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文檔簡介
1、天文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)(一)宇宙是如何形成的?1科學(xué)家認(rèn)為它起源為137億年前之間的一次難以置信的大爆炸。這是一次不可想像的能量大爆炸,宇宙邊緣的光到達(dá)地球要花120億年到150億年的時(shí)間。大爆炸散發(fā)的物質(zhì)在太空中漂游,由許多恒星組成的巨大的星系就是由這些物質(zhì)構(gòu)成的,我們的太陽就是這無數(shù)恒星中的一顆。原本人們想象宇宙會(huì)因引力而不在膨脹,但是,科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)宇宙中有一種“暗能量”會(huì)產(chǎn)生一種斥力而加速宇宙的膨脹。2宇宙學(xué)說認(rèn)為,我們所觀察到的宇宙,在其孕育的初期,集中于一個(gè)體積極小、溫度極高、密度極大的奇點(diǎn)。在141億年前左右,奇點(diǎn)產(chǎn)生后發(fā)生大爆炸,從此開始了我們所在的宇宙的誕生史。3宇宙大爆炸后0.01
2、秒,宇宙的溫度大約為1000億度。物質(zhì)存在的主要形式是電子、光子、中微子。以后,物質(zhì)迅速擴(kuò)散,溫度迅速降低。大爆炸后1秒鐘,下降到100億度。大爆炸后14秒,溫度約30億度。35秒后,為3億度,化學(xué)元素開始形成。溫度不斷下降,原子不斷形成。宇宙間彌漫著氣體云。他們?cè)谝Φ淖饔孟?,形成恒星系統(tǒng),恒星系統(tǒng)又經(jīng)過漫長的演化,成為今天的宇宙。宇宙是什么?宇宙有多大?宇宙年齡是多少?宇宙是萬物的總稱,是時(shí)間和空間的統(tǒng)一。從最新的觀測(cè)資料看,人們已觀測(cè)到的離我們最遠(yuǎn)的星系是130億光年。也就是說,如果有一束光以每秒30萬千米的速度從該星系發(fā)出,那么要經(jīng)過130億年才能到達(dá)地球。根據(jù)大爆炸宇宙模型推算,宇宙
3、年齡大約200億年。宇宙有多少個(gè)星系?每個(gè)星系有多少顆恒星?在這個(gè)以130億光年為半徑的球形空間里,目前已被人們發(fā)現(xiàn)和觀測(cè)到的星系大約有1250億個(gè),而每個(gè)星系又擁有像太陽這樣的恒星幾百億到幾萬億顆。因此只要做一道簡單的數(shù)學(xué)題,你就不難了解到,在我們已經(jīng)觀測(cè)到的宇宙中擁有多少星星。地球在如此浩瀚的宇宙中,真如滄海一粟,渺小得微不足道。太陽和地球的年齡?據(jù)估計(jì)太陽的年齡比地球大1000萬-2000年年,而通過放射性計(jì)年,地球的年齡是45億年,因此太陽的年齡是45.1億年。銀河系簡介是地球和太陽所屬的星系。因其主體部分投影在天球上的亮帶被我國稱為銀河而得名。銀河系呈旋渦狀,有4條螺旋狀的旋臂從銀河
4、系中心均勻?qū)ΨQ地延伸出來。銀河系中心和4條旋臂都是恒星密集的地方。從遠(yuǎn)處看,銀河系像一個(gè)體育鍛煉用的大鐵餅,大鐵餅的直徑有10萬光年,相當(dāng)于946080000億公里。中間最厚的部分約300012000光年。銀河系整體作較差自轉(zhuǎn),太陽位于一條叫做獵戶臂的旋臂上,距離銀河系中心約2.5萬光年。在銀河系里大多數(shù)的恒星集中在一個(gè)扁球狀的空間范圍內(nèi),扁球的形狀好像鐵餅。扁球體中間突出的部分叫“核球”,半徑約為7千光年。核球的中部叫“銀核”,四周叫“銀盤”。在銀盤外面有一個(gè)更大的球形,那里星少,密度小,稱為“銀暈”,直徑為7萬光年。銀河系是一個(gè)旋渦星系,具有旋渦結(jié)構(gòu),即有一個(gè)銀心和兩個(gè)旋臂,旋臂相距450
5、0光年。其各部分的旋轉(zhuǎn)速度和周期,因距銀心的遠(yuǎn)近而不同。1971年英國天文學(xué)家林登貝爾和馬丁內(nèi)斯分析了銀河系中心區(qū)的紅外觀測(cè)和其他性質(zhì),指出銀河系中心的能源應(yīng)是一個(gè)黑洞,但是由于目前對(duì)大質(zhì)量的黑洞還沒有結(jié)論性的證據(jù)。銀河系如何運(yùn)轉(zhuǎn)?太陽繞銀河系公轉(zhuǎn)是多少年?銀河系的年齡是多少?銀河系是一個(gè)巨型旋渦星系,Sb型,共有4條旋臂。包含一、二千億顆恒星。太陽距銀心約2.3萬光年,以250千米/秒的速度繞銀心運(yùn)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)的周期約為2.5億年。關(guān)于銀河系的年齡,目前占主流的觀點(diǎn)認(rèn)為,銀河系在宇宙誕生的大爆炸之后不久就誕生了,用這種方法計(jì)算出,我們銀河系的年齡大概在145億歲左右,上下誤差各有20多億年。而科
6、學(xué)界認(rèn)為宇宙誕生的“大爆炸”大約發(fā)生什么叫星系?宇宙有多少個(gè)星系和恒星?天穹上的大多數(shù)光點(diǎn)是銀河系的恒星,但也有相當(dāng)大量的發(fā)光體是與銀河系類似的巨大恒星集團(tuán),歷史上曾被誤認(rèn)為是星云,我們稱它們?yōu)楹油庑窍担F(xiàn)在已知道存在1000億個(gè)以上的星系,著名的仙女星系、大小麥哲倫星云就是肉眼可見的河外星系。星系的普遍存在,表明它代表宇宙結(jié)構(gòu)中的一個(gè)層次,從宇宙演化的角度看,它是比恒星更基本的層次。宇宙中有1000億2000億個(gè)像銀河系這樣的星系。如果銀河系的恒星數(shù)量以最低的2000億(有人推算是10000億)顆計(jì)算,由此推算出的宇宙中的恒星數(shù)量為2x10224x1022顆,即20萬億億40萬億億顆(也有人
7、推出800萬億億5000萬億億)。銀河系有多少顆恒星?銀河系的質(zhì)量是太陽的多少倍?宇宙有多少顆恒星?銀河系物質(zhì)約90%集中在恒星內(nèi),銀河系里還有氣體和塵埃,其含量約占銀河系總質(zhì)量的10%。銀河系的總質(zhì)量大約是我們太陽質(zhì)量的1萬億倍,大致10倍于銀河系全部恒星質(zhì)量的總和。銀河系所有的恒星的總質(zhì)量傾向于認(rèn)為有7000億個(gè)太陽質(zhì)量,而據(jù)計(jì)算,1顆恒星的平均質(zhì)量是太陽的質(zhì)量的0.7倍,那么7000億個(gè)太陽質(zhì)量也就是意味著有10000億顆恒星了。宇宙中太約有800億-1250億個(gè)星系,有著800萬億億顆恒星,其誤差是10倍左右,也有人計(jì)算是5000萬億億顆恒星,與實(shí)際情況不會(huì)超過6倍。銀河系每年誕生多少
