明前出现在东方天空,被称为“启明”;有时是昏星,黄昏后出现在西方天空,被称为“长庚”。
金星上有浓密的大气层,大气中二氧化碳的含量在97%以上,还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气及氯化氢等,强烈的“温室效应”使金星表面温度高达465℃至485℃,温差很小,基本上没有昼夜、季节和地区的差别。金星表面的气压相当于地球上海洋深处900米左右所受的压力。表面风速大约3米/秒,在60千米高空,风速高达100米/秒,强烈的对流产生了频繁的闪电。在离金星表面30千米至88千米的空间,是一层浓密的硫酸雾。
有人称金星是地球的孪生姐妹,确实,从结构上看,金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为6073千米,只比地球半径小300千米,体积是地球的0.88倍,质量为地球的4/5;平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤之别:金星的表面温度很高,不存在液态水,加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件,金星不可能有任何生命存在。因此,金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。
金星上最高的山脉是麦克斯威尔山,高度达11270米,北半球大高原长3200千米,宽1600千米,比西藏高原大得多,有一条大裂缝穿过赤道地区,是太阳系天体上发现的最大裂缝。
金星和水星一样,是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星之一,因此金星上的夜空中没有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由于离太阳比较近,在金星上看太阳,太阳的大小比地球上看到的大1.5倍。金星的自转也很特别,是太阳系内唯一逆向自转的大行星,自转方向与其他行星相反,是自东向西。因此,在金星上看,太阳是西升东落。金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形,且与黄道面接近重合,其公转速度约为每秒35千米,公转周期约为224.70天。但其自转周期却为243日,也就是说,金星的“一天”比“一年”还长。
火星
火星是太阳系八大行星中距离太阳第四近的行星。在夜空中,用肉眼很容易看见火星。由于它离地球十分近,所以显得很明亮。火星有两个小型的近地卫星。
火星早期与地球十分相似。像地球一样,火星上几乎所有的二氧化碳都被转化为含碳的岩石。但由于缺少地球的板块运动,火星无法使二氧化碳再次循环到它的大气中,从而无法产生意义重大的温室效应。因此,即使把它拉到与地球距太阳同等距离的位置,火星表面的温度仍比地球上低得多。
火星的半径是3395千米,只有地球的一半多一点儿,体积只有地球的15%,质量只有地球的10.8%。火星自转周期为24小时37分,和地球有同样长度的昼夜变化;自转轴与轨道平面成66°的夹角,也有四季循环现象,由于绕日周期是地球的两倍,所以四季长度也是地球的两倍。火星离太阳是地球离太阳的1.5倍,单位面积获得的太阳辐射是地球的43%,平均温度比地球低30℃以上,昼夜温差达120℃。大气稀薄,二氧化碳占95%,也有微量的水蒸气、氧和臭氧。表面没有液态水,气压低,固态水可以直接升华为水蒸气,水蒸气含量约为0.01%,风速很大,经常刮起尘埃暴。
火星的两极永久地被固态二氧化碳(干冰)覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的,它是由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天,固态二氧化碳完全升华,留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从没有完全消失过,所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层。
木星
木星又称岁星,距离太阳5.2个天文单位,在我国古代,木星曾被人们用来定岁纪年,由此被称做“岁星”。西方天文学家称木星为“朱庇特”,朱庇特是罗马神话中的众神之王,相当于希腊神话中无所不能的宙斯。
木星是八大行星中体积和质量都最大的行星,半径是地球的11倍多,体积为地球的1300多倍,质量为地球的318倍,等于其他八大行星质量总和的两倍半,而密度和太阳差不多。木星的自转很快,每9小时50分就自转一周,是太阳系中自转最快的行星。
它的自转轴几乎与轨道面相垂直。木星比地球扁得多,呈扁圆形。木星在一个椭圆轨道上以每秒13公里的速度围绕着太阳公转,它绕太阳公转一周约需11.86年,所以木星的一年大约相当于地球的12年。木星表层有色彩绚丽的浓厚云层,如同波浪一样翻滚着,并被它的自转拉长成与赤道平行的带状。木星和太阳一样,构成元素主要是氢和氦,表面还有水蒸气、氨、甲烷和少量的铁。木星是流体行星,无固体表面,内部可能有一个半径为一万千米的由铁和硅酸盐组成的固体核心,而核外侧是液态氢,再外面是液氢热海,“海面”温度为5500℃,最外是由氢氦组成的约1000千米厚的大气。
