八大行星

八大行星

八大行星特指太陽系的八個行星,按照離太陽的距離從近到遠,它們依次為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。八大行星自轉方向多數也和公轉方向一致。隻有金星和天王星兩個例外。金星自轉方向與公轉方向相反。而天王星是在軌道上橫滾的。而曾經被認為是"九大行星"之一的冥王星于2006年8月24日被定義為"矮行星"。

行星的定義:一是必須圍繞恆星運轉的天體;二是質量足夠大,能依靠自身引力使天體呈圓球狀;三是其軌道附近應該沒有其他物體。按這樣的劃分,太陽系的行星就隻有水、金、地、火、木、土,加上天王、海王星這八顆。 與2006年之前提到的九大行星概念不同,在在2006年8月24日于布拉格舉行的第26屆國際天文聯會中通過的第5號決議中,冥王星被劃為矮行星,從太陽系九大行星中被除名。必須是圍繞恆星運轉的天體--冥王星相符。質量足夠大,能依靠自身引力使天體呈圓球狀相符,但是冥王星沒有能夠清空其軌道上的其他物體,因此降級為矮行星。

而同樣具有足夠質量、成圓球形,但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為"矮行星",冥王星恰好符合這一定義,並被國際天文學聯合會確認是一顆"矮行星"。所以冥王星被歸為矮行星。從此太陽系隻有八大行星。

  • 中文名稱
    八大行星
  • 太陽系的八個行星
  • 八大行星
    水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星

八大行星對比圖表

質量,體積地球假設為1

行星  質量體積密度公轉自轉表面溫度大氣壓

水冰

登入

水星  0.050.0565.4687.9d58.6d-173~4272×101

金星0.820.8565.26224.7d243d464


地球1.001.005.521a23h56min15  
適合生物生存常住
火星0.110.1503.961.9a24h37min-63
可以改善

木星317.941313.001.3311.8a9h50min-120


土星95.18745.000.7029.5a10h14min-180


天王星14.6365.2001.2484.0a約16h-210


海王星17.2257.1001.66164.8a約18h-220



冥王星




-220


記憶方法

八大行星的通常記法是:水金地火木土天海。雖然有些長但是很好記。

八大行星八大行星

還有一種記法,雖然有些牽強,但是記憶儲存的時間很長:水晶球,火燒木,變成土,天涯海角。

水:水星

晶:“金”的諧音,指金星

球:地球

火燒木:“火”指火星,“木”指木星

變成土:“土”指土星

天涯海角:“天”指天王星,“海”指海王星或者是金木水火土加天海王加日月球。

還有一個,“水漫金山地,火燒木焦土,天海成一體,浩浩太陽系”雖然有點長,但是很好記啊!

“火燒木焦土”所以火星和木星間有小行星帶。

冥王星

1930年由美國天文學家湯博發現的冥王星曾被認為是九大行星之一,但隨著一顆比冥王星更大、更遠的天體的發現,2006年8月24日召開的國際天文學聯合會第26屆大會,經兩千餘天文學家表決通過———太陽系隻有八大行星。不再將傳統九大行星之一的冥王星視為行星,而將其列入“矮行星”。

冥王星冥王星

冥王星被排除在大行星之外的原因:一是由于其發現的過程是基于一個錯誤的理論;二是由于當初將其質量估算錯了,誤將其入到了大行星的行列,如今它被劃分為矮行星。

但2015年,“新地平線”號首次飛掠冥王星,經此次近距離重新測量冥王星直徑,認為過去的估算小了,于是IAU在8月舉行大會,冥王星有望回歸九大行星。

水星

英文名:Mercury

水星最接近太陽,是太陽系中最小最輕的行星。常和太陽同時出沒,中國古代稱它為“辰星”。水星在直徑上小于木衛三和土衛六。

基本參數

軌道半長徑:5791萬千米(0.38 天文單位)公轉周期:87.70 天

水星水星

自轉方向:自西向東逆時針旋轉

平均軌道速度:47.89 千米/每秒

軌道偏心率:0.206%

軌道傾角:7.0 度

行星赤道半徑:2440 千米

質量(地球質量=1):0.0553

密度:5.43 克/立方釐米

自轉周期:58.653485 日

衛星數:無 公轉軌道: 距太陽 57,910,000 千米 (0.38 天文單位)

名稱來源

在古羅馬神話中水星是商業、旅行之神,即古希臘神話中的赫耳墨斯,為眾神傳信的神,或許由于水星在空中移動得快,才使它得到這個名字。

探測歷史

發現:早在公元前3000年的蘇美爾時代,人們便發現了水星,古希臘人賦于它兩個名字:當它初現于清晨時稱為阿波羅,當它閃爍于夜空時稱為赫耳墨斯。不過,古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星,赫拉克賴脫(公元前5世紀之希臘哲學家)甚至認為水星與金星並非環繞地球,而是環繞著太陽在運行。

訪問:至今僅有水手10號探測器于1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表面的45%(並且很不幸運,由于水星太靠近太陽,以致于哈勃望遠鏡無法對它進行安全的攝像)。

水星水星

在1962年前,人們一直認為水星自轉一周與公轉一周的時間是相同的,從而使面對太陽的那一面恆定不變。這與月球總是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年,通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周,水星是太陽系中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率小于1:1的天體。

由于上述情況及水星軌道極度偏離正圓,將使得水星上的觀察者看到非常奇特的景像,處于某些經度的觀察者會看到當太陽升起後,隨著它朝向天頂緩慢移動,將逐漸明顯地增大尺寸。太陽將在天頂停頓下來,經過短暫的倒退過程,再次停頓,然後繼續它通往地平線的旅程,同時明顯地縮小。在此期間,星星們將以三倍快的速度劃過蒼空。在水星表面另一些地點的觀察者將看到不同的但一樣是異乎尋常的天體運動

近日點軌道

水星的軌道偏離正圓程度很大,近日點距太陽僅四千六百萬千米,遠日點卻有7千萬千米,它在軌道近日點所具有的圍繞太陽的緩慢歲差現象,被稱為“水星近日點軌道進動”。(歲差:地軸進動引起春分點向西緩慢運行,速度每年0.2",約25800年運行一周,使回歸年比恆星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種,後者是由行星引力產生的黃道面變動引起的。)在十九世紀,天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察,但無法運用牛頓力學對此作出適當的解釋。存在于實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要(每千年相差七分之一度)但困擾了天文學家們數十年的問題。有人認為在靠近水星的軌道上存在著另一顆行星(有時被稱作Vulcan,“祝融星”),由此來解釋這種差異,結果最終的答案頗有戲劇性:愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期,水星運行的正確預告是一個十分重要的因素。(水星因太陽的引力場而繞其公轉,而太陽引力場極其巨大,據廣義相對論觀點,質量產生引力場,引力場又可看成質量,所以巨引力場可看作質量,產生小引力場,使其公轉軌道偏離。類似于電磁波的發散,變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場,傳向遠方。--譯註)