8、顆恒星?銀河系大約已有120億年的歷史了,在這期間共形成了大約7000億顆恒星,即每年誕生恒星的速率是50多顆。大約是有500顆恒星是在最近1000萬年間形成的,當(dāng)然還有數(shù)以千計(jì)的,正在形成恒星的產(chǎn)星星云。那些星系距銀河系最近?人馬矮星系是最近的一個(gè),距離約有78200光年。接下來是大麥哲倫云,距離159000光年,以及小麥哲倫云,距離189000光年。地球離銀河系中心有多遠(yuǎn)?地球離銀河系中心約25000光年,誤差是1600光年。銀河系有多少顆類似太陽的恒星?銀河系類似太陽相同的顏色和光度的恒星約有26348顆。太陽系的邊緣距離太陽有多遠(yuǎn)?太陽系極遠(yuǎn)處的柯伊伯帶是一個(gè)匯聚著慧核和一些大天體的盤
9、狀區(qū)域,離太陽也許有240億公里。什么是行星?太陽系有多少顆行星?如何定義行星這一概念在天文學(xué)上一直是個(gè)備受爭議的問題。國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)2006年8月24日通過了“行星”的新定義,這一定義包括以下三點(diǎn):1、必須是圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)的天體;2、質(zhì)量必須足夠大,它自身的吸引力必須和自轉(zhuǎn)速度平衡使其呈圓球狀;3. 不受到軌道周圍其他物體的影響,能夠清除其軌道附近的其它物體。一般來說,行星的直徑必須在800公里以上,質(zhì)量必須在50億億噸以上。按照這一定義,目前太陽系內(nèi)有8顆行星,分別是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。太陽系行星大小的排列順序和相對(duì)地球的比例?1.木星13162.土星
10、7453天王星65.24. 海王星57.15. 地球16. 金星0.8567. 火星0.1508. 水星0.056八大行星的遠(yuǎn)近排列、大小和體積的排序?太陽系中的九大行星,按距太陽遠(yuǎn)近排列依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。質(zhì)量從大到小依次為:木星、土星、海王星、天王星、地球、金星、火星、水星體積從大到小依次為:木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星什么是恒星?在夜晚用人眼能看到多少顆恒星?由熾熱氣體組成的,能自己發(fā)光的球狀或類球狀天體,恒星都是氣體星球。正常恒星大氣的化學(xué)組成與太陽大氣差不多。按質(zhì)量計(jì)算,氫最多,氦次之,其余按含量依次大致是氧、碳、氮、氖、硅
11、、鎂、鐵、硫等。離地球最近的恒星是太陽。其次是處于半人馬座的比鄰星,它發(fā)出的光到達(dá)地球需要4.22年。晴朗無月的夜晚,且無光污染的地區(qū),一般人用肉眼大約可以看到6000多顆恒星。借助于望遠(yuǎn)鏡,則可以看到幾十萬乃至幾百萬顆以上。如何測(cè)恒星的質(zhì)量和密度?只有特殊的雙星系統(tǒng)才能測(cè)出質(zhì)量來,一般恒星的質(zhì)量只能根據(jù)質(zhì)光關(guān)系等方法進(jìn)行估算。已測(cè)出的恒星質(zhì)量大約介于太陽質(zhì)量的百分之幾到120倍之間,但大多數(shù)恒星的質(zhì)量在0.110個(gè)太陽質(zhì)量之間。恒星的密度可以根據(jù)直徑和質(zhì)量求出,密度的量級(jí)大約介于10克/厘米(紅超巨星)到1010克/厘米(中子星)之間。什么叫光年,銀河系的直徑有多少光年?長度單位,指光在真空
12、中行走的距離,1光年=94600公里,光由太陽到達(dá)地球需時(shí)約八分鐘,已知距離太陽系最近的恒星為半人馬座比鄰星,它相距4.22光年。我們所處的星系一一銀河系的直徑約有七萬光年,假設(shè)有一近光速的宇宙船從銀河系的一端到另一端,它將需要多于十萬年的時(shí)間。什么是光?這很有諷刺性。光就在我們周圍,因?yàn)樗覀儾拍芸吹綎|西。但是要精確的說它是什么卻不容易。光可以被認(rèn)為是有時(shí)具有波的性質(zhì)的在時(shí)空中傳播的粒子。這是因?yàn)楣饩哂须p重的性質(zhì)。如果你想把它描述成波,想象一下大海中一排排的波浪。當(dāng)然光波不是水組成的而是電能和磁能在空間的共同傳播。我們叫做電磁波或電磁輻射。真空中光波的速度是30萬千米每秒。從一個(gè)波峰到下一個(gè)
13、波峰的距離叫波長,一秒鐘內(nèi)通過一個(gè)固定點(diǎn)的波峰叫做波的頻率。在地球上看太陽在空中的位置?太陽從東方升起,從西方落下,這樣的情況一年只有兩天。問一個(gè)人早上太陽從哪兒升起,他或者她通常會(huì)回答:從東方升起。同樣他或者她通常也會(huì)說:晚上太陽從西方落下。事實(shí)上,一年中只有兩天,太陽是從正東方升起,從正西方落下,即春分和秋分。從春分到秋分,生活在北半球的人看到太陽從東偏北的地方升起,從西偏北的地方落下。在夏至?xí)r這種現(xiàn)象尤為明顯,太陽從東偏北最大的方向升起,從西偏北最大的方向落下。從秋分到春分,生活在北半球的人看到太陽從東偏南的地方升起,從西偏南的地方落下。在冬至?xí)r這種現(xiàn)象尤為明顯,太陽向南偏離得最遠(yuǎn)。生活
14、在南半球的人看到的情形與我們正好相反。太陽的軌跡在天空中的變化是由于地球自轉(zhuǎn)軸的傾斜造成的。當(dāng)?shù)厍蚶@太陽公轉(zhuǎn)時(shí),地軸始終與軌道面保持傾斜。在夏至日的北半球,傾斜軸偏向太陽,因此太陽在天空中的軌道達(dá)到最高。六個(gè)月后,在北半球,傾斜軸偏離太陽,太陽在天空中的軌道達(dá)到最低。而在春分和秋分日,傾斜軸即不偏向太陽又不偏離太陽,所以太陽在天空中的軌道高低適中。太陽在黃道上運(yùn)動(dòng)一周的過程?太陽在黃道上運(yùn)動(dòng)一周的過程,就是我們經(jīng)歷一年的過程。正如一年中太陽的升降方向不斷變化一樣,每天同一時(shí)刻太陽在天空中的位置一年中也不斷變化。夏至日,當(dāng)太陽從東偏北最大的方向升起,從西偏北最大的方向落下,太陽在天空中走過了一年
15、中最長,最高的軌道,因此夏至日是一年中白天最長的一天。相反,在冬至日,當(dāng)太陽從東偏南最大的方向升起,從西偏南最大的方向落下,太陽在天空中走過了一年中最短,最低的軌道,因此冬至日是一年中白天最短的一天。在春分和秋分日,太陽走過了長短,高低適中的軌道,因此這兩天晝、夜一樣長。為什么會(huì)日全食?地球是除冥王星以外能看到日全食的唯一行星。我們能看到日全食完全是巧合:比太陽小400倍的月球正好比太陽離我們近約400倍,故太陽與月球在天空中看起來一樣大,這為日全食創(chuàng)造了可能性。在太陽系,除了冥王星外,沒有其它行星能看到日全食,因?yàn)檫@些行星的衛(wèi)星不是太小,就是離行星太遠(yuǎn),不能完全擋住太陽。因此我們看到日全食這
