天文科學(xué)探索-太陽(yáng)系

天文科學(xué)探索---太陽(yáng)系魏榮君弘光科技大學(xué)20070404號(hào)外國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)決定將冥王星從九大行星，降級(jí)為矮行星國(guó)際間很重要消息，太陽(yáng)系九大行星，從今天晚上開(kāi)始，全球天文學(xué)家在晚間一致表決通過(guò)，將改為「八大行星」，形體太小的冥王星，確定被踢除，這項(xiàng)重大的決定，將使得全球的地理科學(xué)教材，都要全面修定。天文學(xué)家從2001年開(kāi)始，就一直對(duì)冥王星很有意見(jiàn)，他們認(rèn)為行星，應(yīng)該是區(qū)域中最大的天體；必須有足夠大的質(zhì)量，依靠自身的重力；天體內(nèi)部也不能發(fā)生核聚變反應(yīng)。

按照這樣的說(shuō)法，冥王星，就必須排除在外。太陽(yáng)系只有8顆行星，推翻將近80年的天文歷史。不論冥王星怎麼被人類定義，它老早就存在哪裡，也因此占星學(xué)的理論還是適用，只不過(guò)下次考太陽(yáng)系有幾大行星，記得答案要改成…。同學(xué)：「八大行星?！?/p>

太陽(yáng)系綜觀行星分成兩大類：

類地行星(terrestrialplanets)或稱內(nèi)行星·包括：水星、金星、地球、火星·距日近；軌道緊鄰；溫度高；體積小質(zhì)量小；密度高；固體成分；衛(wèi)星少·

類木行星(Jovianplanets)或稱外行星·包括：木星、土星、天王星、海王星·距日遠(yuǎn)；軌道疏遠(yuǎn)；溫度低；體積大質(zhì)量大；密度低；氣體成分；衛(wèi)星多小型天體

包括：冥王星、小行星、彗星、流星、流星雨、柯伊伯帶與歐特雲(yún)太陽(yáng)(TheSun)外表溫度：5800K〔觀測(cè)得知〕中央核心溫度：～1.5×107K〔理論推測(cè)〕直徑大?。?×1010cm〔70萬(wàn)公里〕；地球的100倍 木星的10倍。視星等：-26.74〔c.f.天狼星為-1.45〕絕對(duì)星等：+4.83與地球距離：1AU〔一億五千萬(wàn)公里〕質(zhì)量：2×1033g；地球的33萬(wàn)倍；所有行星加起來(lái)的700倍。密度：1.4克/立方公分〔水是1；地球是6.4〕

水星(Mercury)離太陽(yáng)最近的行星·‘morningstar’〔晨星〕and‘eveningstar’〔昏星〕外表像月球，有眾多的隕石坑(craters)只觀測(cè)到Mercury的半個(gè)球面；我們?nèi)圆恢浪橇硗獍雮€(gè)球面是什麼樣子質(zhì)量只有地球的5.5%，重力缺乏以吸引住大氣〔月球亦然〕，少數(shù)的氣體來(lái)自太陽(yáng)〔多半是氫、氦〕，或來(lái)自水星內(nèi)部沒(méi)有大氣，加上靠近太陽(yáng)的「魚池之殃」→眾多的隕石坑

平均密度為5.5g/cm3，和地球差不多Mercury自轉(zhuǎn)一周費(fèi)時(shí)約58.7天，再加上沒(méi)有大氣→日、夜溫差大；正午達(dá)到700K，晚上只有100K·

被太陽(yáng)引力鎖住→公轉(zhuǎn)〔88天〕兩次，自轉(zhuǎn)三次金星(Venus)金星所代表的是美麗的女神最接近地球的行星；大小、質(zhì)量、密度都與地球相仿也是'morningstar'或'eveningstar'厚重的大氣，CO2:90~95%→非常耀眼，常被誤認(rèn)為UFO

1970s年蘇聯(lián)的太空船降入Venus大氣，傳回幾秒鐘的資料，顯示外表溫度達(dá)750K，大氣壓力為98atm

大氣中含有硫化物；硫酸雲(yún)造成偏黃的顏色

硫化物來(lái)自火山活動(dòng)，現(xiàn)在可能還有這樣的活動(dòng)Venus的自轉(zhuǎn)軸傾斜177o〔地球?yàn)?3.5o〕，也就是說(shuō)與公轉(zhuǎn)方向相反

地球(Earth)地球—藍(lán)色星球，軌道半徑為14,960萬(wàn)公里(1.00AU)；直徑為12,756.3公里，在九大行星中大小排行是第五。地球本體可分成層圈，以下標(biāo)示它們的名稱與範(fàn)圍(深度，單位為公里)：0-40地殼，40-2,890地函，2,890-5,150外地核，5,150-6,378內(nèi)地核。地核主要成分是鐵(或鐵鎳質(zhì))，也有一些較輕的物質(zhì)，地心的溫度約有7,500K，比太陽(yáng)外表溫度還來(lái)得高。板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)說(shuō)：目前全球有八個(gè)主要板塊;歐亞板塊，非洲板塊，印澳板塊，太平洋板塊，納斯卡板塊，北美板塊，南美板塊，南極板塊?；鹦?Mars)唯一地面望遠(yuǎn)鏡能看到外表的行星，外觀呈紅色〔來(lái)自土壤及大氣中的鐵鏽〕