溫差

水星上的溫差是整個太陽系中最大的,溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下,金星的溫度略高些,但更為穩定。

大氣表面地貌

事實上水星的大氣很稀薄,由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高,使得這些原子迅速地散逸至太空中,這樣與地球和金星穩定的大氣相比,水星的大氣頻繁地被補充更換。

水星的表面表現出巨大的急斜面,有些達到幾百千米長,三千米高。有些橫處于環形山的外環處,而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計,水星表面收縮了大約0.1%(或在星球半徑上遞減了大約1千米)。

水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直徑約為1300千米,人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太陽系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同時造成了星球另一面正對盆地處奇特的地形。

除了布滿隕石坑的地形,水星也有相對平坦的平原,有些也許是古代火山運動的結果,但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。

水手號探測器的資料提供了一些近期水星上火山活動的初步跡象,但我們需要更多的資料來確認。

令人驚訝的是,水星北極點的雷達掃描(一處未被水手10號勘測的區域)顯示出在一些隕石坑的被完好保護的隱蔽處存在凍的跡象。

其他性質

水星在許多方面與月球相似,它的表面有許多隕石坑而且十分古老;它也沒有板塊運動。另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方釐米 月球 3.34克/立方釐米)。水星是太陽系中僅次于地球,密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源于萬有引力的壓縮;若非如此,水星的密度將大于地球,這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些,很有可能構成了行星的大部分。因此,相對而言,水星僅有一圈薄薄的矽酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米,是水星內部的支配者。而矽酸鹽外殼僅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融狀。

水星有一個小型磁場,磁場強度約為地球的1%。

至今未發現水星有衛星。

通常通過雙筒望遠鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星,但它總是十分靠近太陽,在曙暮光中難以看到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光燦爛”這個天象程式作更多更細致的定製。

金星

金星英文名:Venus

八大行星之一,為太陽系中第六大行星,中國古代稱之為太白或太白金星。它有時是晨星,黎明前出現在東方天空,被稱為“啓明”;有時是昏星,黃昏後出現在西方天空,被稱為“長庚”。

名稱來源

金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星,猶如一顆耀眼的鑽石,于是古希臘人稱它為阿佛洛狄忒(愛與美的女神),而羅馬人則稱它為維納斯(美神)。

基本參數

自轉方向:自東向西

金星金星

公轉周期:224.701天

平均軌道速度:35.03 千米/每秒

軌道偏心率:0.007

軌道傾角:3.4 度

赤道直徑:12,103.6千米

直 徑:12105千米

質量(地球質量=1):0.8150

密度:5.24 克/立方釐米

衛星數量:0

公轉半徑:108,208,930 km(0.72 天文單位)

表面面積:4.6億平方千米

自轉時間:243.02天

逃逸速度:10.4 千米/秒

探測歷史

發現:金星在史前就已被人所知曉。除了太陽外,它是最亮的一顆。

金星是一顆內層行星,從地球用望遠鏡觀察它的話,會發現它有位相變化。伽利略對此現象的觀察是贊成哥白尼的有關太陽系的太陽中心說的重要證據。

訪問:第一艘訪問金星的飛行器是1962年的水手2號。隨後,它又陸續被其他飛行器:金星先鋒號,蘇聯尊嚴7號、尊嚴9號訪問。

自轉

金星的自轉非常不同尋常,一方面它很慢(金星日相當于243個地球日,比金星年稍長一些),另一方面它是倒轉的。另外,金星自轉周期又與它的軌道周期同步,這是不是共鳴效果或隻是一個巧合就不得而知了。

大氣及表面

金星的大氣壓力為90個標準大氣壓(相當于地球海洋深1千米處的壓力),大氣大多由二氧化碳組成,也有幾層由硫酸組成的厚數千米的雲層。這些雲層擋住了我們對金星表面的觀察,使得它看來非常模糊。這稠密的大氣也產生了溫室效應,使金星表面溫度上升400度,超過了740開(足以使鉛條熔化)。金星表面自然比水星表面熱,雖然金星比水星離太陽要遠兩倍。雲層頂端有強風,大約每小時350千米,但表面風速卻很慢,每小時幾千米不到。

其他性質

金星有時被譽為地球的姐妹星,在有些方面它們非常相像:

-- 金星比地球略微小一些(95%的地球直徑,80%的地球質量)。

-- 在相對年輕的表面都有一些環形山口。

-- 它們的密度與化學組成都十分類似。

由于這些相似點,有時認為在它厚厚的雲層下面金星可能與地球非常相像,可能有生命的存在。但是不幸的是,許多有關金星的深層次研究表明,在許多方面金星與地球有本質的不同。

地球

英文: Earth

地球是距太陽第三顆,也是第五大行星。

基本參數

軌道半徑:149,600,000 千米 (離太陽1.00 天文單位)

地球地球

行星直徑:12,756.3 千米

平均軌道速度:29.79千米/每秒

軌道偏心率:0.08

軌道傾角:21°

質量: 5.9736e24 千克

赤道引力(地球=1) :1.00

逃逸速度(公裏/秒) :11.2

自轉周期(日) :0.9973

衛星數:1

公轉周期(日):365.2422

黃赤交角(度) :23.26

反照率: 0.30

自轉方向: 自西向東

名稱來源

地球是唯一一個不是從希臘或羅馬神話中得到的名字。Earth一詞來自于古英語及日耳曼語。這裏當然有許多其他語言的命名。在羅馬神話中,地球女神叫Tellus-肥沃的土地(希臘語:Gaia,大地母親)。

地球地球

直到16世紀哥白尼時代人們才明白地球隻是一顆行星。

地球,當然不需要飛行器即可被觀測,然而我們直到二十世紀才有了整個行星的地圖。由空間拍到的圖片應具有合理的重要性;舉例來說,它們大大幫助了氣象預報及暴風雨跟蹤預報。