16、一壯觀的自然景象是自然造就的。日食能被準(zhǔn)確的預(yù)言。我們知道地球和月球的軌道,也知道太陽的運(yùn)動(dòng),我們預(yù)言日食能準(zhǔn)確到分鐘。日食有周期性,如遵循沙羅周期6585.32天,其間,共有71次各種日食發(fā)生,周而復(fù)始,但地點(diǎn)有所不同,每個(gè)沙羅周期有0.32天余下,這時(shí)地球又自轉(zhuǎn)了117度,這可以用來修正,但不是很準(zhǔn)確。正因?yàn)榈攸c(diǎn)不同,所以盡管日食有周期,但很多人不知道,所以必須全球調(diào)查日食,而不是看一個(gè)地點(diǎn)的日食記錄。太陽系基本概況?1太陽系和以太陽為中心并受其引力的支配而環(huán)繞它運(yùn)動(dòng)的天體系統(tǒng)叫太陽系。太陽系的成員包括太陽和環(huán)繞太陽的行星(如水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星),2000多
17、顆軌道已確定的小行星,數(shù)量不少的衛(wèi)星以及為數(shù)很多的彗星與流星體等到。太陽和它的行星是同時(shí)誕生的。他們是46億年前一團(tuán)巨大的氣體和塵埃形成的。在內(nèi)部,重力逐漸結(jié)束了物質(zhì)的紊亂狀態(tài),在氣團(tuán)中心,溫度逐漸上升,到達(dá)一定高溫時(shí),就形成了太陽。一些小物質(zhì)團(tuán)也形成了,并圍繞中心轉(zhuǎn)動(dòng),這就是行星及彗星、各自的衛(wèi)星。在地球早期,太陽與現(xiàn)在有所不同。在3.5億年前,地球上生命初開時(shí),太陽與現(xiàn)在有所不同。從表面上看,太陽是淺黃色,比現(xiàn)在小8%到10%,亮度只有現(xiàn)在的70%到75%。此后太陽慢慢變大、變熱、變亮,持續(xù)了3.5億年,但比不上僅持續(xù)了一到兩個(gè)世紀(jì)的“溫室效應(yīng)”。2今后50億年,太陽仍然保持穩(wěn)定。太陽以后
18、可能會(huì)由于氫的燃燒比現(xiàn)在略大、略熱、略亮,此后,地球會(huì)有很大變化。50億年后,太陽的氦核越來越大,最后坍塌,燃燒成為碳元素,表層的氫繼續(xù)轉(zhuǎn)化為氦。氦燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的能量將把光球?qū)油馔?,太陽變?yōu)橐活w紅巨星,吞并水星和金星,并到達(dá)地球軌道。太陽紅色的表面依然,但會(huì)越來越冷。地球仍會(huì)被太陽的熱量熔化。3太陽系中的九大行星,按距太陽遠(yuǎn)近排列依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它們到太陽的平均距離符合提丟斯-波得定則。按性質(zhì)不同可分為三類:類地行星(水星、金星、地球、火星)體積和質(zhì)量較小,平均密度最大,衛(wèi)星少;巨行星(木星、土星)體積和質(zhì)量最大,平均密度最小,衛(wèi)星多,有行星環(huán)
19、,自身能發(fā)出紅外輻射;遠(yuǎn)日行星(天王星、海王星、冥王星)的體積、質(zhì)量、平均密度和衛(wèi)星數(shù)目都介于前兩者之間,天王星和海王星也存在行星環(huán)。九大行星都在接近同一平面的近圓形的橢圓軌道上,朝同一方向繞太陽公轉(zhuǎn),即行星的軌道運(yùn)動(dòng)具有共面性、近圓性和同向性,只有水星和冥王星稍有偏離。太陽的自轉(zhuǎn)方向也與行星的公轉(zhuǎn)方向相同。地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自轉(zhuǎn)周期都在10-24小時(shí)左右,但水星、金星和冥王星的自轉(zhuǎn)周期分別為58.6天、243天和6.4天。多數(shù)大行星的自轉(zhuǎn)方向與公轉(zhuǎn)方向相同,但金星則相反,而天王星的自轉(zhuǎn)軸與軌道面的交角很小,呈側(cè)向自轉(zhuǎn)。除水星和金星外,其他大行星都有自己的衛(wèi)星。太陽的基本
20、概況?1太陽的體積是地球的130.25萬倍,太陽系的中心天體。銀河系的一顆普通恒星。太陽的直徑約1392000千米,平均密度1.409克/立方厘米,質(zhì)量1.989x1073克,表面溫度5770C,中心溫度1500.84萬。C。由里向外分別為太陽核反應(yīng)區(qū)、太陽對(duì)流層、太陽大氣層。其中心區(qū)不停地進(jìn)行熱核反應(yīng),所產(chǎn)生的能量以輻射方式向宇宙空間發(fā)射。其中二十二億分之一的能量輻射到地球,成為地球上光和熱的主要來源。太陽內(nèi)部漆黑一片,雖然體太陽光十分耀眼,但它內(nèi)部卻不能產(chǎn)生光。因?yàn)樘杻?nèi)部核反應(yīng)產(chǎn)生的能量太高,是由伽馬射線的形式傳向外部,但人眼看不到伽馬射線。所以如果我們能看到太陽內(nèi)部,那將會(huì)是一片黑暗。
21、恒星也有自己的生命史,太陽這個(gè)巨大的"核能火爐"已經(jīng)穩(wěn)定地"燃燒"了50億年目前它正處于壯年,要再過50億年它才會(huì)燃盡自己的核燃料那時(shí),它可能膨脹成一個(gè)巨大的紅色星體2其實(shí),太陽只是一顆非常普通的恒星,在廣袤浩瀚的繁星世界里,太陽的亮度、大小和物質(zhì)密度都處于中等水平。只是因?yàn)樗x地球最近,所以看上去是天空中最大最亮的天體。其它恒星離我們都非常遙遠(yuǎn),即使是最近的恒星,也比太陽遠(yuǎn)27萬倍,看上去只是一個(gè)閃爍的光點(diǎn)。在銀河系內(nèi)一千多億顆恒星中,太陽只是普通的一員,它位于銀河系的對(duì)稱平面附近,距離銀河系中心約26000光年,在銀道面以北約26光年,它一方面繞著銀
22、心以每秒250公里的速度旋轉(zhuǎn),另一方面又相對(duì)于周圍恒星以每秒19.7公里的速度朝著織女星附近方向運(yùn)動(dòng)。太陽上的“一天”時(shí)間不一樣。與地球一樣,太陽也有自轉(zhuǎn),但跟地球不同的是太陽不是固體,因此不同的緯度轉(zhuǎn)速不一樣,在太陽赤道,轉(zhuǎn)一圈要25個(gè)地球日。緯度越高,轉(zhuǎn)速越慢,在靠近兩極的地方,轉(zhuǎn)一圈要約31個(gè)地球日。在地球上,在你南面的地點(diǎn)無論多久都在你的南面,但在太陽上,這不成立。越靠近赤道,轉(zhuǎn)的越快,就會(huì)滑向東邊。這是流體的情形3我們見到的太陽的表面實(shí)際并不是一個(gè)面。在我們看來,太陽似乎有一個(gè)固體的表面,并且有一個(gè)可測(cè)的邊界。真實(shí)情況是:太陽是一個(gè)由氣體組成的球體,沒有固體的表面。我們看到的邊界,只
23、是由于在那兒,太陽氣體的密度下降到使光透明的程度。在這個(gè)密度之上,太陽是不透明的,因此我們看不到太陽內(nèi)部。雖然我們現(xiàn)在了解到這些,但天文學(xué)家仍然把這一不透明的邊界當(dāng)作太陽的“表面”,稱作光球?qū)印?光球表面另一種著名的活動(dòng)現(xiàn)象便是太陽黑子。黑子是光球?qū)由系木薮髿饬餍郎u,大多呈現(xiàn)近橢圓形,在明亮的光球背景反襯下顯得比較暗黑,但實(shí)際上它們的溫度高達(dá)4000°C左右,倘若能把黑子單獨(dú)取出,一個(gè)大黑子便可以發(fā)出相當(dāng)于滿月的光芒。5太陽的年齡約為46億年,它還可以繼續(xù)燃燒約50億年。在其存在的最后階段,太陽中的氦將轉(zhuǎn)變成重元素,太陽的體積也將開始不斷膨脹,直至將地球吞沒。在經(jīng)過一億年的紅巨星階段