木星是太阳系中卫星数目较多的一颗行星。迄今为止我们已经发现木星有16颗卫星。
土星
土星又称镇星,距太阳9.6个天文单位,大小和质量仅次于木星,质量为地球的95倍,体积为地球的745倍。绕太阳公转一周要29.5年,自转也很快,周期为10小时14分,和木星一样呈扁圆形。密度是八大行星中最小的。
土星内部和木星一样,有一个岩石核心,一个具有金属性的液态氢层和一个氢分子层,同时还存在少量的各式各样的冰。土星是八大行星中最美丽的一个,它有一个非常漂亮的光环,用小望远镜就可以看见。光环宽约20万千米,厚度20到30千米,由几百到上千条大小不等的细环组成,它们处于同一个平面,很像唱片上的槽纹,这些环都是由直径7.6厘米到9米的颗粒组成的,主要是冰屑,正是它们的反射形成了五彩光环。在无尽的夜空中,土星很容易被眼睛看到。尽管它可能不如木星那么明亮,但是它很容易被认出是颗行星,因为它不会像恒星那样“闪烁”。光环以及它的卫星能通过一架小型业余天文望远镜观察到。
土星的卫星最多,有20多颗,最大的土卫六比水星还大,直径2900千米,是太阳系最大的卫星。
天王星
从直径来看,天王星是太阳系中第三大行星,它的体积比海王星大,质量却比它小。天王星距地球26亿千米以上,只有借助望远镜才能看到,离太阳19.3个天文单位。半径25900千米,是地球的4倍多,体积是地球的65倍多,质量为地球的14倍多。
公转周期为84年,自转周期为11小时,自转轴和它的轨道平面的交角只有8度。天王星基本上是由岩石和各种各样的冰组成的,它仅含有15%的氢和一些氦。天王星和海王星在许多方面与木星和土星在去掉巨大液态金属氢外壳后的内核很相象。虽然天王星的内核不像木星和土星那样是由岩石组成的,但它们的物质分布却几乎是相同的。天王星的大气层含有大约83%的氢、15%的氦和2%的甲烷。天王星也有光环,它和木星环、土星环一样都是由无数个天体的小碎块及气体组成的,每个碎块都在自己的轨道上绕母体行星运行,它们和气体在临近空间扩散成一圈,便成了光环。
有时在晴朗的夜空,刚好可用肉眼看到模糊的天王星,但如果你知道它的位置,通过双筒望远镜就可以观察到了。通过一个小型的天文望远镜可以看到一个小圆盘状。
天王星也有卫星,共五颗,都是逆行卫星。
海王星
海王星是环绕太阳运行的第八颗行星,也是太阳系中第四大天体。海王星在直径上小于天王星,但质量比它大。海王星距离太阳30个天文单位,公转周期为165年,自转周期约为16小时,半径为地球的3.88倍,质量为地球的17倍,由于距离太阳遥远,单位面积上获得的太阳辐射仅为地球的1/900,表面温度在零下230℃左右。
海王星的组成成分与天王星的很相似:各种各样的“冰”和含有15%的氢及少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星,它或许有明显的内部地质分层,但在组成成分上有着或多或少的一致性。海王星很有可能拥有一个岩石质的小型地核(质量与地球相仿)。它的大气多半由氢气和氦气组成,还有少量的甲烷。作为典型的气体行星,海王星上呼啸着按带状分布的大风暴或旋风,海王星上的风暴是太阳系中最快的,时速达到2000千米。和土星、木星一样,海王星内部有热源——它辐射出的能量是它吸收的太阳能的两倍多。
海王星的发现是科学探索精神的结晶,因为根据万有引力定律计算出的天王星轨道总是同观测的实际轨道不符合,于是天文学家推测可能是受了它外面尚未发现的另一个大行星的影响。1845年和1846年,两位年轻的科学家都计算出了未知行星的相关数据,柏林天文台根据此数据发现了海王星。
海王星已知卫星有8颗。
冥王星
冥王星曾经是太阳系九大行星之一,2006年8月24日国际天文学联合会科学家举行大会投票决定,不再将传统九大行星之一的冥王星看做行星,而将其列入“矮行星”。
冥王星的得名是由于它离太阳太远,一直沉默在无尽的黑暗之中,它离太阳约40个天文单位。冥王星的公转周期为248年,自转周期为6天9小时17分。半径约1350千米,密度为水的一倍半,表面覆盖着一层甲烷冰霜。轨道偏心率最大,轨道面与黄道面的倾角也最大,达17.1°。
冥王星表面的黑暗部分的组成还不知道,但可能是一些基本的有机物质或是由宇宙射线引发的光化学反应。有关冥王星的大气层的情况知道得还很少,但可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷组成。大气极其稀薄,地面压强只有少量微帕。冥王星的大气层可能只有在冥王星靠近近日点时才是气体;在其余的冥王星的年份中,大气层的气体凝结成固体。靠近近日点时一部分的大气可能散逸到宇宙中去。
由于冥王星距太阳极其遥远,表面极为寒冷,又由于质量小而且没有大气,不存在热作用和风化作用,所以冥王星形成后几乎未发生变化。冥王星是唯一一颗还没有太空飞行器访问过的行星,甚至连哈勃太空望远镜也只能观察到它表面上的大致容貌。很幸运,冥王星有一颗卫星——冥卫一,它是1978年发现的,正是根据这颗卫星,人们才得以了解冥王星的一些秘密。冥王星的发现类似于海王星的发现,1930年为美国天文学家劳威尔的助手汤博所发现。