地球的衛星

月球俗稱月亮,也稱太陰,是地球唯一的天然衛星。月球是最明顯的天然衛星的例子。在太陽系裏,除水星和金星外,其他行星都有天然衛星。月球的年齡大約有46億年。月球有殼、幔、核等分層結構。最外層的月殼平均厚度約為60-65公裏。月殼下面到1000公裏深度是月幔,它佔了月球的大部分體積。月幔下面是月核,月核的溫度約為1000度,很可能是熔融狀態的。月球直徑約3476公裏,是地球的3/11。體積隻有地球的1/49,質量約7350億億噸,相當于地球質量的1/81,月面的重力差不多相當于地球重力的1/6。

地球與月球的互動作用使地球的自轉每世紀減緩了2毫秒。當前的調查顯示出大約在9億年後,一年有481天又18小時。

火星

英文名: Mars

火星為距太陽第四近,也是太陽系中第七大行星;中國古代稱“熒惑星”。

基本參數

軌道半長徑:22794萬 千米(1.52 天文單位)

火星火星

公轉周期:686.98 日

平均軌道速度:24.13 千米/每秒

軌道偏心率:0.093

軌道傾角:1.8 度

行星赤道半徑:3398 千米

質量(地球質量=1):0.1074

密度:3.94 克/立方釐米

自轉周期:1.026 日

自轉方向:自西向東

衛星數:2

公轉軌道: 離太陽227,940,000 千米 (1.52 天文單位)

名稱來源

火星(希臘語: 阿瑞斯)被稱為戰神。這或許是由于它鮮紅的顏色而得來的;火星有時被稱為“紅色行星”。(趣記:在羅馬人之前,古希臘人曾把火星作為農耕之神來供奉。而好侵略擴張的羅馬人卻把火星作為戰爭的象征)而“三月”的名字也是得自于火星。

探測歷史

發現:火星在史前時代就已經為人類所知。由于它被認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。但可惜的是那條著名的被Lowell“看見”的“運河”以及其他一些什麽的,都隻是如Barsoomian公主們一樣是虛構的。

訪問:第一次對火星的探測是由水手4號飛行器在1965年進行的。人們接連又作了幾次嘗試,包括1976年的兩艘海盜號飛行器。此後,經過長達20年的間隙,在1997年的七月四日,火星探路者號終于成功地登上火星。

大氣與兩極

火星的那層薄薄的大氣主要是由餘留下的二氧化碳(95.3%)加上氮氣(2.7%)、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僅為大約7毫巴(比地球上的1%還小),但它隨著高度的變化而變化,在盆地的最深處可高達9毫巴,而在Olympus Mons的頂端卻隻有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的颶風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能製造溫室效應,但那些僅能提高其表面5K的溫度,比我們所知道的金星和地球的少得多。

火星的兩極永久地被固態二氧化碳(幹冰)覆蓋著。這個冰罩的結構是層疊式的,它是由冰層與變化著的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天,二氧化碳完全升華,留下剩餘的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過,所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在著冰水層。這種現象的原因還不知道,但或許是由于火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而產生的兩極覆蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右(由海盜號測量出)。

但是通過哈博望遠鏡的觀察卻表明海盜號當時勘測時的環境並非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜號勘測出的更冷、更幹了(詳細情況請看來自STScI站點)。

表面地形

除地球外,火星是具有最多各種有趣地形的固態表面行星。其中不乏一些壯觀的地形:

- 奧林匹斯山脈:它在地表上的高度有24千米(78000英尺),是太陽系中最大的山脈。它的基座直徑超過500千米,並由一座高達6千米(20000英尺)的懸崖環繞著;

- Tharsis: 火星表面的一個巨大凸起,有大約4000千米寬,10千米高;

- Valles Marineris: 深2至7千米,長為4000千米的峽谷群;

- Hellas Planitia: 處于南半球,6000多米深,直徑為2000千米的沖擊環形山。

火星的表面有很多年代已久的環形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。

在火星的南半球,有著與月球上相似的曲型的環狀高地。相反的,它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分復雜。南北邊界上出現幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區高度劇變的原因還不得而知(有人推測這是由于火星外層物增加的一瞬間產生的巨大作用力所形成的)。一些科學家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點將由“火星全球勘測員”來解決。

火星上曾有過洪水,地面上也有一些小河道,十厘清楚地證明了許多地方曾受到侵蝕。在過去,火星表面存在過幹凈的水,甚至可能有過大湖和海洋。但是這些東西看來隻存在很短的時間,而且據估計距今也有大約四十億年了。(Valles Marneris不是由流水通過而形成的。它是由于外殼的伸展和撞擊,伴隨著Tharsis凸起而生成的)。

在火星的早期,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化為含碳的岩石。但由于缺少地球的板塊運動,火星無法使二氧化碳再次迴圈到它的大氣中,從而無法產生意義重大的溫室效應。因此,即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置,火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

內部情況

火星的內部情況隻是依靠它的表面情況資料和有關的大量資料來推斷的。一般認為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質組成;外包一層熔岩,它比地球的地幔更稠些;最外層是一層薄薄的外殼。相對于其他固態行星而言,火星的密度較低,這表明,火星核中的鐵(鎂和硫化鐵)可能含帶較多的硫。

如同水星和月球,火星也缺乏活躍的板塊運動;沒有跡象表明火星發生過能造成像地球般如此多褶皺山系的地殼平移活動。由于沒有橫向的移動,在地殼下的巨熱地帶相對于地面處于靜止狀態。再加之地面的輕微引力,造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是,人們卻未發現火山有過活動的跡象。雖然,火星可能曾發生過很多火山運動,可它看來從未有過任何板塊運動。

關于火星生命

海盜號嘗試過作實驗去決定火星上是否有生命,結果是否定的。但樂觀派們指出,隻有兩個小樣本是合格的,並且又並非來自最好的地方。以後的火星探索者們將繼續更多的實驗。

一塊小隕石(SNC隕石)被認為是來自于火星的。

1996年8月6日,戴維·朱開(David McKay) 等人宣稱,在火星的隕石中首次發現有有機物的構成。那作者甚至說這種構成加上一些其他從隕石中得到的礦物,可以成為火星古微生物的證明。

如此驚人的結論,但它卻沒有使有外星人存在這一結論成立。自以戴維·朱開發表意見後,一些反對者的研究也被發布。但任何結論都應當“言之有理,言之有據”。在沒有十分肯定宣布結論之前仍有許多事要做。