24、后,太陽將突然坍縮成一顆白矮星-所有恒星存在的最后階段。再經(jīng)歷幾萬億年,它將最終完全冷卻,然后慢慢地消失在黑暗里。6通過對(duì)太陽光譜的分析,得知太陽的化學(xué)成分與地球幾乎相同,只是比例有所差異。太陽上最豐富的元素是氫,其次是氦,還有碳、氮、氧和各種金屬。地球上除原子能和火山、地震以外,太陽能是一切能量的總源泉。那么,整個(gè)地球接收的有多少呢?太陽發(fā)射出大的能量呢?科學(xué)家們?cè)O(shè)想在地球大氣層外放一個(gè)測(cè)量太陽總輻射能量的儀器,在每平方厘米的面積上,每分鐘接收的太陽總輻射能量為8.24焦。這個(gè)數(shù)值叫太陽常數(shù)。如果將太陽常數(shù)乘上以日地平均距離作半徑的球面面積,這就得到太陽在每分鐘發(fā)出的總能量,這個(gè)能量約為每分
25、鐘2.273x1078焦。(太陽每秒輻射到太空的熱量相當(dāng)于一億億噸煤炭完全燃燒產(chǎn)生熱量的總和,相當(dāng)于一個(gè)具有5200萬億億馬力的發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。太陽表面每平方米面積就相當(dāng)于一個(gè)85000馬力的動(dòng)力站。)而地球上僅接收到這些能量的22億分之一。太陽每年送給地球的能量相當(dāng)于100億億度電的能量。太陽能取之不盡,用之不竭,又無污染,是最理想的能源。7太陽表面經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈的爆炸。這種爆炸就是我們看到的耀斑,能在短短幾秒內(nèi)釋放出上百萬顆原子彈的能量。當(dāng)耀斑發(fā)生時(shí),太陽的大氣層會(huì)被吹出一個(gè)巨大的洞,并發(fā)出十分強(qiáng)烈的光、電磁波,高能X射線及數(shù)以百億計(jì)的帶電粒子,這種現(xiàn)象被稱作太陽風(fēng)。當(dāng)太陽黑子最活躍時(shí),耀斑和
26、太陽風(fēng)也發(fā)生的最頻繁最劇烈。8太陽像是空間的一塊巨大的磁鐵。與地球類似,太陽內(nèi)部好像有一個(gè)巨大的磁鐵,這磁鐵產(chǎn)生了巨大的磁場,在太空中綿延數(shù)億英里,并控制周圍熱氣體的流動(dòng)。每隔11年,在黑子活動(dòng)周期的開端,磁場南北極會(huì)顛倒一次,而太陽自轉(zhuǎn)軸保持不變。天文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)(二)地球的基本概況?1年齡:46億歲。公轉(zhuǎn)周期:約365天。公轉(zhuǎn)軌道:呈橢圓形。7月初為遠(yuǎn)日點(diǎn),1月初為近日點(diǎn)。自轉(zhuǎn)周期:恒星日約23.小時(shí)56分4秒。太陽日24小時(shí)。自轉(zhuǎn)方向:自西向東。黃赤交角:23。26。赤道半徑:是從地心到赤道的距離,大約6378.5公里。平均半徑:大約6371.3公里(這個(gè)數(shù)字是地心到地球表面所有各點(diǎn)距離
27、的平均值)。體積:10832億立方千米。質(zhì)量:5.9742x1021噸。平均密度:5.515g/cmA3,地球是太陽系中密度最大的星體。地球表面積:5.1億平方千米。海洋面積:3.61億平方千米。大氣:主要成份:氮(78.5%)和氧(21.5%)。地殼:主要成份:氧(47%)、硅(28%)和鋁(8%)。表面大氣壓:1013.250毫巴。由化學(xué)組成成分及地震震測(cè)特性來看,地球本體可以分成一些層圈,以下就標(biāo)示出它們的名稱與范圍(深度,單位為公里):0-40地殼,40-2890地幔,2890-5150外地核,5150-6378內(nèi)地核。地球表面積71%為水所覆蓋,地球是太陽系唯一在表面可以擁有液態(tài)水的
28、行星(土衛(wèi)六的表面有液態(tài)乙烷或甲烷,而藏于木衛(wèi)二的表面之下則可能有液態(tài)水,不過地球表面有液態(tài)水仍是獨(dú)一無二的)。2地球距離太陽1.5億千米,從地球到太陽上去步行要走3500多年,就是坐飛機(jī),也要坐20多年。地球?qū)儆阢y河系太陽系,處在金星與火星之間,是太陽系中距離太陽第三近的行星,在八大行星中大小排行是第五,但人類直到16世紀(jì)哥白尼時(shí)代人們才明白地球只是一顆行星。地球與月球之間的引潮力會(huì)使地球的自轉(zhuǎn)周期每一世紀(jì)增加約2毫秒,最新研究顯示在9億年前一天只有18小時(shí),而一年則有481天。地球衛(wèi)星月球俗稱月亮,也稱太陰。在太陽系中是地球中唯一的天然衛(wèi)星。月球是最明顯的天然衛(wèi)星的例子。在太陽系里,除水星
29、和金星外都有自己的衛(wèi)星。3地球繞地軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),叫做地球的自轉(zhuǎn)。地軸的空間位置基本上是穩(wěn)定的。它的北端始終指向北極星附近,地球自轉(zhuǎn)的方向是自西向東;從北極上空看,呈逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間,約為23小時(shí)56分,這個(gè)時(shí)間稱為恒星日;然而在地球上,我們感受到的一天是24小時(shí),這是因?yàn)槲覀冞x取的參照物是太陽。由于地球自轉(zhuǎn)的同時(shí)也在公轉(zhuǎn),這4分鐘的差距正是地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)疊加的結(jié)果。天文學(xué)上把我們感受到的這1天的24小時(shí)稱為太陽日。地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生了晝夜更替。晝夜更替使地球表面的溫度不至太高或太低,適合人類生存。月球基本概況?1它每年以三厘米的速度遠(yuǎn)離地球,十億年前,它和地球的距離只有現(xiàn)在的一半長
30、。像地球一樣,月球也是南北極稍扁,赤道稍隆起的扁球。它的平均極半徑比赤道半徑短500米,南北極也不對(duì)稱,北極區(qū)隆起,南極區(qū)凹陷約400米。月球基本上沒有水,也就沒有地球上的風(fēng)化、氧化和水的腐蝕過程,也沒有聲音的傳播,到處是一片寂靜的世界。月球本身不發(fā)光,天空永遠(yuǎn)是一片漆黑,太陽和星星可以同時(shí)出現(xiàn)。2月球上幾乎沒有大氣,因而月球上的晝夜溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方,溫度高達(dá)127.25C;夜晚溫度可低到-183.75C。由于沒有大氣的阻隔,使得月面上日光強(qiáng)度比地球上約強(qiáng)1/3左右;紫外線強(qiáng)度也比地球表面強(qiáng)得多。由于月球大氣少,因此在月面上會(huì)見到許多奇特的現(xiàn)象,如月球上的天空呈暗黑色,太陽
