【2017年整理】7章 太阳系-下.doc

PAGE PAGE 29 §7.4 行星及太阳系小天体概况 除太阳以外，组成我们太阳系的主要天体，一是大行星，二是卫星，三是太阳系小天体。 ????大行星，按其距太阳的远近次序是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。这些行星的大小和质量相差很大，但都比太阳小得多。它们的总质量是太阳的1/ 718，总体积只有太阳的1/ 600，行星一般不发射可见光，而以表面反射太阳光显得明亮，我们才能够看到它们的外貌。近年来，发现了木星和土星都有射电辐射，改变了人们对行星的传统看法，行星在以恒星组成各个星座的天空背景上，有明显的相对移动。我们借助于天文望远镜，可以看到行星有一定的视圆面，所以在大气抖动下，行星不象点状恒星那样有星光闪耀的现象。如果仔细对比，还可以发现各行星有其颜色特征，在不同的时候，亮度也有变化，按照这些特征，在晴朗无月的夜晚，我们不难把它们同恒星区别开来。 ???? 依据不同，行星的分类也不同，目前主要有：（1）以地球轨道为界，以内的叫地内行星，以外的叫地外行星；（2）以小行星带为界，以内的叫内行星，以外的叫外行星；（3）根据行星的各种性质，过去人们把九大行星分成两类，即类地行星，包括水星、金星、地球和火星；类木行星，包括木星、土星、天王星和海王星，其中木星和土星也有人称巨行星。太阳系除大行星和卫星外，还有几十万颗小行星、彗星、流星体等天体。 ???? 17世纪初期，望远镜的诞生为行星和卫星物理状况的研究提供了条件。19世纪中叶以后，照相术、分光术、测光术广泛地应用到行星的研究和观测中来，20世纪射电天文学诞生以后，又扩大了行星和卫星的研究手段，雷达方法不仅可以测定行星的表面特征，甚至可以测绘表面图。随着空间技术的发展，20世纪行星际飞船发射成功，除了冥王星之外，就近考察了水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星7个大行星及其一些卫星；无人实验装置已在火星表面着陆并落向金星和木星的大气深处。行星际飞船还飞掠并就近探测了小行星和彗星。人类已获得了大量的资料和数据，大大增加了对行星各方面的了解，也使太阳系起源演化理论的研究进入了一个新的时期。 ????2006年8月国际天文学联合会决议中提到：对太阳系行星和其它天体按下述方法定义为三个不同的类别（1）“行星”是一个具有如下性质的天体：①位于围绕太阳系的轨道上，②有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球体），③已经清空了其轨道附近的区域。（2）“矮行星”是一个具有如下性质的天体：①位于围绕太阳的轨道上，②有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的形状（近于球体），③还没有清空了其轨道附近的区域；④不是一颗卫星。（3）其它所有围绕太阳运动的不是卫星的天体应被通称为太阳系小天体。根据上述定义，行星指八大行星，它们是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。冥王星是一颗“矮行星”，并且被视为海王星外天体（简称海外天体，记为:TNO）的一个新族的标志。 ? 一、 大行星 1、水星 ???? 水星，又叫辰星，如图7.16。是太阳系中离太阳最近的大行星，与太阳的距离为0.387AU ，即约5791万km，它与太阳的最大角距不超过28°，因此，它经常被黎明或黄昏的太阳光辉所淹没，很难被人们看到。最亮时视星等为－1.9m 水星以较扁的椭圆轨道绕太阳运转，轨道偏心率e = 0.206，其轨道面与黄道面的夹角约为70，公转周期为87.969天，水星的半径为2440km，为地球半径的38%，它的质量为3.33×1026g，水星的大小在八大行星中是最小的。水星的平均密度为5.44g/cm3，比地球的平均密度5.52g/cm3略小些，其化学组成和内部结构也与地球相似，用大望远镜可以看到水星的位相变化和一些暗区。过去由这些特征推测水星的自转周期与公转周期相等（它的一面总朝向太阳），1960年用雷达测出自转周期59天，现在更准确值为58.646天，为公转周期的2/3。水星赤道面与轨道面交角小于28°。水星轨道有每世纪快43的反常进动。 ???? 人类发射的行星探测器已拍摄到详细的水星表面照片，貌似月球。水星上有上千个直径100km以上的环形山，大的直径达1300千米。水星上还有许多高1km以上，长几百公里的悬崖，这是月球上所没有的。水星上有同月球上一样的山脉、平原和盆地，也有象月球上的哥白尼和第谷环形山那样的辐射纹，有的还有中央山峰。水星上还有冲击流出的熔岩。与地球不同，水星上没有断层，显然是没有板块构造运动的发生，水星上的环形山是在它形成晚期由陨星撞击形成的。 ???? 水星上有极稀薄的大气，大气压小于2×10-9毫巴，还不到地球表面大气压的一千亿分之一，原因是水星的重力小，只有地球的1/5，其逃逸速度只有4.3km/s，白天温度很高