注:軌道半長徑接近于經(jīng)典行星到達太陽的平均距離。 ①以地球軌道為界,可以把八大行星分為“地內(nèi)行星”(水星、金星)和“地外行星”(火星、木星、土星、天王星和海王星)兩類。這兩類行星的視運動規(guī)律不盡相同。 ②以小行星帶為界,把水星、金星、地球和火星稱為“內(nèi)行星”,而把其余四顆行星稱為“外行星”。 ③按行星的物理性質(zhì)劃分,把體積和質(zhì)量小、平均密度大的水星、金星、地球和火星稱為“類地行星”。把木星、土星、天王星和海王星稱為“類木行星”,它們的體積和質(zhì)量大,但密度小。更好的分類是把木星和土星稱為“巨行星”,而把天王星和海王星稱為“遠(yuǎn)日行星”。 經(jīng)典行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是近似正圓的橢圓,我們稱之為行星軌道的近圓性。通常用軌道偏心率e描述此數(shù)量。e值在0~1之間變動,越靠近0,橢圓就越接近正圓。 從空間看,經(jīng)典行星軌道基本處于同一個平面——黃道面的附近,我們稱之為行星軌道的共面性。通常用軌道傾角i描述此數(shù)量。經(jīng)典行星都是自西向東圍繞太陽公轉(zhuǎn)的,這稱為行星軌道運動的同向性。3.地內(nèi)行星——水星和金星【我國古稱:辰星和太白金星】 這兩顆行星位于地球軌道的內(nèi)側(cè),因此我們只能在凌晨和傍晚才能看到它們。當(dāng)它們閃耀在凌晨的東方天空時,我們就稱為“晨星”(此時金星可稱為“啟明星”)。若在傍晚西方天空出現(xiàn),則稱為“昏星”(金星此時可稱為“長庚星”)。當(dāng)它們在太陽日輪表面通過時,我們稱之為“凌日”。水星凌日的次數(shù)多于金星凌日。2016年5月9日將發(fā)生一次水星凌日。2012年6月6日將發(fā)生本世紀(jì)最后一次的金星凌日。下一次將在2117年12月10/11日發(fā)生。 水星的質(zhì)量只有地球質(zhì)量的5.5%,引力較小。而且水星靠近太陽,表面溫度高,所以水星的大氣非常稀薄。水星公轉(zhuǎn)一周約為88天,自轉(zhuǎn)一周是公轉(zhuǎn)的2/3,即58.6天。由于自轉(zhuǎn)的緩慢,當(dāng)水星處于白晝時,表面平均溫度可以達到600K左右。水星的夜晚則極其寒冷,表面平均溫度下降到120K左右。因為缺乏濃密大氣的保護,水星表面滿布隕石撞擊坑和環(huán)形山。水星有類似地球的磁場,但強度很低??茖W(xué)家推測水星有鐵質(zhì)的內(nèi)核。 水星的自轉(zhuǎn)軸幾乎與軌道平面垂直,水星的極區(qū)存在一些太陽光無法照射到底的隕擊坑。因此水星可能與月球類似,在極區(qū)存在一些水冰混合物。 金星是我們?nèi)庋劭吹降囊箍罩凶蠲髁恋男行?,最亮?xí)r的視星等為-4.6等。除了太陽和月球外,金星是全天最亮的白色星,所以我們的祖先把它叫做“太白金星”。使用望遠(yuǎn)鏡觀察金星,可以發(fā)現(xiàn)它具有月球一樣的盈虧變化。金星的體積比地球略小。它的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相反——自東向西自轉(zhuǎn)。金星自轉(zhuǎn)一周需要243.02天。金星的繞日公轉(zhuǎn)的周期是224.7天,它的一個太陽日相當(dāng)于117個地球日。 金星有類似月球盈虧的相位(即月相)。當(dāng)金星距離地球近的時候,從望遠(yuǎn)鏡中可以發(fā)現(xiàn)金星的個頭“變大”了。金星是逆向自轉(zhuǎn)的行星。 