31、光照射是筆直的,日光照到的地方很明亮;照不到的地方就很暗。因此才會(huì)看到的月亮表面有明有暗。由于沒有空氣散射光線,在月球上星星看起來也不再閃爍了。3月亮比地球小,直徑是3476公里,大約等于地球直徑的3/11。月亮的表面面積大約是地球表面積的1/14,比亞洲的面積還稍小一些;它的體積是地球的1/49,換句話說,地球里面可裝下49個(gè)月亮。月亮的質(zhì)量是地球的1/81;物質(zhì)的平均密度為每立方厘米3.34克,只相當(dāng)于地球密度的3/5。月球上的引力只有地球1/6,也就是說,6公斤重的東西到限月球上只有1公斤重了。人在月面上走,身體顯得很輕松,稍稍一使勁就可以跳起來,宇航員認(rèn)為在月面上半跳半跑地走,似乎比在
32、地球上步行更痛快。4月球是離地球最近的天體,它是圍繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的、唯一的天然衛(wèi)星,它與地球的平均距離約384400公里。月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道是一個(gè)隨圓形軌道,其近地點(diǎn)(離地球最近時(shí))平均距離為363300公里,遠(yuǎn)地點(diǎn)(離地球最遠(yuǎn)時(shí))平均距離為405500公里,相差42200公里。5月球在繞地球運(yùn)動(dòng)的過程中,還要跟著地球一起繞太陽運(yùn)動(dòng)。這就是說,月球繞地球運(yùn)動(dòng)一周后,再回到的空間位置已不是原出發(fā)點(diǎn)了。由此可見,月球在運(yùn)動(dòng)過程中還要參與多種系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。月球的運(yùn)動(dòng)和其他天體一樣,月球也處于永恒的運(yùn)動(dòng)之中。月球除東升西落外,它每天還相對(duì)于恒星自西向東平均移動(dòng)13。多,因此,月亮每天升起來的時(shí)間,都比前一
33、天約遲50分鐘。月亮的東升西落是地球自轉(zhuǎn)的反映;而自西向東的移動(dòng)卻是月亮圍繞地球公轉(zhuǎn)的結(jié)果。月亮繞地球公轉(zhuǎn)一周叫做一個(gè)“恒星月”,平均是27天7小時(shí)43分11秒。月亮繞地球公轉(zhuǎn)的同時(shí),它本身也在自轉(zhuǎn)。既然月亮自轉(zhuǎn)一周是地球上的27.3天,為什么月亮上的一天等于地球上29天半的時(shí)間呢?原來月亮一面自轉(zhuǎn),一面還要圍繞地球公轉(zhuǎn),而地球同時(shí)也在圍繞太陽公轉(zhuǎn)。當(dāng)月亮轉(zhuǎn)了一周以后,地球也在繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道上走了一段距離,因此月亮原來正對(duì)太陽的一點(diǎn),還沒有正對(duì)著太陽,必須再轉(zhuǎn)過一個(gè)角度,才能正對(duì)太陽,這段時(shí)間要用2.25天。把27.3天加上2.25天,正好大約29天半的時(shí)間。6月亮的自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期是相等
34、的,即1:1,月球繞地球一周的時(shí)間為也就是它自轉(zhuǎn)的周期。月球這種奇特地自轉(zhuǎn)結(jié)果是:月球總以同一半面向著地球,而從地球上永遠(yuǎn)看不到月球背面是什么樣,只有靠探測(cè)器才能揭開月背千古之謎,人類的這個(gè)愿望早在30多年前就已實(shí)現(xiàn)了。當(dāng)今大型天文望遠(yuǎn)鏡能分辯出月面上約50米(相當(dāng)于14層高樓)的目標(biāo)。7.大家知道,月亮本身不發(fā)光,只是把照射在它上面的太陽光的一部分反射出來,這樣,對(duì)于地球上的觀測(cè)者來說,隨著太陽、月亮、地球相對(duì)位置的變化,在不同日期里月亮呈現(xiàn)出不同的形狀,這就是月相的周期變化。進(jìn)一步說,雖然月亮被太陽照射時(shí),總有半個(gè)球面是亮的,但由于月亮在不停地繞地球公轉(zhuǎn),時(shí)時(shí)改變著自己的位置,所以它正對(duì)著
35、地球的半個(gè)球面與被太陽照亮的半個(gè)球面有時(shí)完全重合,有時(shí)完全不重合,有時(shí)一小部分重合,有時(shí)一大部分重合,這樣月亮就表現(xiàn)出了陰晴圓缺的變化。水星基本概況?1水星在八大行星中是最小的行星,比月球大1/3,它同時(shí)也是最靠近太陽的行星。水星目視星等范圍從0.4到5.5;水星太接近太陽,常常被猛烈的陽光淹沒,它的軌道距太陽4590萬6970萬千米之間,所以望遠(yuǎn)鏡很少能夠仔細(xì)觀察它。水星沒有自然衛(wèi)星。水星離太陽的平均距離為5790萬公里,繞太陽公轉(zhuǎn)軌道的偏心率為0.206,故其軌道很扁。太陽系天體中,除冥王星外,要算水星的軌道最扁了。水星在軌道上的平均運(yùn)動(dòng)速度為48公里/秒,是太陽系中運(yùn)動(dòng)最快的行星,繞太陽
36、一周只需88天,自轉(zhuǎn)一周只需58.6天,水星上的一天相當(dāng)于地球上的59天。水星有一個(gè)小型磁場,磁場強(qiáng)度約為地球的1%。水星只有微量的大氣。水星的大氣極其稀薄。實(shí)際上,水星大氣中的氣體分子與水星表面相撞的頻密程度比它們之間互相相撞要高。出于這些原因,水星應(yīng)被視為是沒有大氣的。“大氣”主要由氧,鉀和鈉組成。2早在公元前3000年的蘇美爾時(shí)代,人們便發(fā)現(xiàn)了水星,古希臘人賦于它兩個(gè)名字:當(dāng)它初現(xiàn)于清晨時(shí)稱為阿波羅,當(dāng)它閃爍于夜空時(shí)稱為赫耳墨斯。水星上的溫差是整個(gè)太陽系中最大的,溫度變化的范圍為90開到700開,最高地表溫度634.59最低地表溫度為-869,平均地表溫度1799。相比之下,金星的溫度略
37、高些,但更為穩(wěn)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)。水星是太陽系中僅次于地球,密度第二大的天體。金星基本概況?1按離太陽由近及遠(yuǎn)的次序是第二顆。它是離地球最近的行星。中國古代稱之為太白或太白金星。它有時(shí)是晨星,黎明前出現(xiàn)在東方天空,被稱為“啟明”;有時(shí)是昏星,黃昏后出現(xiàn)在西方天空,被稱為“長庚”。金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星,亮度最大時(shí)為-4.4等,比著名的天狼星(除太陽外全天最亮的恒星)還要亮14倍,猶如一顆耀眼的鉆石,于是古希臘人稱它為阿佛洛狄忒(Aphrodite)一愛與美的女神,而羅馬人則稱它為維納斯(Venus)美神。1950年代后期
