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太阳系的九大行星_窥探群星之外

时间:2020-01-30 百科知识 联系我们
太阳系九大行星_窥探群星之外

第二节 太阳系的九大行星

太阳是太阳系的中心,有九颗行星围绕着太阳旋转。这九大行星从外到内依次是:水星金星地球、火星、木星土星天王星海王星冥王星

水星

水星是离太阳最近的一颗行星,距太阳只有5790万公里。由于它离太阳最近,最大视角只有28°,故在大部分时间里我们见不到它。只有当日——地连线与日——水连线接近直角时,我们才能在清晨或傍晚见到它。水星跑得很快,公转周期只有88天,因此水星上一年只相当于地球上三个月。但水星自转却很慢,58天才转上一圈。这造成了水星上一个奇怪的现象:水星上一年只有一天半!水星半径为2439公里,体积只有地球的1/17,但它密度却不小,在九大行星中,它的密度仅次于地球,列第二位。水星上有稀薄的大气,大气中含有氦、氢、氧、碳、氩等元素,由于大气非常稀薄,白天水星温度高达427℃,足以使铅熔化;而到了夜晚,这里冷到-173℃,可以使氮气液化了。显然,水星上是不会有生命的。

金星

日落后不久,或是日出前,我们常能在天空看见一颗十分明亮的星,那便是金星。在中国,金星被称作启明星,而西方却把金星叫做“维纳斯”,就是古希腊那位著名的断臂美人。闪耀着淡红色光辉的金星在天空中看起来确实非常美丽。但如果你靠近了金星,恐怕你就不会认为它美丽了。金星的淡红色是它的厚厚云层的颜色,这云层厚达25公里,气压高达90个大气压,而这层云竟是由浓浓的硫酸雾所组成!由于这层酸雾,使金星表面有严重的温室效应,深入金星大气层的探测器发回的资料表明,金星表面温度高达480℃,并且没有四季之分。并且在金星云层中,终年不停地发生着剧烈的闪电雷鸣。这样恶劣的条件下,不要说动植物,连任何生命的形式都不可能有。金星大小和地球相当,直径6050公里,质量约为地球的81.5%。金星距地球最近时只有约4000万公里,是距地球最近的一颗行星。

水星和金星轨道半径小于地球,故统称地内行星。地内行星有一种特殊的凌日现象,当地球与地内行星位于太阳同一侧并且和太阳位于同一直线上时,我们在地球上能观测到这个行星从太阳表面掠过,这种现象叫做凌日,金星将于2004年发生凌日现象,水星将于1999年11月15日发生凌日。

火星

在许多科幻小说中作者向我们描述了来自火星的外星人,这其中有像马丁叔叔那样滑稽聪明并且会隐形的人,也有像个大章鱼那样长满了触手并且无恶不作的。当然,科幻作品是虚构的,但为什么幻想来自火星的人特别多,而不是来自水量、金星或是冥王星?这其中不无道理。

在上个世纪,一位天文学家将望远镜对准了火星。他惊奇发现,火星上有许许多多弯弯曲曲的河道,他宣称,那是火星人的杰作,这一言论引起了人们的恐慌,人们担忧有一天强大的火星人会大举进攻并占领我们的地球。关于火星上是否存在生命的争论一直持续到1962年。这一年,苏联向火星发射了一系列火星号探测器。其中火星3号首次实现了火星表面软着陆。通过对火星表面分析知道,火星表面没有任何生命迹象,更不用说火星人了。火星表面的条件不允许生命存在。

火星距太阳的距离约为地球到太阳的一倍半,公转周期为687天,自转周期为24小时37分23秒。火星有明显四季变化。火星有稀薄的大气,主要成分是二氧化碳,约占95%,其余是氮、氩、一氧化碳、氧、臭氧和氢等。另外还有水汽,但数量很少,约占0.01%。火星上有剧烈的尘暴现象。表面平均温度比地球低30℃,在赤道附近,白天温度可达20℃,而夜间降至-80℃以下。两极地区温度在夜间降到-139℃,火星表面有许多环形山和峡谷。至于那位天文学家看见的“运河”是一些干涸的河床,最长的达1500公里。这说明火星上曾经存在过液态水。现在,这些液态水都以冰的形式存在于火星两极。据估计,如果火星两极的冰全部融化的话,可以在整个火星表面覆盖一层约10米厚的水层。火星有两个卫星,火卫一和火卫二,它们是1877年由霍尔发现的。它们的轨道半径只分别相当于火星半径的2.8和6.9倍,这说明它们非常接近火星表面。如果月球离地球这么近,那月亮看起来会比现在大上百倍!