其他性質

在火星的熱帶地區有很大一片引力微弱的地方。這是由火星全球勘測員在它進入火星軌道時所獲得的意外發現。它們可能是早期外殼消失時所遣留下的。這或許對研究火星的內部結構、過去的氣壓情況,甚至是古生命存在的可能都十分有用。

在夜空中,用肉眼很容易看見火星。由于它離地球十分近,所以顯得很明亮。邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了火星以及其它行星在天空中的位置。越來越多的細節,越來越好的圖表將被如星光燦爛這樣的天文程式來發現和完成。

火星的軌道是顯著的橢圓形。因此,在接受太陽照射的地方,近日點遠日點之間的溫差將近30攝氏度。這對火星的氣候產生巨大的影響。火星上的平均溫度大約為218K(-55℃,-67華氏度),但卻具有從冬天的140K(-133℃,-207華氏度)到夏日白天的將近300K(27℃,80華氏度)的跨度。盡管火星比地球小得多,但它的表面積卻相當于地球表面的陸地面積。

木星

英文名: Jupiter

木星是離太陽第五顆行星,而且是最大的一顆,是所有其他的7顆行星的總和質量的2.5倍,是地球的318倍,體積為地球的1316倍。被稱為“行星之王”。

基本參數

公轉軌道: 距太陽 778,330,000 千米(5.20 天文單位)

木星木星

自轉方向:自西向東

行星直徑: 142,984 千米 (赤道) ,地球的11倍

質量: 1.900e27 千克

表面重力加速度: 23.12 米每二次方秒

逃逸速度: 60.2 千米/秒

木星木星

表面溫度: 表面有效溫度值為-168℃ (地球觀測值為-139℃)

衛星數: 66顆

名稱來源

木星(為朱庇特,羅馬神話中的眾神之王,即希臘神話中的宙斯)

探測歷史

發現:木星是天空中第四亮的物體(次于太陽,月球和金星;有時候火星更亮一些),早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星:木衛一木衛二,木衛三和木衛四(現常被稱作伽利略衛星)的觀察,它們是不以地球為中心運轉的第一個發現,也是贊同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據;由于伽利略直言不諱地支持哥白尼的理論而被宗教裁判所逮捕,並被強迫放棄自己的信仰,關在監獄中度過了餘生。

訪問:木星在1973年被先鋒10號首次拜訪,後來又陸續被先鋒11號,旅行者1號,旅行者2號、Ulysses號和伽利略號。目前“朱諾號”探測器正在飛往木星途中。

成分

木星由90%的氫和10%的氦(原子數之比,75/25%的質

量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。這與形成整個太陽系的原始的太陽系星雲的組成十分相似。土星有一個類似的組成,但天王星與海王星的組成中,氫和氦的量就少一些了。

氣態行星沒有實體表面,它們的氣態物質密度隻是由深度的變大而不斷加大(我們從它們表面相當于1個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雲層的頂端,壓強比1個大氣壓略高。

核心上則是大部分的行星物質集結地,以液態金屬氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能隻在40億巴壓強下才存在,木星內部就是這種環境(土星也是)。液態金屬氫由離子化的質子與電子組成(類似于太陽的內部,不過溫度低多了)。在木星內部的溫度壓強下,氫氣是液態的,而非氣態,這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的“冰”。

木星可能有一個石質的核心,相當于10-15個地球的質量。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成,它們在內部是液體,而在較外部則氣體化了,我們所能看到的就是這深邃的一層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他一些簡單氣體分子在此處也有一點兒。

雲層的三個明顯分層中被認為存在著氨冰,銨水硫化物和冰水混合物。然而,來自伽利略號的證明的初步結果表明雲層中這些物質極其稀少(一個儀器看來已檢測了最外層,另一個同時可能已檢測了第二外層)。但這次證明的地表位置十分不同尋常--基于地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略號軌道,飛船觀察提示這次證明所選的區域很可能是那時候木星表面最溫暖又是雲層最少的地區。

表面颶風

木星和其他氣態行星表面有高速颶風,並被限製在狹小的緯度範圍內,在連近緯度的風吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學成分與溫度變化造成了多彩的地表帶,支配著行星的外貌。光亮的表面帶被稱作區(zones),暗的叫作帶(belts)。這些木星上的帶子很早就被人們知道了,但帶子邊界地帶的漩渦則由旅行者號飛船第一次發現。伽利略號飛船發回的資料表明表面風速比預料的快得多(大于400英裏每小時),並延伸到根所能觀察到的一樣深的地方,大約向內延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂,這表明由于它內部的熱量使得颶風在大部分急速運動,不像地球隻從太陽處獲取熱量。

表面雲層

木星表面雲層的多彩可能是由大氣中化學成分的微妙差異及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩繽紛的視覺效果,但是其詳情仍無法知曉。

色彩的變化與雲層的高度有關:最低處為藍色,跟著是棕色與白色,最高處為紅色。我們通過高處雲層的洞才能看到低處的雲層。

木星表面的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉(這個發現常歸功于卡西尼,或是17世紀的Robert Hooke)。大紅斑是個長25,000千米,跨度12,000千米的橢圓,總以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數十年了。紅外線的觀察加上對它自轉趨勢的推導顯示大紅斑是一個高壓區,那裏的雲層頂端比周圍地區特別高,也特別冷。類似的情況在土星和海王星上也有。還不清楚為什麽這類結構能持續那麽長的一段時間。

能量及輻射

對木星的考察表明:木星正在向其宇宙空間釋放巨大能量。它所放出的能量是它所獲得太陽能量的兩倍,這說明木星釋放能量的一半來自于它的內部。木星內部存在熱源。 眾所周知,太陽之所以不斷放射出大量的光和熱,是因為太陽內部時刻進行著核聚變反應,在核聚變過程中釋放出大量的能量。木星是一個巨大的液態氫星球,本身已具備了無法比擬的天然核燃料,加之木星的中心溫度已達到了28萬K,具備了進行熱核反應所需的高溫條件。至于熱核反應所需的高壓條件,就木星的收縮速度和對太陽放出的能量及攜能粒子的吸積特徵來看,木星在經過幾十億年的演化之後,中心壓可達到最初核反應時所需的壓力水準。 一旦木星上爆發了大規模的熱核反應,以千奇百怪的旋渦形式運動的木星大氣層將充當釋放核熱能的“發射器”。所以,有些科學家猜測,再經過幾十億年之後,木星將會改變它的身份,從一顆行星變成一顆名副其實的恆星。 木星和太陽的成分十分相似,但是卻沒有像太陽那樣燃燒起來,是因為它的體積太小。木星要成為像太陽那樣的恆星,需要將質量增加到100倍才行。