38、,天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡第一次觀測(cè)了金星的表面。從1961年起,前蘇聯(lián)和美國向金星發(fā)射了30多個(gè)探測(cè)器,從近距離觀測(cè),到著陸探測(cè)。2金星和水星一樣,是太陽系中僅有的兩個(gè)沒有天然衛(wèi)星的大行星。因此金星上的夜空中沒有“月亮”,最亮的“星星”是地球。由于離太陽比較近,所以在金星上看太陽,太陽的大小比地球上看到的大1.5倍。有人稱金星是地球的孿生姐妹,確實(shí),從結(jié)構(gòu)上看,金星和地球有不少相似之處。金星的半徑約為6073公里,只比地球半徑小300公里,體積是地球的0.88倍,質(zhì)量為地球的4/5;平均密度略小于地球。但兩者的環(huán)境卻有天壤之別:金星的表面溫度很高,不存在液態(tài)水,加上極高的大氣壓力和嚴(yán)重缺氧等殘酷
39、的自然條件,金星不可能有任何生命存在。因此,金星和地球只是一對(duì)“貌合神離”的姐妹。3金星表面溫度高達(dá)465至485度,是因?yàn)榻鹦巧蠌?qiáng)烈的溫室效應(yīng),原因在于金星的大氣密度是地球大氣的100倍,且大氣97%以上是“保溫氣體”二氧化碳;同時(shí),金星大氣中還有一層厚達(dá)2030千米的由濃硫酸組成的濃云。二氧化碳和濃云只許太陽光通過,卻不讓熱量透過云層散發(fā)到宇宙空間,所以晝夜溫差并不大。金星環(huán)境復(fù)雜多變,天空是橙黃色,經(jīng)常下硫酸雨,一次閃電竟然持續(xù)15分鐘!。金星的大氣壓強(qiáng)非常大,為地球的90倍,相當(dāng)于地球海洋中1千米深度時(shí)的壓強(qiáng)。金星本身的磁場與太陽系的其它行星相比是非常弱的。這可能是因?yàn)榻鹦堑淖赞D(zhuǎn)不夠快
40、,其地核的液態(tài)鐵因切割磁感線而產(chǎn)生的磁場較弱造成的。這樣一來,太陽風(fēng)就可以毫無緩沖地撞擊金星上層大氣。最早的時(shí)候,人們認(rèn)為金星和地球的水在量上相當(dāng),然而,太陽風(fēng)的攻擊已經(jīng)讓金星上層大氣的水蒸氣分解為氫和氧。氫原子因?yàn)橘|(zhì)量小逃逸到了太空。金星地表沒有水,空氣中也沒有水份存在,其云層的主要成分是硫酸,而且較地球云層的高度高得多。金星上可謂火山密布,是太陽系中擁有火山數(shù)量最多的行星。業(yè)已發(fā)現(xiàn)的大型火山和火山特征有1600多處。此外,還有無數(shù)的小火山,沒有人計(jì)算過它們的數(shù)量,估計(jì)總數(shù)超過10萬,甚至100萬。由于大氣高壓,金星上的風(fēng)速也相應(yīng)緩慢。這就是說,金星地表既不會(huì)受到風(fēng)的影響也沒有雨水的沖刷。因
41、此,金星的火山特征能夠清晰地保持很長一段時(shí)間。4金星的自轉(zhuǎn)很特別,是太陽系內(nèi)唯一逆向自轉(zhuǎn)的大行星,自轉(zhuǎn)方向與其它行星相反,是自東向西。因此,在金星上看,太陽是西升東落。金星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)很接近正圓的橢圓形,且與黃道面接近重合,其公轉(zhuǎn)速度約為每秒35公里,公轉(zhuǎn)周期約為224.70天。但其自轉(zhuǎn)周期卻為243日,也就是說,金星的自轉(zhuǎn)恒星日一天比一年還長。不過按照地球標(biāo)準(zhǔn),以一次日出到下一次日出算一天的話,則金星上的一天要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于243天。這是因?yàn)榻鹦鞘悄嫦蜃赞D(zhuǎn)的緣故;在金星上看日出是在西方,日落在東方;一個(gè)日出到下一個(gè)日出的晝夜交替只是地球上的116.75天。金星歷法是一種以金星的周期活動(dòng)為
42、標(biāo)準(zhǔn)的歷法規(guī)則。然而,金星歷法并不是甚么科幻小說的作品,而是切切實(shí)實(shí)曾在古代瑪雅文明出現(xiàn)過的歷法系統(tǒng)?;谝环N我們不知道的原因,瑪雅人同時(shí)采用兩套歷法系統(tǒng),而其中一套歷法系統(tǒng)就是基于金星的周期運(yùn)轉(zhuǎn)而制成。5金星就是最漂亮,最常見的啟明星和長庚星。因?yàn)榻鹦堑墓D(zhuǎn)軌道在地球軌道的內(nèi)側(cè),從地球上看起來,金星在太陽的兩側(cè)搖擺。因此,金星日落后在西南天空待一兩個(gè)小時(shí),然后又在日出前跑到東方的天空呆上幾個(gè)小時(shí)。在那些時(shí)間里,除了太陽和月亮外,金星也可以成為天空中最亮的物體,閃耀著紫色的柔光。6相比太陽系中的其他行星,金星與地球走得要更近些。金星是太陽系由內(nèi)到外數(shù)的第二顆行星,它那近似圓形的公轉(zhuǎn)軌道距太陽表
43、面有6700萬公里。大概每十九個(gè)半月金星從地球旁邊經(jīng)過一次,這是它與地球的距離只有2600萬公里。而地球另一側(cè)的火星,距地球最近則有3500公里。所以說,金星是與地球走得最近的行星。7很長時(shí)間來,金星被稱作地球的“姊妹星”。金星的直徑僅僅比地球的直徑小408公里。加上金星的公轉(zhuǎn)軌道與地球很相近的事實(shí),使得人們有理由相信金星不太可能與地球的構(gòu)造有很大差異。早期的科幻小說家幻想著金星上充滿了水,然后演化成一個(gè)由恐龍統(tǒng)治的混亂的世界,然后到有高級(jí)工們居住的星球。但是當(dāng)科學(xué)數(shù)據(jù)積累后,科學(xué)家知道,這兩個(gè)星球的共同點(diǎn)只有那差不多大小的尺寸而已?;鹦腔靖艣r?1為距太陽第四遠(yuǎn),也是太陽系中第七大行星?;鹦?/p>
44、(希臘語:阿瑞斯,ares)被稱為戰(zhàn)神,這或許是由于它鮮紅的顏色而得來的;火星有時(shí)被稱為“紅色行星”,古代中國稱之為熒惑?;鹦堑闹睆较喈?dāng)于地球的半徑,表面積只有地球的四分之一,直徑為6786千米,每24.62小時(shí)自轉(zhuǎn)一周,火星公轉(zhuǎn)一周約為687天,火星的一年約等于地球的兩年。火星在史前時(shí)代就已經(jīng)為人類所知。由于它被認(rèn)為是太陽系中人類最好的住所(除地球外),它受到科幻小說家們的喜愛。2火星上曾有過洪水,地面上也有一些小河道(右圖),十分清楚地證明了許多地方曾受到侵蝕。在過去,火星表面存在過干凈的水,甚至可能有過大湖和海洋。但是這些東西看來只存在很短的時(shí)間,而且據(jù)估計(jì)距今也有大約四十億年了。在火星