1761年俄國科學(xué)家羅蒙諾索夫利用金星凌日現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了金星的大氣。金星大氣異常濃密,達93個大氣壓力,相當(dāng)于地球潛水員在深海1km所受的壓強。金星表面的溫度高達468℃(741K),成為太陽系行星中最熱的表面。究其原因是金星大氣存在著很強的溫室效應(yīng)。這是因為金星上活躍的火山活動,使大量的二氧化碳(CO2)進入了金星大氣層(CO2占96.5%)。 金星的表面幾乎完全被濃云籠罩,雖然有幾個探測器的登陸艙拍攝了局部小區(qū)域的照片,但人類主要利用雷達電波能夠穿透金星云層的特性,繪制了金星表面的地形圖。金星除了少量高原外,表面高度差很少,60%表面的高度差少于500m。有火山地貌、構(gòu)造地貌、隕擊坑、山脈、高原、低谷、脊等多種特征。金星有和水星那樣弱小的磁場。金星的質(zhì)量相當(dāng)于地球的81.5%,平均半徑為6052km,平均密度和地球相近。因此科學(xué)家推測金星有類似地球的內(nèi)部構(gòu)造。 火星屬于地外行星,當(dāng)火星、地球、太陽連成一條直線時,就是火星“沖日”。此時地球上的人可以整夜觀測它。平均相隔15~17年,火星會發(fā)生一次“大沖”,比普通的沖日更靠近地球。 火星的質(zhì)量大約是地球的10.7%,平均半徑約為3389km?;鹦堑拇髿庀”?,不到地球海平面大氣壓的1/100,火星大氣中95%為CO2。火星的自轉(zhuǎn)軸與赤道平面的夾角約為25度,因此火星具有類似地球的四季變化,只是季節(jié)的長度比地球約長一倍,即使在火星的夏季,赤道地區(qū)氣溫也只有290K?!皦m暴”是火星上常發(fā)生的特別現(xiàn)象,有時區(qū)域性的塵暴會聯(lián)合起來成為全球性的大塵暴,塵埃遮蔽火星表面達數(shù)月之久?;鹦菢O區(qū)出現(xiàn)的白斑稱為“極冠”,它的大小會隨火星的季節(jié)而變化。極冠的物質(zhì)主要是干冰(固體CO2)和水。 火星表面有大量的含鐵巖石,它們風(fēng)化后呈現(xiàn)出紅褐色,是火星顏色的來源?;鹦潜砻嬗卸喾N地貌:隕擊坑和盆地、大的盾形火山、峽谷系和干涸河床、崩塌地貌、沙丘、極區(qū)沉積層等。與金星相似的是,沒有類似地球的板塊構(gòu)造。“水手谷”是靠近火星赤道區(qū)的巨大獨特峽谷體系,全長約4000多km,最深處達8~10km?;鹦巧系膴W林匹斯火山高達27km。火星最大的盆地叫海臘斯盆地,最寬處達2000km,包含著火星的最低點。 在火星的夜晚可以在空中看到“雙月懸天”的奇景。這兩個月亮就是它的兩個衛(wèi)星:火衛(wèi)一和火衛(wèi)二。兩個火星衛(wèi)星像月球一樣,它們的一面向著火星,自轉(zhuǎn)周期與公轉(zhuǎn)周期同步。5.巨行星——木星與土星【我國古稱:歲星和鎮(zhèn)星】 木星直徑約為地球的11.2倍,質(zhì)量是地球的318倍,是太陽系其他經(jīng)典行星質(zhì)量總和的2.5倍。木星的平均密度只有1.33g/cm3(地球為5.52 g/cm3)。 木星大氣成分主要是氫和氦。從望遠(yuǎn)鏡中就可以看到木星大氣呈彩色帶紋的云。位于木星南緯23°左右的大紅斑是木星最顯著奇特的特征。它呈橢圓形,東西長達26000km。從1664年發(fā)現(xiàn)它以來,它持久存在了350多年。大紅斑實際上是個溫度較低的巨大反氣旋(逆時針運動)。 1994年7月16~22日,蘇梅克-列維9號彗星被木星強大的引力撕裂為多個碎塊后,逐塊與木星相撞。 木星有很強的磁場。和地球的極區(qū)類似,木星也會發(fā)生極光。