自轉(zhuǎn)軸傾斜約25o→和地球一樣有季節(jié)變化；兩極有冰，稱為「極冠」polarcaps1960s一共有三個(gè)太空船飛越火星，顯示火星上有巨型峽谷、隕石坑、火山。但是沒(méi)有「運(yùn)河·Mars上火山大多數(shù)在北半球，隕石坑卻多在南半球；原因不明〔我們地球也很不對(duì)稱呀！〕外表的地形特徵顯示火星曾經(jīng)有水流動(dòng)大氣中95%CO2，其餘的5%是N2,Ar及微量的O2

Mars的重力得以抓住氣體，但抓不住水氣→水氣含量只有地球的1/30·

木星(Jupiter)太陽(yáng)系中最大的行星，太陽(yáng)的千分之一；體積是地球的1300倍，質(zhì)量是地球的318倍外觀有明顯的彩色雲(yún)帶，行星中自轉(zhuǎn)最快者〔週期約十小時(shí)〕暗紅的條紋稱為belts；明亮的條紋稱為zones·之中伴雜了很多ovals,swirls，這些都是風(fēng)暴，持續(xù)數(shù)小時(shí)到數(shù)百年，其中一個(gè)大的橢圓狀風(fēng)暴，叫做GreatRedSpot〔大紅斑〕，約是地球的兩倍大；至少已存在300年木星的「外表」是液體！外面包覆著厚重的大氣，大氣：86%氫，13%氦；其餘是甲烷(CH4),氨(NH3)，及水氣(H2O)

密度=1.33g/cm3→主要由輕的元素(H,He)組成，當(dāng)中有小的金屬核心。但在150km深處，P~10atmVoyager太空船發(fā)現(xiàn)有不明顯的環(huán)(rings)

土星(Saturn)太陽(yáng)系中質(zhì)量第二大的行星，質(zhì)量為地球的95倍

也有彩色雲(yún)帶，但不如木星般明顯

美麗炫目的光環(huán)由無(wú)數(shù)小環(huán)組成，環(huán)寬而薄(光環(huán)的總寬度─從最內(nèi)緣到最外緣─達(dá)89,000km，厚度只有2km〕由碎冰及外表包覆冰塊的石渣組成，環(huán)境溫度約70～90KVoyager太空船發(fā)現(xiàn)A環(huán)之外還有F環(huán)，內(nèi)、外各有小衛(wèi)星「看顧」，這些衛(wèi)星稱為shepherdsatellitesTitan衛(wèi)星是太陽(yáng)系中第二大的衛(wèi)星，大小僅次於木星的Genymede，是唯一有厚重大氣的衛(wèi)星大氣含量約是地球的10倍，約90%的成分是氮〔主要來(lái)自被陽(yáng)光紫外線分解的NH3，但是H逃離了，只剩下N〕

天王星(Uranus)1781年由WilliamHerschel以自製的望遠(yuǎn)鏡〔6.2吋〕所發(fā)現(xiàn)·

自轉(zhuǎn)軸在公轉(zhuǎn)面上。原因未知，或由一大撞擊〔行星已成形後〕所造成有環(huán)；看起來(lái)無(wú)彩色雲(yún)帶

海王星(Neptune)1846年法國(guó)Leverrier由天王星不規(guī)則的軌道推算出海王星的位置，由Galle尋獲稍早於1845年英國(guó)Adams有類似預(yù)測(cè)天王星的發(fā)現(xiàn)為牛頓力學(xué)的一大勝利大暗斑曾是外表的特徵；現(xiàn)在已經(jīng)不存在了有環(huán)〔石塊而非冰塊〕1930年由Lowell天文臺(tái)的Tombaugh發(fā)現(xiàn)，乃繼續(xù)Lowell的工作，以海王星軌道擾動(dòng)尋找未知行星Lowell預(yù)測(cè)未知行星應(yīng)該有七倍地球質(zhì)量，但冥王星實(shí)際上質(zhì)量只有地球的千分之二倍，並缺乏以造成擾動(dòng)發(fā)現(xiàn)冥王星和它的衛(wèi)星後，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)兩個(gè)星體加起上來(lái)，也無(wú)法影響天王星和海王星，所以相信還有第十行星，稱為X行星。除X行星外，可能還有更多的行星存在。軌道面明顯傾斜〔17度〕，大異於其他行星直徑只有2300公里，只相當(dāng)於月球的三分之二雖然小，但密度低，與類木行星較相近冥王星發(fā)現(xiàn)於1930年，以羅馬神話中的冥王普魯托〔Pluto〕命名。冥王星(Pluto)行星名稱水星

