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太阳的九颗行星

2019-10-12 银河系

太阳的九颗行星
太阳是太阳系的中心,是一个大大的恒星,在太阳的周围有许许多多的行星,其中大的行星有九个。这九个行星大小不同,一般是按距离太阳的远近,由近及远地排列,即:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。
水星
水星是九大行星中距太阳最近的,体积排在第二位,直径 4880 公里。由于离太阳近,受到太阳的强大引力,所以围绕太阳旋转得很快。水星的一年只相当于地球的 88 天,而水星自转一周相当于地球的 58.65 天,正好是它绕太阳公转周期的 2/3。它虽然名为“水星”,其实上面全是干枯荒凉,一滴水也没有。这是因为水星离太阳近,朝向太阳的一面受烈日曝晒,温度高达400℃以上,这样的温度连钨都会融化,如果有水也早蒸发完了。背向太阳的一面温度则非常低,达零下 173℃,在这样低的温度下也不可能有液态的水。特别是温差达 500~600℃,都不可能有水存在。不仅没水,水星表面的空气也非常稀薄,大气压力只有地球的五千亿分之一。可以想象,这是一个多么荒凉的星球!它并不像我们从地球上偶尔观察到的那样幽暗中带有一丝羞涩和温柔。不过,只是到最近,人们才真正得以目睹水星的真面目。1975 年美国宇航员把空间探测器飞到离水星仅 320 公里的地方,拍下了几千张照片,可以清晰地看到水星表面大大小小的环形山以及平原和盆地。大的环形山直径达几百公里,小的仅几公里,也有直径达 1000 公里的环形盆地,并推测出它的内核是铁质的。
金星
金星是从地球上看到的最明亮的一颗行星,看上去晶光夺目,亮度仅次于太阳和月亮。我国古时候把黎明前东方天空中的一颗明星叫做启明星或太白星,把黄昏时分西边天空中的一颗明星叫长庚星,其实这是同一颗行星即金星。金星虽然离地球比较近,最近时只相距 4000 万公里,但由于金星的表层有一层硫酸雨滴和云雾,远远望去一片迷蒙,阻挡了地球人的视线。1964年,天文学家把精密仪器带到高空空气稀薄的地方观察金星,又向金星发射行星探测器,才弄清了这层云雾的成分,并透过云层观察了金星的面目。天文学家们观察到金星上有高山、盆地和平原,最高的一座山峰高出金星表面 10590 米;最大的平原有半个非洲那么大。小山、丘陵不计其数,而且常有火山喷发。金星的云层里含有水气,但金星表面没有水。云层的表面温度达480℃以上,没有生命存在。金星的旋转也是围绕太阳公转,又有自身的旋转。绕太阳一周相当于地球的 225 天,自转一周为 243 天。
地球
地球是九大行星中的一个适宜生物存在和繁衍的行星,因为在地球上面 有空气,有水和适宜的温度,从太空看地球,看到的是一个蔚蓝色的球体。地球的平均直径约为 12742 公里,表面积的 70.8%为海洋覆盖,并被一层厚厚的大气层包围着。地球的结构分为三个层次:最外面的是厚度为 21.4 公里的地壳,中间一层为地幔,最中心部分为地核。地核中心的温度很高,估计可达 4000~5000℃,主要由铁、镍组成。地球绕太阳公转,又有自身的旋转。绕太阳公转一周为一年,公转的速度为 29.8 公里/秒。在九大行星中除了火星和金星外,地球的公转速度是最快的。自转的时候,转一圈为 23 小时 56 分 4 秒。为了计算方便,人们规定一年为 365 天,一天为 24 小时。由于地球自转的轴线与地球公转的轨道不垂直,产生了地球的四季变化和热、寒、温气候“带”的区分。更为可贵的是,地球上适宜的环境养育了人类。人类创造了超越自身体力的科学技术,了解地球、保护地球、利用地球,把地球建设成了宇宙间最美丽的星球。
