
太阳系中五大行星(水金火木土)概述.doc
5页太阳系中五大行星(水金火木土)概述摘要:本文从银河系的介绍入手,对太阳系进行了简要概述,并主要对太阳系中的五大行星(水星、金星、火星、木星、土星)的基本情况进行了叙述关键字:宇宙 银河系 太阳系 五大行星1 引言当代科学家认为宇宙起源为 137 亿年前之间的一次难以置信的大爆炸这是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙边缘的光到达地球要花 120 亿年到 150 亿年的时间大爆炸散发的物质在太空中漂游,由许多恒星组成的巨大的星系就是由这些物质构成的,如银河系、仙女星系、大小麦哲伦星云等银河系是地球和太阳所属的星系因其主体部分投影在天球上的亮带被我国称为银河而得名银河系呈旋涡状,有 4 条螺旋状的旋臂从银河系中心均匀对称地延伸出来银河系中心和 4 条旋臂都是恒星密集的地方从远处看,银河系像一个体育锻炼用的大铁饼,大铁饼的直径有 10 万光年,相当于946080000 亿公里中间最厚的部分约 3000~12000 光年银河系整体作较差自转,太阳位于一条叫做猎户臂的旋臂上,距离银河系中心约 2.5 万光年在银河系里大多数的恒星集中在一个扁球状的空间范围内,扁球的形状好像铁饼扁球体中间突出的部分叫“核球”,半径约为 7 千光年。
核球的中部叫“银核”,四周叫“银盘”在银盘外面有一个更大的球形,那里星少,密度小,称为“银晕”,直径为 7 万光年银河系是一个旋涡星系,具有旋涡结构,即有一个银心和两个旋臂,旋臂相距 4500 光年其各部分的旋转速度和周期,因距银心的远近而不同2 太阳系概述太阳系存在于银河系中,太阳和以太阳为中心并受其引力的支配而环绕它运动的天体系统叫太阳系太阳系的成员包括太阳和环绕太阳的行星(如水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星),2000 多颗轨道已确定的小行星,数量不少的卫星以及为数很多的彗星与流星体等太阳和它的行星是同时诞生的他们是 46 亿年前一团巨大的气体和尘埃形成的在内部,重力逐渐结束了物质的紊乱状态,在气团中心,温度逐渐上升,到达一定高温时,就形成了太阳一些小物质团也形成了,并围绕中心转动,这就是行星及彗星、各自的卫星太阳系中的九大行星,按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星它们到太阳的平均距离符合提丢斯-波得定则按性质不同可分为三类:类地行星(水星、金星、地球、火星)体积和质量较小,平均密度最大,卫星少;巨行星(木星、土星)体积和质量最大,平均密度最小,卫星多,有行星环,自身能发出红外辐射;远日行星(天王星、海王星、冥王星)的体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间,天王星和海王星也存在行星环。
九大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上,朝同一方向绕太阳公转,即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性,只有水星和冥王星稍有偏离太阳的自转方向也与行星的公转方向相同地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期都在 10-24 小时左右,但水星、金星和冥王星的自转周期分别为 58.6 天、243 天和 6.4 天多数大行星的自转方向与公转方向相同,但金星则相反,而天王星的自转轴与轨道面的交角很小,呈侧向自转除水星和金星外,其他大行星都有自己的卫星3 五大行星基本情况介绍3.1 水星水星在八大行星中是最小的行星,比月球大 1/3,它同时也是最靠近太阳的行星 水星目视星等范围从 0.4 到 5.5,水星太接近太阳,常常被猛烈的阳光淹没,它的轨道距太阳 4590 万~6970 万千米之间,所以望远镜很少能够仔细观察它水星没有自然卫星水星离太阳的平均距离为 5790 万公里,绕太阳公转轨道的偏心率为 0.206,故其轨道很扁太阳系天体中,除冥王星外,要算水星的轨道最扁了水星在轨道上的平均运动速度为 48 公里/秒,是太阳系中运动最快的行星,绕太阳一周只需 88 天,自转一周只需 58.6 天,水星上的一天相当于地球上的 59 天。
水星有一个小型磁场,磁场强度约为地球的 1%水星只有微量的大气水星的大气极其稀薄实际上,水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间互相相撞要高出于这些原因,水星应被视为是没有大气的大气”主要由氧,钾和钠组成早在公元前 3000 年的苏美尔时代,人们便发现了水星,古希腊人赋于它两个名字:当它初现于清晨时称为阿波罗,当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯水星上的温差是整个太阳系中最大的,温度变化的范围为 90 开到 700 开,最高地表温度 634.5°C 最低地表温度为-86°C ,平均地表温度 179°C 相比之下,金星的温度略高些,但更为稳定水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34 克/立方厘米)水星是太阳系中仅次于地球,密度第二大的天体3.2 金星金星是离太阳由近及远次序的第二颗大行星它是离地球最近的行星中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”金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星,亮度最大时为-4.4 等,比著名的天狼星(除太阳外全天最亮的恒星)还要亮 14 倍,犹如一颗耀眼的钻石,于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒(Aphrodite)——爱与美的女神,而罗马人则称它为维纳斯(Venus)——美神。