由于火星上的条件最为良好,故它和它的卫星将成为人类继月球之后将访问的另一天体。这一目标将在21世纪中叶之前实现。届时,人们首先会在火星的两颗卫星上建立基地,再从基地向火星进发。由于火星距离遥远,宇宙飞船单向行程即需两年时间,故登陆火星不仅需要先进的航天技术和巨额的资金,更需要宇航员有坚强的意志和为科学献身的精神。

木星

木星是九大行星中体积最大的一颗,它在天空中的亮度仅次于金星。木星赤道半径为71400公里,体积为地球的1316倍,质量为地球的318倍。这位行星中的“巨人”一人便占去了九大行星总质量的70%。木星轨道半径约为7.8亿公里,公转一周需11.86年。但这位“巨人”却非常灵活,它自转一周的时间是九大行星中最短的,只需9小时5分30秒,比地球快两倍半。因为自转快导致木星赤道半径比极半径多出5000公里。木星有稠密的大气,主要由氢和氦构成,另外有少量氨和甲烷。木星的表面覆盖着液态的氢,而据推测它的中心将有一个金属氢核。从探测结果来看,木星向外辐射的能量高于它接收的太阳能量两倍,这说明木星内部有一个巨大的热源。

木星有许多卫星,加上前不久旅行者二号所发现的数目,一共有16颗。其中木卫一到木卫四最有名,它们是由伽利略于1610年发现的。其中木卫二和木卫三表面状况较好,且有冰存在,很有可能被选为今后人类开发宇宙的基地地址。旅行者—1号还发现木星也和土星一样有光环,厚30公里,宽数千公里,比土星的小许多,所以以前一直不为人们所知。

土星

用一架普通的天文望远镜对准土星,便可隐隐约约看到土星长了两个“耳朵”。这两只“耳朵”便是著名的土星光环。由于有这两条光环,土星便成为太阳系九大行星中最美丽的一颗,也成为了那些未来派画家笔下的宠儿。(ivsnet.com)

其实土星光环并不像在地面上看起来那么光滑。它是由许多粒子和岩石物体构成,因反射太阳光而发光。1980年11月旅行者—1号发回的土星探测资料表明,土星光环有数千条,均匀分布在土星环的平面内,从土星云顶一直延伸到32万公里的高空。构成土星环的粒子为导电体,因此土星环能向外发射无线电波。

土星距太阳约14亿公里。它的赤道半径为6万公里,体积为地球的740倍,是太阳系中第二大行星。但它的密度只有0.71克/cm3,比水还小,是九大行星中密度最小的。土星绕太阳公转一周约需29.5年,但它自转很快,并且转速度随纬度的不同而不同。这说明土星表面是液体。

土星有23颗卫星,是太阳系九大行星中卫星最多的。其中土卫六,又名提坦,直径5150公里,是太阳系中仅次于木卫三的第二大行星。土卫六有厚厚的大气。令人迷惑不解的是,土卫六在不停地发射电磁波。土星及其周围空间存在磁场,这是由美国先驱者—11号探测器发现的,土星的磁场形状十分特殊,犹如一条大鲸鱼,有钝的鼻子、鳞茎状的身躯和扇形的尾。

以上的5颗行星,是人类在史前时期就已经知道了的,而太阳系中另外三颗行星,天王星、海王星、冥王星都是近几百年来发现的。

天王星

威廉·赫歇尔是英国著名天文学家。1781年,他在一次望远镜寻天时,注意到了一颗缓慢移动的星,这就是太阳系的第七大行星——天王星。它是人类发现的第一颗肉眼看不见的行星。

天王星距太阳约29亿公里,公转一周需84年,它自转一周需15.5小时,奇特的是,它几乎是“躺”着自转的,它的自转轴几乎就在公转轴道平面内。天王星赤道半径25400公里,体积是地球的65.2倍。由于离太阳远,它的表面温度只有-211℃。天王星有15颗卫星。它的光环是由中、美等国天文学家通过天王星掩星时发现的。