火星
火星是一颗火红色的行星,点缀在天空夜幕上,是星空中最为吸引人的繁星之一。仔细观察,可以看到它缓慢地穿行在众星之间,如火的荧光时有强弱变化,并且穿行的方向、亮度的变化好像没有规则,所以古时候欧洲人把它当做“战神星”,认为它象征着战争和灾难;中国人称它为“荧惑星”,认为是不吉利的星。火星离地球很近,在地球的外侧绕太阳运行,并且与地球有极为相似的许多特征:在火星上有白天黑夜的交替,有春夏秋冬的四季变化;在火星上看太阳也是从东方升起,从西方落下;火星的自转周期也与地球相近,为 24 小时 37 分,仅慢半个小时;并且与地球有月亮环绕一样,火星也有两颗卫星  只是比地球小,火星的直径只有地球直径的 15%,一年为地球的 687 天,并且温差比地球上大得多,特别是昼夜温差,白天为最高 28℃,夜间则下降为零下 132℃。结果,没有生物在火星上生长,更没有人类,人们长期想象中的“火星人”、“火星鼠”仅仅是一种想象而已。自 1962 年以来,美国等国的天文学家向火星发射了 15 个探测器,并派飞船登上了火星,发现火星的表面是干燥、荒凉的旷野,有许多沙丘、岩石和火山口,有比地球上的峡谷大得多的峡谷,有比喜玛拉雅山更高的山峰,虽然有大气层,却 95%以上为二氧化碳,并且极为稀薄,氧气极为罕见。
木星
木星看上去比较昏暗,不如金星明亮,这是由于它离地球远的缘故。其实,木星在九大行星中是最大的,把太阳系所有的行星和卫星加在一起也没有木星大,木星的体积相当于 1300 多个地球,重量是地球的 318 倍,天文学上称之为“巨行星”。木星绕太阳公转一周几乎需要 12 年时间,所以我国古代就把木星运动的周期 12 年与历法上的十二地支结合起来,并称木星为“岁星”。木星自转的速度却很快,大约 9 小时 50 分转一圈。正因为它自转速度快,使得它自身形成了不同于其他行星的扁形球,赤道直径与两极直径之比为 100∶93。由于木星内部存有大量的能量并不断向外散发,形成了独特的快速大气环流,所以从地球上观察可看到木星表面有一些各种色调的斑点,并且在南半球有一个著名的椭圆形大红斑,长轴约为 2 万多公里,其实这正是大气环流过程中形成的大气旋涡。木星的表面有一层 1000 公里厚的大气层,主要成分是氢和氦;由于离太阳远,木星的表面温度只有零下 140℃。在这样的空气、温度的条件下,加上没有水,木星上没有生物存活。不过,木星却有很强的无线电辐射,磁场强度为地球的 10 倍,是目前发现的天空中 最强的射电源之一。它的磁极方向与地球相反,地球的 S 极在北极附近,木星的 S 极则在南极附近。尤为独特的是,木星周围有大小 15 个卫星环绕,小的直径只有 8 公里,大的 5200 多公里;旋绕的速度也不同,最短的 11 小时 53 分一周,最长的绕一周需要 758 天,其中最亮的有 4 颗。由于这 4 颗最亮的木星卫星是 1610 年伽利略首次观察到的,天文学上称之为“伽利略卫星”,或依次编号为木卫一、木卫二  有人说,木星和它的卫星恰如一个缩小了的太阳系,对木星的研究对揭开太阳系的奥秘有特殊意义。特别是自 1973 年以来,美国发射的宇宙飞船飞近木星,观察到了只有在地球上才出现过的极光等现象,对木星的研究更加引起了天文学家的浓厚兴趣。
土星