木星向外輻射能量,比起從太陽處收到的來說要多。木星內部很熱:核心處可能高達20,000開。該熱量的產量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的(行星的慢速重力壓縮)。(木星並不是像太陽那樣由核反應產生能量,它太小因而內部溫度不夠引起核反應的條件。)這些內部產生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流,並引起了我們所見到的雲頂的復雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似,奇怪的是,天王星則不。

木星與氣態行星所能達到的最大直徑一致。如果組成又有所增加,它將因重力而被壓縮,使得全球半徑隻稍微增加一點兒。一顆恆星變大隻能是因為內部的熱源(核能)關系,但木星要變成恆星的話,質量起碼要再變大80倍。

伽利略號飛行器對木星大氣的探測發現在木星光環和最外層大氣層之間另外儲存在了一個強輻射帶,大致相當于電離層輻射帶的十倍。驚人的是,新發現的帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。

磁場

木星有一個巨型磁場,比地球的大得多,磁層向外延伸超過6.5e7千米(超過了土星的軌道!)。(小記:木星的磁層並非球狀,它隻是朝太陽的方向延伸。)這樣一來木星的衛星便始終處在木星的磁層中,由此產生的一些情況在木衛一上有了部分解釋。不幸的是,對于未來太空行走者及全身心投入旅行者號和伽利略號設計的專家來說,木星的磁場在附近的環境捕獲的高能量粒子將是一個大障礙。這類“輻射”類似于,不過大大強烈于,地球的電離層帶的情況。它將馬上對未受保護的人類產生致命的影響。

木星光環

木星有一個同土星般的光環,不過又小又微弱。它們的發現純屬意料之外,隻是由于兩個旅行者1號的科學家一再堅持航行10億千米後,應該去看一下是否有光環存在。其他人都認為發現光環的可能性為零,但事實上它們是存在的。這兩個科學家想出的真是一條妙計啊。它們後來被地面上的望遠鏡拍了照。

不像土星的,木星的光環較暗(反照率為0.05)。它們由許多粒狀的岩石質材料組成。

木星光環中的粒子可能並不是穩定地存在(由大氣層和磁場的作用)。這樣一來,如果光環要保持形狀,它們需被不停地補充。兩顆處在光環中公轉的小衛星:木衛十六和木衛十七,顯而易見是光環資源的最佳候選人。

木星的衛星

木星有66顆已知衛星,4顆大伽利略發現的衛星,62顆小的。

由于伽利略衛星產生的引潮力,木星運動正逐漸地變緩。同樣,相同的引潮力也改變了衛星的軌道,使它們慢慢地逐漸遠離木星。

木衛一,木衛二,木衛三由引潮力影響而使公轉共動關系固定為1:2:4,並共同變化。木衛四也是這其中一個部分。在未來的數億年裏,木衛四也將被鎖定,以木衛三的兩倍公轉周期,木衛一的八倍來運行。

木星的衛星由宙斯一生中所接觸過的人來命名(大多是他的情人)。

衛星 距離(千米) 半徑(千米) 質量(千克) 發現者 發現日期

木衛十六 128000 20 9.56e16 Synnott 1979

木衛十五 129000 10 1.91e16 Jewitt 1979

木衛五 181000 98 7.17e18 Barnard 1892

木衛十四 222000 50 7.77e17 Synnott 1979

木衛一 422000 1815 8.94e22 伽利略 1610

木衛二 671000 1569 4.80e22 伽利略 1610

木衛三 1070400 2631.2 1.48e23 伽利略 1610

木衛四 1869000〔近〕 2410.3 ± 1.5 1.08e23 伽利略 1610 〔遠心點〕1897000km

木衛十三 11094000 8 5.68e15 Kowal 1974

木衛六 11480000 93 9.56e18 Perrine 1904

木衛十 11720000 18 7.77e16 Nicholson 1938

木衛七 11737000 38 7.77e17 Perrine 1905

木衛十二 21200000 15 3.82e16 Nicholson 1951

木衛十一 22600000 20 9.56e16 Nicholson 1938

木衛八 23500000 25 1.91e17 Melotte 1908

木衛九 23700000 18 7.77e16 Nicholson 1914

較小衛星的數值是約值。

土星

英文名: Saturn

土星是離太陽第六遠的行星,也是八大行星中第二大的行星,中國古代稱為“鎮星”,是太陽系密度最小的行星,可以浮在水上。

基本參數

土星土星

公轉軌道: 距太陽 1,429,400,000 千米 (9.54 天文單位)

自轉方向:自西向東

衛星直徑: 120,536 千米 (赤道)

質量: 5.68e26 千克

衛星數: 60顆

名稱來源

在羅馬神話中,土星(Saturn)是農神的名稱。希臘神話中的農神Cronus是Uranus(天王星)和蓋亞的兒子,也是宙斯(木星)的父親。土星也是英語中“星期六”(Saturday)的詞根。

探測歷史

發現:土星在史前就被發現了。伽利略在1610年第一次通過望遠鏡觀察到它,並記錄下它的奇怪運行軌跡,但也被它給搞糊塗了。早期對于土星的觀察十分復雜,這是由于當土星在它的軌道上時每過幾年,地球就要穿過土星光環所在的平面。(低解析度的土星圖片所以經常有徹底性的變化。)直到1659年惠更斯正確地推斷出光環的幾何形狀。在1977年以前,土星的光環一直被認為是太陽系中唯一存在的;但在1977年,在天王星周圍發現了暗淡的光環,在這以後不久木星和海王星周圍也發現了光環。