木星大氣之下,氣態(tài)的分子氫變?yōu)橐簯B(tài)。液態(tài)的氫具有金屬的性質(zhì)——所以稱為“金屬氫”。木星的核可能由巖石和冰物質(zhì)構(gòu)成。 目前已發(fā)現(xiàn)木星擁有62顆衛(wèi)星。最引人注目的是伽利略在1610年用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的4顆大衛(wèi)星,它們被統(tǒng)稱為“伽利略衛(wèi)星”。木衛(wèi)三的個頭最大(太陽系的最大衛(wèi)星),木衛(wèi)二最小。除木衛(wèi)二之外,其余3顆伽利略衛(wèi)星都比月球要大。木星有光環(huán),這是由“旅行者”號星際探測器所發(fā)現(xiàn)的。 土星擁有美麗的光環(huán),在地面只需要使用小型的望遠(yuǎn)鏡就可以看到了。其中A、B和C環(huán)最容易看到。在A、B兩環(huán)之間的是卡西尼環(huán)縫。土星環(huán)主要由水冰顆粒組成,環(huán)很薄。2009年9月初發(fā)生了土星環(huán)“消失”的現(xiàn)象。土星的質(zhì)量是地球的95倍,是太陽系僅次于木星的“大家伙”。土星是經(jīng)典行星中最“扁平”的(赤道半徑是地球的9.4倍),密度最小的(0.70 g/cm3)行星。和木星類似的是,土星存在著“較差自轉(zhuǎn)”——行星不同緯度的地區(qū),自轉(zhuǎn)速度不一致。土星大氣的主要成分也是氫和氦。 目前已發(fā)現(xiàn)土星有60顆衛(wèi)星。其中最著名的是具有濃密大氣層的土衛(wèi)六(提坦)。土衛(wèi)六的大氣壓高于地球,主要成分為氮,其次是甲烷。它的表面溫度-178℃。土衛(wèi)六和月球一樣,自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期相等。所以總是以同一個面對著土星。土衛(wèi)六是目前太陽系第二大衛(wèi)星。 1781年威廉·赫歇爾發(fā)現(xiàn)了天王星。天王星的質(zhì)量是地球的14.4倍。赤道半徑大約是地球的4倍。天王星的大氣中主要成分是氫,其次是氦和甲烷。天王星的自轉(zhuǎn)方式很奇特——自轉(zhuǎn)軸幾乎躺在軌道面上(側(cè)向自轉(zhuǎn)),其赤道面與軌道面交角為97.86°(地球是23.4°)。1977年,天文學(xué)家利用天文學(xué)掩恒星的機會發(fā)現(xiàn)了天王星具有光環(huán)。目前,天王星有27顆衛(wèi)星。 1846年英國的亞當(dāng)斯、法國的勒威耶分別獨立地利用天體力學(xué)的方法算出了當(dāng)時未知的海王星的位置,當(dāng)時柏林天文臺臺長伽勒根據(jù)預(yù)報的位置觀察到了海王星的存在。海王星的體積比天王星略小,譚老師地理工作室綜合整理但質(zhì)量比天王星略大。海王星的物理性質(zhì)和天王星類似,有光環(huán),目前發(fā)現(xiàn)它擁有13顆衛(wèi)星。 天王星和海王星大氣成分類似,其主要成分為氫、其次是氦,還有一定數(shù)量的甲烷。 冥王星、谷神星(1號小行星)和鬩神星等天體屬于矮行星。 冥王星是在1930年由美國天文學(xué)家湯博發(fā)現(xiàn)的。冥王星沿著很扁的橢圓軌道繞日公轉(zhuǎn)。1989年9月過近日點,比海王星更靠近太陽。冥王星的軌道傾角達17°。冥王星的自轉(zhuǎn)軸與軌道面的交角為120°,即側(cè)(傾斜)著逆向自轉(zhuǎn)。1978年冥衛(wèi)一被發(fā)現(xiàn),人們利用開普勒第三定律較準(zhǔn)確地測量出冥王星的質(zhì)量。