土星是太阳行星中仅次于木星的第二大行星,体积是地球的 745 倍。由于它离地球和太阳都比较远,在 100 年前人们一直把它作为太阳系的边界,后来才发现还有更遥远的太阳行星。由于土星自转速度快,转一周的时间为 10 小时 14 分,它的形体也呈扁圆形状,并且是太阳系中最扁的行星,赤道直径与两极直径之比为 100∶90。并且密度很小,比水还要轻,也就是说,取下土星上的一块物体,可以漂浮在水面上。在太阳系里,土星又是一颗美丽的行星,它的外面围绕着一圈明亮的光环,仿佛带着银光闪闪的项圈。土星的光环非常宽阔,如果把我们的地球放上去,也好像是在公路上滚皮球一样,因为这个光环仅厚 15~20 公里,宽度则达 20 万公里。并且光环的亮度和宽度经常变化,有时清晰,有时模糊,有时看不到踪影,每隔 15 年左右循环变化一次。原来,这个光环是由许许多多直径不到 1 米的小石块小冰块组成的,绕着土星表面飞快奔跑,看起来就成了一条闪光的环;至于有时明显,有时昏暗,并不是光环自身的变化,而是土星朝向地球的位置不同,我们观察时产生了视差。土星有 21~23 颗卫星环绕,最小的直径 300 公里,最大的直径 5150 公里,比月球还大。
天王星
在 200 多年以前,人们以为太阳只有水星、金星、地球、火星、土星和木星六颗行星,并认为土星是太阳系的边际。直到 1781 年 3 月 13 日,一位爱好天文的音乐家威廉·赫歇耳通过自制的天文望远镜发现了太阳系的一个新成员,这就是天王星。天王星很大,直径为地球的 4.06 倍,体积是地球的
60    多倍,但因为它距离地球太远,所以用肉眼看不到;它距太阳也很遥远,约为地球距太阳的 19 倍,所以从太阳得到的光热极少,其表面温度总在零下200℃以下。天王星的旋转很特殊,不仅很慢,绕太阳公转一周需要 84 年,而且自转也不规则,似乎是躺着转,即有时“头”朝太阳,有时则“脚”朝太阳。这又使天王星上的季节变化别具特色,只有春秋两季白天黑夜比较分明;冬夏两季一面长期面向太阳,温度升高,另一面长期背朝太阳,温度极低。由于天王星距地球遥远,观测比较困难,到目前为止只发现它的 5 颗卫星,并发现它也有一个与土星相似的美丽光环,光环中包含着大小不同、色彩各异的 9 条环带。
海王星
海王星本身没奇特之处,由于它的发现过程与其他行星不同而名声大振:一般的行星都是由望远镜观察到的,而海王星却是天文学家计算出来才找到的。原来,天王星被发现后,人们为它的不规则旋转轨道感到惊奇,因为用牛顿的万有引力定律可以准确推算其他行星的位置,只有天王星的位置 总是与推算结果不符,这种现象促使天文学家们提出一个大胆的设想:在天王星附近还有一颗行星在影响着天王星的规则运行。很快,有三位天文学家计算出了这另一颗行星的位置和运行轨道,并从天文望远镜中捕捉到它,这便是海王星,所以有人称海王星是“笔尖上发现的行星”。至于海王星本身,就没有什么特别的地方了,它的体积大约是地球的 4 倍,与太阳的平均距离为 45 亿公里。绕太阳公转一周需要 165 年,自转一周为 15 小时 48 分。表面温度与天王星一样,在零下 200℃左右。海王星有两个卫星,一个顺行,一个逆行,按完全相反的方向绕海王星旋转。从天文望远镜中观察,海王星也是一个扁状球体。
冥王星
天文学家在推算并找到海王星以后,很快发现海王星与天王星一样旋转很不规则,便自然想到还有一颗行星隐藏在它们附近,本世纪之初,美国天文学家洛威尔计算出了这个未知行星的运行轨道,却没有观察到它。到 1930 年 2 月 18 日,一个叫汤博的天文学家在星象照片上发现有一颗星在众星之间不断移动,因为只有行星才会移动,汤博很快断定这正是洛威尔计算出的那颗行星,后来命名为冥王星。冥王星距太阳远,距地球也比较远,加上发现时间短,人们对它的了解还很少。现在只知道它绕地球公转一周需要 248 年,在九大行星中它距太阳最远,如果从冥王星上望太阳,也是一个耀眼的小光点,所以它接收不到太阳的光和热,至多只能得到地球所得到的几万万分之一,冥王星是一个寒冷黑暗的星球。近年来人们还发现,冥王星的卫星与冥王星的自转周期相同,都是 6 天 9 小时,是迄今发现的唯一的一颗天然同步卫星。如果从冥王星上观察这颗卫星,便是一个不动的星星。