訪問:先鋒11號在1979年首先去過土星周圍,同年又被旅行家1號和2號訪問。卡西尼飛行器也在2004年到達土星。

性質

通過小型的望遠鏡觀察也能明顯地發現土星是一個扁球體。它赤道的直徑比兩極的直徑大大約10%(赤道為120,536千米,兩極為108,728千米),

這是它快速的自轉和流質地表的結果。其他的氣態行星也是扁球體,不過沒有這樣明顯。

土星是最疏松的一顆行星,它的比重(0.7)比水星的還要小。

與木星一樣,土星是由大約75%的氫氣和25%的氦氣以及少量的水,甲烷,氨氣和一些類似岩石的物質組成。這些組成類似形成太陽系時,太陽星雲物質的組成。

土星內部和木星一樣,由一個岩石核心,一個具有金屬性的液態氫層和一個氫分子層,同時還存在少量的各式各樣的冰。

木星上的明顯的帶狀物 在土星上則模糊許多,在赤道附近變得更寬。由地球無法看清它的頂層雲,所以直到旅行者飛船偶然觀測到,人們才開始對土星的大氣迴圈情況開始研究。土星與木星一樣,有長周期的橢圓軌道以及其他的大致特征。在1990年,哈博望遠鏡觀察到在土星赤道附近一個非常大的白色的雲,這是當旅行者號到達時並不存在的;在1994年,另一個比較小的風暴被觀測到。土星的內部是劇熱的(在核心可達12000開爾文),並且土星向宇宙發出的能量比它從太陽獲得的能量還要大。大多數的額外能量與木星一樣是由Kelvin-Helmholtz原理產生的。但這可能還不足以解釋土星的發光本領,一些其他的作用可能也在進行,可能是由于土星內部深層處氦的“沖洗”造成的。

土星光環

從地球上可以看到兩個明顯的光環(A和B)和一個暗淡的光環(C),在A光環與B光環之間的間隙被稱為“卡西尼部分”。一個在A光環的外圍部分更為暗淡的間隙被稱為“Encke Gap”(但這有點用詞不當,因為它可能從沒被Encke看見過)。旅行者號傳送回的圖片顯示還有四個暗淡的光環。土星的光環與其他星的光環不同,它是非常明亮的。(星體反照率為0.2 - 0.6)

土星土星

盡管從地球上看光環是連續的,但這些光環事實上是由無數在各自獨立軌道的微小物體構成的。它們的大小的範圍由1釐米到幾米不等,也有可能存在一些直徑為幾公裏的物體。

土星的光環特別地薄,盡管它們的直徑有250,000千米甚至更大,但是它們最多隻有1.5千米厚。盡管它們有給人深刻印象的明顯的形象,但是在光環中隻有很少的物質--如果光環被壓縮成一個物件,它最多隻可能是100千米寬。

光環中的微粒可能主要是由水凝成的冰組成,但它們也可能是由冰裹住外層的岩石狀微粒。

旅行者號證實令人迷惑的半徑的不均勻性在光環中的確存在,這被叫做“spokes(輔條)”,這是首先由一個業餘天文學家報道的。它們的自然本性帶給了我們一個謎,但使得我們有了弄清土星磁場區的線索。

土星最外層的光環,F光環,是由一些更小的光環組成的繁雜構造,它的一些“繩結(Knots)”是很明顯的。科學家們推測這些所謂的結可能是塊狀的光環物質或是一些迷你的月亮。這些奇怪的織狀物在旅行者1號發回的圖像中很明顯,但它們在旅行者2號發回的圖象中看不見,可能是因為後者拍到的光環部分的成分與前者的略有不同。

土星的衛星之間和光環系統中有著復雜的潮汐共振現象:一些衛星,所謂的“牧羊衛星”(比如土衛十五,土衛十六和土衛十七)對保持光環形狀有著明顯的重要性;土衛一看來應對卡西尼部分某種物質的缺乏負責任,這與小行星帶中Kirkwood gaps遇到的情況類似;土衛十八處于Encke Gap中。整個系統太復雜,我們所掌握的還很貧乏。

土星(以及其他類木行星)的光環的由來還不清楚,盡管它們可能自從形成時就有光環,但是光環系統是不穩定的,它們可能在前進過程中不斷更新,也可能是比較大的衛星的碎片。

光環資料

光環 距離(千米) 寬度(千米) 質量(千克)

D 67000 7500

C 74500 17500 1.1e18

B 92000 25500 2.8e19

卡西尼部分

A 122200 14600 6.2e18

F 140210 500

G 165800 8000 1e7?

E 302000〔三十萬二千 千米〕 300000

(距離是指從土星中心到光環內部的邊緣)這種分類真的有點誤導,因為微粒的密度以一個復雜的方式改變,不能用分類法劃分為一個明顯的區域:在光環中存在不斷的變化;那些間隙並不是全部空的,這些光環並不是一個完美的圓環。

像其他類木行星一樣,土星有一個極有意義的磁場區。

在無盡的夜空中,土星很容易被眼睛看到。盡管它可能不如木星那麽明亮,但是它很容易被認出是顆行星,因為它不會象恆星那樣“閃爍”。光環以及它的衛星能通過一架小型業餘天文望遠鏡觀察到。

土星的衛星

土星有18顆被命名的衛星,比其他任何行星都多。還有一些小衛星還將被發現。

在那些旋轉速度已知的衛星中,除了土衛九和土衛七以外都是同步旋轉的。一共已發現60顆衛星。

有三對衛星,土衛一-土衛三,土衛二-土衛四和土衛六-土衛七有萬有引力的互相作用來維持它們軌道間的固定關系。土衛一公轉周期恰巧是土衛三的一半,它們可以說是在1:2共動關系中,土衛二-土衛四的也是1:2; 土衛六-土衛七的則是3:4關系。

除了18顆被命名的衛星以外,至少已有一打以上已經被報道了,並且已經給予了臨時的名稱。

衛星 距離(千米) 半徑(千米) 質量(千克) 發現者 發現日期

土衛十八 134000 10 Showalter 1990

土衛十五 138000 14 Terrile 1980

土衛十六 139000 46 2.70e17 Collins 1980

土衛十七 142000 46 2.20e17 Collins 1980

土衛十一 151000 57 5.60e17 Walker 1980

土衛十 151000 89 2.01e18 Dollfus 1966

土衛一 186000 196 3.80e19 赫歇耳 1789

土衛二 238000 260 8.40e19 赫歇耳 1789

土衛三 295000 530 7.55e20 卡西尼 1684

土衛十三 295000 15 Reitsema 1980

土衛十四 295000 13 Pascu 1980

土衛四 377000 560 1.05e21 卡西尼 1684

土衛十二 377000 16 Laques 1980

土衛五 527000 765 2.49e21 卡西尼 1672

土衛六 1222000 2575 1.35e23 惠更斯 1655

土衛七 1481000 143 1.77e19 波德 1848

土衛八 3561000 170 1.88e21 卡西尼 1671

土衛九 12952000 110 4.00e18 Pickering 1898

天王星

英文名: Uranus

天王星是太陽系中離太陽第七遠行星,從直徑來看,是太陽系中第三大行星。天王星的體積比海王星大,質量卻比其小。

基本參數

公轉軌道: 距太陽2,870,990,000 千米 (19.218 天文單位)