冥王星的質(zhì)量不足地球的0.25%,直徑只有2300km,比月球還小。 冥王星公轉(zhuǎn)周期約248年,自轉(zhuǎn)周期6.39天。表面溫度在-220℃以下,表面可能有一層固態(tài)甲烷冰。暫時發(fā)現(xiàn)有三顆衛(wèi)星。冥衛(wèi)一(卡戎)公轉(zhuǎn)周期與冥王星的自轉(zhuǎn)周期一樣。在綜合基礎(chǔ)知識的考試中天文地理都會涉及,今天我們來認(rèn)識一下我們太陽系的八大行星。
首先最基本的我們應(yīng)該掌握太陽系八大行星都是哪八個?按照距離太陽由近及遠(yuǎn),分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。我們通常用八個字來記憶八大行星:“水金地火、木土天?!?。當(dāng)然也可以用其他的方法來進行記憶,將這八大行星串聯(lián)成一首詩:“水漫金山地,火燒木焦土,天海成一體,浩浩太陽系?!?/span>
其次我們要搞清楚這八個行星的分類。我們可以將八大行星按照具體特征分成如下幾類:
一、類地行星:水星、金星、地球和火星。類地行星的結(jié)構(gòu)大致相同,都類似地球具有巖石陸地,所以被稱為類地行星。
二、類木行星:木星、土星、天王星和海王星。這些行星都是類似木星的氣體行星,體積比類地行星大很多。由于木星、土星與天王星、海王星有很多地方不同,所以類木行星又分為兩類:1、巨行星,指的就是木星和土星;2、遠(yuǎn)日行星,指的是天王星和海王星。
最后我們需要了解每一種行星的具體特征:
1、水星。距離太陽最近,是太陽系中質(zhì)量和體積最小的行星。水星常常隱藏在太陽的光芒里,常和太陽同時出沒,中國古代稱它為“辰星”。由于距離太陽最近,大氣又非常稀薄,所以水星上的溫差是整個太陽系中最大的。
2、金星。金星是除太陽、月球外最亮的星,在中國古代,金星有很多名字。比如太白星或者太白金星;它有時是晨星,黎明出現(xiàn)于東方天空,被稱為“啟明星”;有時又是昏星,黃昏后出現(xiàn)西方天空,被稱為“長庚星”。金星在太陽系中非常奇特,因為它是唯一一個逆向自轉(zhuǎn)的行星,并且它的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期幾乎相同。由于金星厚達數(shù)千米的大氣層主要由二氧化碳組成,所以金星的溫室效應(yīng)特別明顯,表面溫度高達400多,是太陽系中溫度最高的行星。
3、地球。我們生存的家園,也是太陽系中唯一有生命的星球。由于散射作用,地球呈現(xiàn)出藍色,被稱為“藍色星球”。
4、火星?;鹦堑捏w積和質(zhì)量與地球很像,但火星的表面沒有海洋,而有大量的氧化鐵,氧化鐵是紅棕色的,所以整個火星也是橘紅色的,因此火星被稱為“紅色星球”。
5、木星。太陽系行星中質(zhì)量最大的一顆,它的質(zhì)量是地球的300多倍,體積是地球的1300多倍。被稱為“行星之王”。木星是太陽系中擁有天然衛(wèi)星最多的行星,多達66顆衛(wèi)星。
6、土星。中國古代稱之鎮(zhèn)星或填星。土星的自轉(zhuǎn)很快,僅次于木星,由于快速自轉(zhuǎn),使得它的形狀變扁,是太陽系行星中形狀最扁的一個。
7、天王星。天王星也有自己的特色。大多數(shù)的行星總是圍繞著幾乎與黃道面垂直的軸線自轉(zhuǎn),可天王星的軸線卻幾乎平行于黃道面,因此天王星的南極幾乎是接受太陽直射的,所以天王星是太陽系中唯一一個躺著自轉(zhuǎn)的行星。
8、海王星。海王星最大的特點在于海王星上的風(fēng)暴是太陽系中最快的,時速達到2100km/h。