45、的早期,它與地球十分相似。像地球一樣,火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉(zhuǎn)化為含碳的巖石?;鹦堑哪菍颖”〉拇髿庵饕怯捎嗔粝碌亩趸迹?5.3%)加上氮?dú)猓?.7%)、氬氣(1.6%)和微量的氧氣(0.15%)和水汽(0.03%)組成的。火星表面的平均大氣壓強(qiáng)僅為大約7毫巴(比地球上的1%還?。?,但它隨著高度的變化而變化,在盆地的最深處可高達(dá)9毫巴?;鹦怯袃蓚€(gè)小型的近地面衛(wèi)星。3火星上的火山高度比金星和地球上火山高度低,主要是因?yàn)榛鹦巧系闹亓σ跣??;鹕降母叨戎饕鞘芩谛乔虻闹亓Q定的。這是因?yàn)榛鹕降母叨仁鞘芩С肿约褐亓康哪芰Q定的。金星和地球的大小和質(zhì)量相似,所以它們上的火山高度相當(dāng)?;鹕?/p>
46、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。關(guān)于“火星上的臉”。兩艘“海盜”號(hào)飛船(“海盜1”和“海盜2”)傳回來的成千上萬張照片中有一幅非常引人注意的有趣照片,那是一個(gè)非常象人臉的巖石照片。不幸的是,這張照片被許多偽科學(xué)者利用大造聲勢(shì)。這件事的解釋也很簡單,這只是一個(gè)巧合。木星基本概況?1木星古稱歲星,是離太陽遠(yuǎn)近的第五顆行星,而且是八大行星中最大的一顆,比所有其他的行星的合質(zhì)量大2倍(地球的318倍)。木星直徑是142,984千米,體積只有太陽的千分之一,距太陽大約為7.8億公里。,繞太陽公轉(zhuǎn)的周期4332.5天,約合11.86年。木星(a.kaJove)希臘人稱之
47、為宙斯(眾神之王,奧林匹斯山的統(tǒng)治者和羅馬國的保護(hù)人,它是Cronus(土星)的兒子。2木星是天空中第四亮的物體(次于太陽,月球和金星;有時(shí)候火星更亮一些),早在史前木星就已被人類所知曉,伽利略1610年對(duì)木星四顆衛(wèi)星(現(xiàn)常被稱作伽利略衛(wèi)星)進(jìn)行觀察。我們得到的有關(guān)木星內(nèi)部結(jié)構(gòu)的資料(及其他氣態(tài)行星)來源很不直接,并有了很長時(shí)間的停滯,(來自伽利略號(hào)的木星大氣數(shù)據(jù)只探測(cè)到了云層下150千米處),“先驅(qū)者11號(hào)”于1974年12月飛掠木星時(shí),測(cè)得的木星表面溫度為零下148攝氏度,木星由90%的氫和10%的氦(原子數(shù)之比,75/25%的質(zhì)量比)及微量的甲烷、水、氨水和石頭”組成。這與形成整個(gè)太陽系
48、的原始的太陽系星云的組成十分相似。土星有一個(gè)類似的組成,但天王星與海王星的組成中,氫和氦的量就少一些了。氣態(tài)行星沒有實(shí)體表面,它們的氣態(tài)物質(zhì)密度只是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當(dāng)于1個(gè)大氣壓處開始算它們的半徑和直徑)。我們所看到的通常是大氣中云層的頂端,壓強(qiáng)比1個(gè)大氣壓略高。木星可能有一個(gè)石質(zhì)的內(nèi)核,相當(dāng)于10-15個(gè)地球的質(zhì)量。3宇宙飛船發(fā)回的考察結(jié)果表明,木星有較強(qiáng)的磁場,表面磁場強(qiáng)度達(dá)314高斯,比地球表面磁場強(qiáng)得多(地球表面磁場強(qiáng)度只有0.30.8高斯)。木星磁場和地球的一樣,是偶極的,磁軸和自轉(zhuǎn)軸之間有10°8'的傾角。木星的正磁極指的不是北極,而是南極
49、,這與地球的情況正好相反。木星的四個(gè)大衛(wèi)星都被木星的磁層所屏蔽,使之免遭太陽風(fēng)的襲擊。4木星有一個(gè)同土星般的環(huán),不過又小又微弱,它們由許多粒狀的巖石質(zhì)材料組成。在宇宙飛船探測(cè)木星之前,人們知道木星有13顆衛(wèi)星??茖W(xué)家們從“旅行者2號(hào)”發(fā)回的照片上又發(fā)現(xiàn)了3顆,共有16顆木衛(wèi)(可能有無數(shù)衛(wèi)星,最新數(shù)量61顆)。其中靠近內(nèi)側(cè)的地方有4顆特別大是伽利略衛(wèi)星,(伽利略衛(wèi)星即木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四分別叫伊奧、歐羅巴、加尼美德、卡利斯托)。按距離木星中心由近及遠(yuǎn)的次序?yàn)椋耗拘l(wèi)十六、木衛(wèi)十四、木衛(wèi)五、木衛(wèi)十五、木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四。它們都圍繞著木星公轉(zhuǎn),離木星最遠(yuǎn)的木衛(wèi)九與木星的距離比地球
50、和月亮的距離遠(yuǎn)60倍,它繞木星公轉(zhuǎn)一周需要758天。木星的大小與衛(wèi)星差異之大。除了歐羅巴以外,每顆伽利略衛(wèi)星都比月球大,加尼美德的半徑大約為2600公里,是太陽系中所有衛(wèi)星中最大的一個(gè),甚至比九大行星中的水星還要大。伊奧的大小和月球差不多,卻擁有眾多的活火山,地殼運(yùn)動(dòng)頻繁。5從化學(xué)組成上來講,木星更像太陽。雖然木星也和地球一樣有鐵核,可是它的85%是氫元素,其余15%主要是氦元素。其它元素只占1%。這是因?yàn)槟拘怯袕?qiáng)重力場,它保持了太陽系剛形成時(shí)期的大氣組成。而地球的較弱的重力讓它失去了大多數(shù)的原初元素。6木星上的云五彩斑斕。和地球上只有白色的云不一樣,木星上的云五顏六色。這主要是因?yàn)槟拘谴髿庵?/p>
51、復(fù)雜的化合物造成的7木星會(huì)變成恒星嗎?木星如果想變成一顆恒星,它的核心溫度必須達(dá)到100萬度,這才足以點(diǎn)燃熱核反應(yīng)(氫聚變成氦的反應(yīng)),釋放出巨大的能量。而要達(dá)到那么高的核心溫度,木星的質(zhì)量至少要比現(xiàn)在大100倍,而它沒法從其他地方獲得這么大的質(zhì)量,所以它不可能成為一顆恒星。土星基本概況?1土星古稱鎮(zhèn)星或填星,軌道距太陽14億公里。土星直徑119300公里(為地球的9.5倍),是太陽系第二大行星,公轉(zhuǎn)周期相當(dāng)于29.5個(gè)地球年,土星的自轉(zhuǎn)很快是9.6公里/秒,僅次于木星。另外,英文的星期六(Saturday)也是以土星的英文名(Saturn)來命名的。在太陽系的行星中,土星的光環(huán)最惹人注目,它
52、使土星看上去就像戴著一頂漂亮的大草帽,是最美麗的行星。土星環(huán)位于土星的赤道面上。在空間探測(cè)以前,從地面觀測(cè)得知土星環(huán)有五個(gè),其中包括三個(gè)主環(huán)(A環(huán)、B環(huán)、C環(huán))和兩個(gè)暗環(huán)(D環(huán)、E環(huán))。土星光環(huán)中間有一條暗縫,后稱卡西尼環(huán)縫。觀測(cè)表明構(gòu)成光環(huán)的物質(zhì)是碎冰塊、巖石塊、塵埃、顆粒等,它們排列成一系列的圓圈,繞著土星旋轉(zhuǎn)。它與鄰居木星十分相像,表面也是液態(tài)氫和氦的海洋,上方同樣覆蓋著厚厚的云層。土星上狂風(fēng)肆虐,沿東西方向的風(fēng)速可超過每小時(shí)1600公里。土星上空的云層就是這些狂風(fēng)造成的,云層中含有大量的結(jié)晶氨。土星還是太陽系中衛(wèi)星數(shù)目最多的一顆行星,目前已發(fā)現(xiàn)的土星衛(wèi)星就已經(jīng)超過了60顆。土星衛(wèi)星的形