自轉方向:自東向西

行星直徑: 51,118 千米(赤道)

質量: 8.683e25 千克

衛星數: 15顆

名稱來源

烏拉諾斯古希臘神話中的宇宙之神,是最早的至高無上的神。他是蓋亞的兒子兼配偶,是Cronus(農神土星)、獨眼巨人和泰坦(奧林匹斯山神的前輩)的父親。讀天王星的英文名字,發音時要小心,否則可能會使人陷于窘迫的境地。Uranus應讀成"YOOR a nus" ,不要讀成"your anus"(你的肛門)或是"urine us"(對著我們撒尿)。

探測歷史

天王星天王星

發現:天王星是由威廉·赫歇爾

耳通過望遠鏡系統地搜尋,在1781年3月13日發現的,它是現代發現的第一顆行星。事實上,它曾經被觀測到許多次,隻不過當時被誤認為是另一顆恆星(早在1690年John Flamsteed便已觀測到它的存在,但當時卻把它編為34 Tauri)。赫歇耳把它命名為"the Georgium Sidus(天竺葵)"(喬治亞行星)來紀念他的資助者,那個對美國人而言臭名昭著的英國國王:喬治三世;其他人卻稱天王星為“赫歇耳”。由于其他行星的名字都取自希臘神話,因此為保持一致,由波德首先提出把它稱為“烏拉諾斯(Uranus)”(天王星),但直到1850年才開始廣泛使用。

訪問:隻有一艘星際探測器曾到過天王星,那是在1986年1月24日由旅行者2號完成的。

自轉

大多數的行星總是圍繞著幾乎與黃道面垂直的軸線自轉,可天王星的軸線卻幾乎平行于黃道面。在旅行者2號探測的那段時間裏,天王星的南極幾乎是接受太陽直射的。這一奇特的事實表明天王星兩極地區所得到來自太陽的能量比其赤道地區所得到的要高。然而天王星的赤道地區仍比兩極地區熱。這其中的原因還不為人知。

而且它不是以大于90度的轉軸角進行正向轉動,就是以傾角小于90度進行逆向轉動。問題是你要在某個地方畫一條分界線,因為比如對金星是否是真的逆向轉動(不是傾角接近180度的正向轉動)就有一些爭議。

組成

天王星基本上是由岩石和各種各樣的冰組成的,它僅含有15%的氫和一些氦(與大都由氫組成的木星和土星相比是較少的)。天王星和海王星在許多方面與木星和土星在去掉巨大液態金屬氫外殼後的核心很相象。雖然天王星的核心不像木星和土星那樣是由岩石組成的,但它們的物質分布卻幾乎是相同的。

大氣

天王星的大氣層含有大約83%的氫,15%的氦和2%的甲烷。

如其他所有的氣態行星一樣,天王星也有帶狀的雲圍繞著它快速飄動。但是它們太微弱了,以至隻能由旅行者2號經過加工的圖片才可看出。由哈博望遠鏡的觀察顯示的條紋卻更大更明顯。據推測,這種差別主要是由于季節的作用而產生的(太陽直射到天王星的某個低緯地區可能造成明顯的白天黑夜的作用)。

天王星顯藍色是其外層大氣層中的甲烷吸收了紅光的結果。那兒或許有像木星那樣的彩帶,但它們被覆蓋著的甲烷層遮住了。

其他性質

旅行者2號發現了繼已知的5顆大衛星後的10顆小衛星。看來在光環內還有一些更小的衛星。

談到天王星轉軸的問題,還值得一提的是它的磁場也十分奇特,它並不在此行星的中心,而傾斜了近60度。這可能是由于天王星內部的較深處的運動而造成的。

有時在晴朗的夜空,剛好可用肉眼看到模糊的天王星,但如果你知道它的位置,通過雙筒望遠鏡就十分容易觀察到了。通過一個小型的天文望遠鏡可以看到一個小圓盤狀。邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了天王星以及其它行星在天空中的位置。越來越多的細節,越來越好的圖表將被如燦爛星河這樣的天文程式來發現和完成。

天王星的衛星

天王星有25顆已命名的衛星,以及2顆已發現但暫未命名的衛星。

與太陽系中的其他天體不同,天王星的衛星並不是以古代神話中的人物而命名的,而是用莎士比亞和羅馬教皇的作品中人物的名字。

它們自然分成兩組:由旅行者2號發現的靠近天王星的很暗的10顆小衛星和5顆在外層的大衛星。

它們都有一個圓形軌道圍繞著天王星的赤道(因此相對于赤道面有一個較大的角度)。

衛星 距離(千米) 半徑(千米) 質量(千克) 發現者 發現日期

天衛六 50000 13 旅行者2號 1986

天衛七 54000 16 旅行者2號 1986

天衛八 59000 22 旅行者2號 1986

天衛九 62000 33 旅行者2號 1986

天衛十 63000 29 旅行者2號 1986

天衛十一 64000 42 旅行者2號 1986

天衛十二 66000 55 旅行者2號 1986

天衛十三 70000 27 旅行者2號 1986

天衛十四 75000 34 旅行者2號 1986

天衛十八75000 20 Karkoschka 1999

天衛十五 86000 77 旅行者2號 1985

天衛五 Kuiper 1948

天衛一 191000 579 1.27e21 Lassell 1851

天衛二 266000 585 1.27e21 Lassell 1851

天衛三 436000 789 3.49e21 赫歇耳 1787

天衛四 583000 761 3.03e21 赫歇耳 1787

天衛十六 7200000 30 Gladman 1997

天衛十七12200000 60 Gladman1997

光環

像其他所有氣態行星一樣,天王星有光環。它們像木星的光環一樣暗,但又像土星的光環那樣由相當大的直徑達到10米的粒子和細小的塵土組成。天王星有11層已知的光環,但都非常暗淡;最亮的那個被稱為Epsilon光環。天王星的光環是繼土星的被發現後第一個被發現的,這一發現被認為是十分重要的,由此我們知道了光環是行星的一個普遍特征,而不是僅為土星所特有的

光環 距離(千米) 寬度(千米)

1986U2R 38000 2,500

6 41840 1-3

5 42230 2-3

4 42580 2-3

Alpha 44720 7-12

Beta 45670 7-12

Eta 47190 0-2

Gamma 47630 1-4

Delta 48290 3-9

1986U1R 50020 1-2

Epsilon 51140 20-100

(距離是指從天王星的中心算到光環的內邊的長度)