金星地球火星木星土星天王海王冥王

體積

(地球=1)0.060.8610.15132176463580.006九大行星大小比較九大行星根本資料行星名稱距太陽(yáng)平均距離質(zhì)量密度體積重力〔天文單位(AU)〕(地球=1)(水=1)(地球=1)(地球=1)水星

0.38710.05585.430.060.38金星0.72330.825.20.860.91地球1.00001.005.511火星

1.52370.113.930.150.38木星

5.2028317.91.313212.36土星

9.538895.170.77640.92天王星

19.191414.561.3630.89海王星

30.061117.241.7581.12冥王星

39.52940.00241.10.0060.07月球

--0.013.340.020.17太陽(yáng)

--3330001.41130000027.94小行星(asteroids)多散佈於火星與木星之間→asteroidbelt〔小行星帶〕彗星(comets)一般相信彗星和太陽(yáng)系年齡相當(dāng)，是製造天王星、海王星剩下的物質(zhì)，繞行在大小約500AU的扁盤中，稱為Kuiperbelt〔古柏帶〕彗星的結(jié)構(gòu)：彗核、彗髮、彗尾、包暈彗尾分成兩種：離子尾(plasmaoriontail)〔typeI〕塵埃尾(dusttail)〔天文學(xué)家稱做第二類typeII〕行星planet

環(huán)繞太陽(yáng)或其他恆星的大型物體，通常大於彗星、流星體或衛(wèi)星。距離太陽(yáng)由近而遠(yuǎn)分別是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星與冥王星。前四個(gè)稱為類地行星，再來(lái)四個(gè)是類木行星。冥王星不屬於這兩類，而像是類木行星的冰質(zhì)衛(wèi)星。類地行星的直徑小於1萬(wàn)3000公里，由巖石組成，大氣較為稀薄或微缺乏道。一般認(rèn)為是太陽(yáng)的熱使得原始太陽(yáng)星雲(yún)的氣體無(wú)法在這些行星大量凝結(jié)。類木行星形成的位置較遠(yuǎn)，溫度低，氣體能夠凝結(jié)，因此這些行星發(fā)育得極為巨大，並保有大量以輕質(zhì)氣體組成的大氣，主要是氫和氦。冥王星的物理性質(zhì)，諸如大小、質(zhì)量、自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、軌道偏心率和傾角，都和幾個(gè)外圍行星有很大差異。因而，它很可能是在另一種不同的方式下形成和演化的?？茖W(xué)家提出，冥王星可能是原為海王星系統(tǒng)的一局部並從海王星逃逸出來(lái)的衛(wèi)星。冥王星不僅在性質(zhì)上和海衛(wèi)一近似，其公轉(zhuǎn)軌道還週期地和海王星軌道相交。不過(guò)，冥衛(wèi)一的發(fā)現(xiàn)又動(dòng)搖了這一理論。最新的模型認(rèn)為，冥王星和其衛(wèi)星是在太陽(yáng)星雲(yún)中形成的兩個(gè)獨(dú)立的天體。冥王星可能曾和一個(gè)原始冥衛(wèi)一天體碰撞，而現(xiàn)在的冥王星衛(wèi)星則是由碰撞後的殘物集聚形成的。冥王星降級(jí)補(bǔ)充資料國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)〔ＩＡＵ〕二十四日表決通過(guò)修正行星定義，冥王星不再是九大行星之一，失去七十年來(lái)公認(rèn)為太陽(yáng)系第九大行星的地位，太陽(yáng)系從此成為八大行星.冥王星的地位多年來(lái)一直受到天文學(xué)家爭(zhēng)議，認(rèn)為冥王星體積小，且運(yùn)行軌道非常怪異，與其他公認(rèn)的行星格格不入.所以被降級(jí)為侏儒行星.和長(zhǎng)期以來(lái)都被視為慧星且位於火星與木星中間的穀神星，被認(rèn)定是冥王星衛(wèi)星的卡龍星，以及2003年發(fā)現(xiàn)的才剛剛發(fā)現(xiàn)，差一點(diǎn)要成為第十大行星的齊娜(2003UB313)，一起歸類為侏儒行星.目前行星及各天體定位與命名問(wèn)題的決定權(quán)，均在國(guó)際天文聯(lián)合會(huì)〔IAU，InternationalAstronomicalUnion〕天體命名委員會(huì)，而行星系統(tǒng)的研究則有專屬的行星系統(tǒng)科學(xué)委員會(huì)〔planetarysystemssciencesdivision〕。冥王星降級(jí)補(bǔ)充資料IAU宣佈要將冥王星從九大行星剔除，將九大行星改為八大行星，為什麼呢?因?yàn)檫@次會(huì)議中，IAU重新定義了＂行星＂新的行星定義有三點(diǎn)(a)環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行的天體；(b)質(zhì)量必須大得使其自身的重力足以抵抗剛體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，使球體維持靜態(tài)平衡〔近乎圓球形〕的外型；(c)去除了軌道鄰近區(qū)域中的物質(zhì)。而冥王星的軌道不符合(c)