1950 年代后期,天文学家用射电望远镜第一次观测了金星的表面从 1961 年起,前苏联和美国向金星发射了 30 多个探测器,从近距离观测,到着陆探测金星和水星一样,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,所以在金星上看太阳,太阳的大小比地球上看到的大 1.5 倍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 公里,只比地球半径小 300 公里,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”的姐妹金星表面温度高达 465 至 485 度,是因为金星上强烈的温室效应,原因在于金星的大气密度是地球大气的 100 倍,且大气 97%以上是“保温气体”——二氧化碳;同时,金星大气中还有一层厚达 20~30 千米的由浓硫酸组成的浓云二氧化碳和浓云只许太阳光通过,却不让热量透过云层散发到宇宙空间,所以昼夜温差并不大。
金星环境复杂多变,天空是橙黄色,经常下硫酸雨,一次闪电竟然持续 15 分钟!金星的大气压强非常大,为地球的 90 倍,相当于地球海洋中 1 千米深度时的压强金星本身的磁场与太阳系的其它行星相比是非常弱的这可能是因为金星的自转不够快,其地核的液态铁因切割磁感线而产生的磁场较弱造成的这样一来,太阳风就可以毫无缓冲地撞击金星上层大气最早的时候,人们认为金星和地球的水在量上相当,然而,太阳风的攻击已经让金星上层大气的水蒸气分解为氢和氧氢原子因为质量小逃逸到了太空金星地表没有水,空气中也没有水份存在,其云层的主要成分是硫酸,而且较地球云层的高度高得多金星上可谓火山密布,是太阳系中拥有火山数量最多的行星业已发现的大型火山和火山特征有 1600 多处此外,还有无数的小火山,没有人计算过它们的数量,估计总数超过 10 万,甚至 100 万由于大气高压,金星上的风速也相应缓慢这就是说,金星地表既不会受到风的影响也没有雨水的冲刷因此,金星的火山特征能够清晰地保持很长一段时间金星的自转很特别,是太阳系内唯一逆向自转的大行星,自转方向与其它行星相反,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 公里,公转周期约为 224.70 天。
但其自转周期却为 243 日,也就是说,金星的自转恒星日一天比一年还长不过按照地球标准,以一次日出到下一次日出算一天的话,则金星上的一天要远远小于 243 天这是因为金星是逆向自转的缘故;在金星上看日出是在西方,日落在东方;一个日出到下一个日出的昼夜交替只是地球上的 116.75 天金星历法是一种以金星的周期活动为标准的历法规则然而,金星历法并不是甚么科幻小说的作品,而是切切实实曾在古代玛雅文明出现过的历法系统基于一种我们不知道的原因,玛雅人同时采用两套历法系统,而其中一套历法系统就是基于金星的周期运转而制成金星就是最漂亮,最常见的启明星和长庚星 因为金星的公转轨道在地球轨道的内侧,从地球上看起来,金星在太阳的两侧摇摆因此,金星日落后在西南天空待一两个小时,然后又在日出前跑到东方的天空呆上几个小时在那些时间里,除了太阳和月亮外,金星也可以成为天空中最亮的物体,闪耀着紫色的柔光3.3 火星火星为距太阳第四远,也是太阳系中第七大行星火星被称为战神,这或许是由于它鲜红的颜色而得来的,火星有时被称为“红色行星”,古代中国称之为荧惑火星的直径相当于地球的半径,表面积只有地球的四分之一,直径为6786 千米,每 24.62 小时自转一周,火星公转一周约为 687 天,火星的一年约等于地球的两年。
火星在史前时代就已经为人类所知由于它被认为是太阳系中人类最好的住所(除地球外),它受到科幻小说家们的喜爱 火星上曾有过洪水,地面上也有一些小河道,十分清楚地证明了许多地方曾受到侵蚀在过去,火星表面存在过干净的水,甚至可能有过大湖和海洋但是这些东西看来只存在很短的时间,而且据估计距今也有大约四十亿年了在火星的早期,它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火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的火星表面的平均大气压强仅为大约 7 毫巴(比地球上的1%还小),但它随着高度的变化而变化,在盆地的最深处可高达 9 毫巴火星有两个小型的近地面卫星火星上的火山高度比金星和地球上火山高度低,主要是因为火星上的重力要弱些 火山的高度主要是受它所在星球的重力决定的这是因为火山的高度是受它支持自己重量的能力决定的金星和地球的大小和质量相似,所以它们上的火山高度相当火山上的重力只有地球的 38%,所以它上面的火山高度有 2.5倍地球上的高3.4 木星木星古称岁星,是离太阳远近的第五颗行星,而且是八大行星中最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大 2 倍(地球的 318 倍)。
木星直径是142,984 千米 ,体积只有太阳的千分之一,距太阳大约为 7.8 亿公里绕太阳公转的周期 4332.5 天,约合 11.86 年木星(a.k.a. Jove)希腊人称之为 宙斯(众神之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是 Cronus(土星)的儿子木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓,伽利略 1610 年对木星四颗卫星(现常被称作伽利略卫星)进行观察我们得到的有关木星内部结构的资料来源很不直接,并有了很长时间的停滞, “先驱者 11 号” 于 1974 年 12 月飞掠木星时,测得的木星表面温度为零下 148 摄氏度,木星由 90%的氢和 10%的氦及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比 1 个大气压略高木星可能有一个石质的内核,相当于 10-15 个地球的质量宇宙飞船发回的考察结。