天王星发现之后,人们对它进行了观测,发现它的位置和牛顿定律计算出的位置总有些出入,于是有人猜测,在天王星之外还有一颗行星在影响着天王星的运行。这种猜测导致了海王星的发现。

海王星

关于天王星外存在另一颗行星的设想吸引了许多天文学家,其中就有法国天文爱好者勒维列利剑桥大学的学生亚当斯。他们根据已有的观测资料,计算出了这颗新星的位置。亚当斯于1845年9月把结果送给英国皇家天文台台长,但未能迅速搜索。勒维列于1846年8月把结果送到巴黎和德国柏林天文台。德国柏林天文台台长加勒把望远镜对准了勒维列计算的位置,果然找到了这颗新的行星。后来有人称海王星是“笔尖上发现的行星”实不为过。

海王星距太阳约45亿公里,公转周期为164.8年,自转周期为15.8小时,赤道半径24600倍,和木星、土星、天王星一样属于巨行星。海王星有浓密的云层和大气,主要成分有氢、甲烷和氨等气体。由于离太阳很远,海王星表面温度只有-230℃,海王星有两颗卫星绕其旋转。旅行者—2号通过海王星时,还发现了海王星的光环。

冥王星

发现海王星之后,天文学家们并没有满足,他们开始考虑寻找太阳系的下一颗行星,有人曾试图用寻找海王星的方法来寻找未知的第九行星,但从观测中并未发现海王星有什么值得引起重视的异常。20世纪初美国天文学家皮克林主张用照相的方法寻找这个未知天体,只要隔几天对同一天区拍照,如果天体位置有移动便会在前后两张底片上显示出来,年仅23岁的汤博接受了这一任务,他发现要从一对底片上几万甚至几十万个星点中找出这个星体简直不可能。正巧这时一家德国公司发明了一种闪视比较仪,可以迅速交替显示两张底片。如果两张底片上星体的位置有所变动,在闪视比较仪上看起来这颗星便会来回跳动。即使有这样的仪器,寻天工作仍是相当繁重的。直到1930年2月18日下午,汤博注意到双子座有一个跳动的15等小星,在相距6天拍摄的底片上移动仅3~4毫米,这同他预计中的新行星既暗又慢的特点相符,他欣喜若狂,经过连续几个星期的拍照,汤博确认这是一颗新星,并将结果于3月13日公诸于世,年仅23岁的汤博成了太阳系边疆的发现者!

冥王星距太阳比地球远40倍,公转一周需247年。冥王星有一颗卫星,与它大小接近,直径约为冥王星的2/3。这种行星和其卫星大小如此接近的现象,在太阳系中是罕有的。冥王星的体积只有地球的1.5%,因而它对海王星的运行几乎产生不了什么影响。在冥王星上看,太阳只相当于一盏1.5米外的100瓦白炽灯那么亮,因而冥王星上非常冷,日照的一面只有约-220℃,而没有日照的一面只有约-250℃。水内行星与冥外行星。

关于水星,许多年前一直存在着一个未解之谜,即水星的进动。精确观测发现,水星运动的观测值总和牛顿力学的计算值不符合,有十分微小的差异。根据发现海王星的经验,勒维列曾经考虑到是水星内还有一颗行星在影响着水星的运动。由于这颗星很接近太阳,故它只能在日全食时被观测到,许多人为此进行了努力,但终无所获。爱因斯坦广义相对论的发表解释了水星运动的问题,水内行星的事才算结束。但1970年3月和1973年6月在非洲和美洲等地发生日全食时,又有人报道发现了水内行星,但均未证实。

至于怀疑存在冥王星以外的行星的理由,简单却又充分得无可辩驳:既然已经有了九个,为什么不能再多一个?但要找到它却并不那么容易。如果存在这颗星,它必将更暗,运行更慢,更难于发现。美国海军天文台曾用计算机做过推算,从冥王星和海王星的运动中尚不能解释的部分去反推出这颗未知行星的位置,但从预测的位置上并未找到这颗星。现在有的天文学家认为,不存在这颗未知的行星,冥王星已经是太阳系的尽头了。但另一些天文学家则不愿放弃对新行星的搜寻工作,随时都有大功率的天文望远镜投入这项工作。

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