海王星

海王星是環繞太陽運行的第八顆行星,也是太陽系中第四大天體(直徑上)。海王星在直徑上小于天王星,但質量比它大。英文名: Neptune

基本參數

海王星海王星

公轉軌道: 距太陽 4,504,000,000 千米 (30.06 天文單位)

自轉方向:自西向東

行星直徑: 49,532 千米(赤道)

質量: 1.0247e26 千克

衛星數: 9顆

名稱來源

在古羅馬神話中海王星(古希臘神話:波塞冬(Poseidon))代表海神。

探測歷史

發現:在天王星被發現後,人們註意到它的軌道與根據牛頓理論所推知的並不一致。因此科學家們預測存在著另一顆遙遠的行星從而影響了天王星的軌道。Galle和d'Arrest在1846年9月23日首次觀察到海王星,它出現的地點非常靠近于亞當斯和勒威耶根據所觀察到的木星、土星和天王星的位置經過計算獨立預測出的地點。一場關于誰先發現海王星和誰享有對此命名的權利的國際性爭論產生于英國與法國之間(然而,亞當斯和勒威耶個人之間並未有明顯的爭論);將海王星的發現共同歸功于他們兩人。後來的觀察顯示亞當斯和勒威耶計算出的軌道與海王星真實的軌道偏差相當大。如果對海王星的搜尋早幾年或晚幾年進行的話,人們將無法在他們預測的位置或其附近找到它。

訪問:僅有一艘宇宙飛船旅行者2號于1989年8月25日造訪過海王星。幾乎我們所知的全部關于海王星的信息來自這次短暫的會面。

軌道及成分

由于冥王星的軌道極其怪異,因此有時它會穿過海王星軌道,自1979年以來海王星成為實際上距太陽最遠的行星,在1999年冥王星才會再次成為最遙遠的行星。

海王星的組成成份與天王星的很相似:各種各樣的“冰”和含有15%的氫和少量氦的岩石。海王星相似于天王星但不同于土星和木星,它或許有明顯的內部地質分層,但在組成成份上有著或多或少的一致性。但海王星很有可能擁有一個岩石質的小型地核(質量與地球相仿)。它的大氣多半由氫氣和氦氣組成。還有少量的甲烷。

大黑斑

在旅行者2號造訪海王星的期間,行星上最明顯的特征就屬位于南半球的大黑斑(The Great Dark Spot)了。黑斑的大小大約是木星上的大紅斑的一半(直徑的大小與地球相似),海王星上的疾風以300米每秒(700英裏每小時)的速度把大黑斑向西吹動。旅行者2號還在南半球發現一個較小的黑斑極一以大約16小時環繞行星一周的速度飛駛的不規則的小團白色煙霧,得知是“The Scooter”。它或許是一團從大氣層低處上升的羽狀物,但它真正的本質還是一個謎。

然而,1994年哈博望遠鏡對海王星的觀察顯示出大黑斑竟然消失了!它或許就這麽消散了,或許暫時被大氣層的其他部分所掩蓋。幾個月後哈博望遠鏡在海王星的北半球發現了一個新的黑斑。這表明海王星的大氣層變化頻繁,這也許是因為雲的頂部和底部溫度差異的細微變化所引起的。

其他性質

海王星的藍色是大氣中甲烷吸收了日光中的紅光造成的。

作為典型的氣體行星,海王星上呼嘯著按帶狀分布的大風暴或旋風,海王星上的風暴是太陽系中最快的,時速達到2000千米。

和土星、木星一樣,海王星內部有熱源--它輻射出的能量是它吸收的太陽能的兩倍多。

海王星的磁場和天王星的一樣,位置十分古怪,這很可能是由于行星地殼中層傳導性的物質(大概是水)的運動而造成的。

通過雙目望遠鏡可觀察到海王星(假如你真的知道往哪兒看),但假如你要看到行星上的一切而非僅僅一個小圓盤,那麽你就需要一架大的天文望遠鏡。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時海王星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由Starry Night這個天象程式作更多更細致的定製。

海王星的衛星

海王星有9顆已知衛星:8顆小衛星和海衛一。

衛星 距離(千米) 半徑(千米) 質量(千克)

發現者 發現日期

海衛三 48000 29 旅行者2號 1989

海衛四 50000 40 旅行者2號 1989

海衛五 53000 74 旅行者2號 1989

海衛六 62000 79 旅行者2號 1989

海衛七 74000 96 旅行者2號 1989

海衛八 118000 209 旅行者2號 1989

海衛一 355000 1350 2.14e22 Lassell 1846

海衛二 5509000 170 Kuiper 1949

海衛九 4820000 16×14? 2003

海王星光環

海王星也有光環。在地球上隻能觀察到暗淡模糊的圓弧,而非完整的光環。但旅行者2號的圖像顯示這些弧完全是由亮塊組成的光環。其中的一個光環看上去似乎有奇特的螺旋形結構。

同天王星和木星一樣,海王星的光環十分暗淡,但它們的內部結構仍是未知數。

人們已命名了海王星的光環:最外面的是Adams(它包括三段明顯的圓弧,今已分別命名為自由Liberty,平等Equality和互助Fraternity),其次是一個未命名的包有Galatea衛星的弧,然後是Leverrier(它向外延伸的部分叫作Lassell和Arago),最裏面暗淡但很寬闊的叫Galle。

光環 距離(千米) 寬度(千米) 另稱

Diffuse 41900 15 1989N3R,Galle

Inner 53200 15 1989N2R,勒威耶

Plateau 53200 5800 1989N4R,Lassell,Arago

Main 62930 < 50 1989N1R,Adams

被除名冥王星

冥王星冥王星

1930年由美國天文學家湯博發現的冥王星曾被認為是行星,但2006年8月24日召開的國際天文學聯合會第26屆大會,經兩千餘天文學家表決通過———太陽系隻有八大行星,不再將傳統九大行星之一的冥王星視為行星,而將其列入“矮行星”。

冥王星被排除在大行星之外的原因:

一是必須是圍繞恆星運轉的天體

二是質量足夠大,能依靠自身引力使天體呈圓球狀。

三是其軌道附近應該沒有其他物體。

冥王星對第三條不符,且冥王星的衛星過于巨大,形成了雙星系統。根據這個定義,冥王星被歸為矮行星。

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