53、態(tài)各種各樣,五花八門,使天文學(xué)家們對(duì)它們產(chǎn)生了極大的興趣。最著名的“土衛(wèi)六”上有大氣,是目前發(fā)現(xiàn)的太陽系衛(wèi)星中,唯一有大氣存在的天體,土衛(wèi)六與土星的平均距離為122萬公里,沿著近乎正圓形的軌道繞土星運(yùn)動(dòng)。它像月球一樣,總以同一面向著自己的行星土星。也就是說,如果在土星上看土衛(wèi)六的話,永遠(yuǎn)只能看到土衛(wèi)六的同一個(gè)半面。它的軌道基本上在土星赤道面內(nèi)。你可以想一想,土衛(wèi)六這么大的天體,沿著大約122萬公里的半徑,居然運(yùn)動(dòng)在近乎正圓的軌道上,這真是有點(diǎn)難以想象的事。如果讓我們專門畫這樣一個(gè)圓,恐怕也是不容易辦到的。足見天體演化中的自然奇觀。2.土星大氣以氫、氦為主,并含有甲烷和其他氣體,大氣中飄浮著由稠
54、密的氨晶體組成的云。根據(jù)紅外觀測(cè)得知,云頂溫度為-170°C,比木星低50°C。土星表面的溫度約為-140°C,支頂溫度為-180°C,比木星低50Co在太陽系的行星中,土星的質(zhì)量和大小僅次于木星。土星的平均密度是太陽系諸行星里最小的,平均密度為0.69(少于水的密度),這是因?yàn)橥列呛诵牡拿芏入m然要比水大一些,但有著高氣體比例、低密度的大氣層。由于土星的密度太小,其表面重力加速度和地球差不多(為地球的1.07)。天文學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)(三)天王星基本概況?1天王星是從太陽向外的第七顆行星,在太陽系的體積是第三大(比海王星大),質(zhì)量排名第四(比海王星輕),表面積
55、相當(dāng)于15.91個(gè)地球表面積,質(zhì)量等于14.536個(gè)地球,自轉(zhuǎn)周期17時(shí)14分24秒,軸傾斜97.77°,遠(yuǎn)日點(diǎn)距離約30億公里,近日點(diǎn)距離約27億公里,軌道周期84.323326年,陽光的強(qiáng)度只有地球的1/400。他的名稱來自古希臘神話中的天空之神尤拉納斯(O?pav?),是克洛諾斯(農(nóng)神)的父親,宙斯(朱比特)的祖父。天王星在被發(fā)現(xiàn)是行星之前,已經(jīng)被觀測(cè)了很多次,但都把它當(dāng)作恒星看待。最早的紀(jì)錄可以追溯至1690年,約翰佛蘭斯蒂德在星表中將他編為金牛座34,并且至少觀測(cè)了6次。天王星是第一顆在現(xiàn)代發(fā)現(xiàn)的行星,雖然他的光度與五顆傳統(tǒng)行星一樣,亮度是肉眼可見的,但由于較為黯淡而未被古
56、代的觀測(cè)者發(fā)現(xiàn)。威廉赫歇耳爵士在1781年3月13日宣布他的發(fā)現(xiàn),在太陽系的現(xiàn)代史上首度擴(kuò)展了已知的界限。這也是第一顆使用望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)的行星。目前已知天王星有27顆天然的衛(wèi)星。2天王星和海王星的內(nèi)部和大氣構(gòu)成不同于更巨大的氣體巨星-木星和土星。同樣的,天文學(xué)家設(shè)立了不同的冰巨星分類來安置她們。天王星大氣的主要成分是氫和氦,還包含較高比例的由水、氨、甲烷結(jié)成的"冰”,與可以察覺到的碳?xì)浠衔铩K翘栂祪?nèi)溫度最低的行星,最低的溫度只有49K,還有復(fù)合體組成的云層結(jié)構(gòu),水在最低的云層內(nèi),而甲烷組成最高處的云層。根據(jù)旅行者2號(hào)的探測(cè)結(jié)果,科學(xué)家推測(cè)天王星上可能有一個(gè)深度達(dá)10000公里、溫度
57、高達(dá)攝氏6650度,由水、硅、鎂、含氮分子、碳?xì)浠衔锛半x子化物質(zhì)組成的液態(tài)海洋。由于天王星上巨大而沉重的大氣壓力,令分子緊靠在一起,使得這高溫海洋未能沸騰及蒸發(fā)。反過來,正由于海洋的高溫,恰好阻擋了高壓的大氣將海洋壓成固態(tài)。3如同其他的大行星,天王星也有環(huán)系統(tǒng)、磁層和許多衛(wèi)星。天王星的系統(tǒng)在行星中非常獨(dú)特,因?yàn)樗淖赞D(zhuǎn)軸斜向一邊,幾乎就躺在公轉(zhuǎn)太陽的軌道平面上,因而南極和北極也躺在其他行星的赤道位置上。當(dāng)天王星在至日附近時(shí),一個(gè)極點(diǎn)會(huì)持續(xù)的指向太陽,另一個(gè)極點(diǎn)則背向太陽,每一個(gè)極都會(huì)有被太陽持續(xù)的照射42年的極晝,而在另外42年則處于極夜。天王星有一個(gè)暗淡的行星環(huán)系統(tǒng),由直徑約十米的黑暗粒狀
58、物組成。他是繼土星環(huán)之后,在太陽系內(nèi)發(fā)現(xiàn)的第二個(gè)環(huán)系統(tǒng)。目前已知天王星環(huán)有13個(gè)圓環(huán),其中最明亮的是£環(huán)。海王星基本概況?1海王星是環(huán)繞太陽運(yùn)行的第八顆行星,也是太陽系中第四大天體(直徑上)。海王星的軌道周期年)大約相當(dāng)於164.79地球年,自轉(zhuǎn)周期(日)大約是16.11小時(shí),海王星直徑上小于天王星,但質(zhì)量比它大。海王星距太陽45億公里,直徑49.5萬公里。1989年8月25日,旅行者2號(hào)探測(cè)器飛越海王星,這是人類首次用空間探測(cè)器探測(cè)海王星。它在距海王星4827千米的最近點(diǎn)與海王星相會(huì),從而使人類第一次看清了遠(yuǎn)在距離地球45億千米之外的海王星面貌,它發(fā)現(xiàn)了海王星的6顆新衛(wèi)星(海王星有9顆已知衛(wèi)星:8顆小衛(wèi)星和海衛(wèi)一。其中海衛(wèi)一是太陽系質(zhì)量最大的衛(wèi)星)。首次發(fā)現(xiàn)海王星有5條光環(huán),其中3條暗淡、2條明亮。由于冥王星的軌道極其怪異,因此有時(shí)它會(huì)穿過海王星軌道,自1979年以來海王星成為實(shí)際上距太陽最遠(yuǎn)的行星,在1999年冥王星才會(huì)再次成為最遙遠(yuǎn)的行星,通過雙目望遠(yuǎn)鏡可觀察到海王星,但假如你要看到行星上的一切而非僅僅一個(gè)小圓盤,那么你就需要一架大的天文望遠(yuǎn)鏡。2海王星的外觀呈
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