地球和月球在萬有引力的作用下組成一個雙天體係統——地月係,月球和地球圍繞地月係的共同質心旋轉,不過因為質心距離地球很近,所以一般認為月球是繞地球旋轉的,公轉一周時間為27天多。月球的自轉周期等於繞地球公轉的周期,因此月球總是以同一麵朝向地球。
月球本身並不發光,隻反射太陽光。月球亮度隨著日、月間角距離和地、月間距離的改變而變化。由於月球上沒有大氣,再加上月麵物質的熱容量和導熱率又很低,因而月球表麵晝夜的溫差很大。白天,在陽光垂直照射的地方溫度高達127℃;夜晚,溫度可降低到-183℃。
我們看到的月亮都是月麵邊沿附近的區域,而月球的背麵是看不到的。當人造探測器運行至月球背麵時,它將無法與地球直接通訊。
月球是怎樣形成的
月球的起源與世界的起源、太陽的起源等天體的起源一樣,都是一個謎,沒有統一的定論。關於月球的起源大致有四大派,至今無法定論。
一、分裂說
分裂說是最早解釋月球起源的一種假設。該學說認為,月球本來是地球的一部分,後來由於地球轉速太快,把地球上一部分物質拋了出去,這些物質脫離地球後形成了月球,而遺留在地球上的大坑,就是現在的太平洋。
二、俘獲說
俘獲說同樣是一種假設學說。該學說認為,月球本來隻是太陽係中的一顆小行星,當它運行到地球附近的時候被地球的引力所俘獲,從此再也沒有離開過地球,就形成了地球的一顆天然衛星——月球。
三、同源說
同源說這一假設學說認為,地球與月球都是太陽係中浮動的星雲,經過吸積和旋轉,同時形成了星體。在吸積過程中,地球比月球相應要快一點兒,成為“哥哥”。但是人們後來又發現,月球要比地球古老得多。
四、碰撞說
碰撞說認為,太陽係演化早期,在星際空間曾形成大量的“星子”,先形成了一個相當於地球質量0.14倍的天體星子,星子通過互相碰撞、吸積而合並形成一個原始地球。一次偶然的機會,一個小的天體以每秒5千米左右的速度撞向地球。劇烈的碰撞之後,氣體和塵埃飛離了地球,並沒有完全脫離地球的引力控製,而是通過相互吸積而結合起來,形成全部熔融的月球,或者是先形成幾個分離的小月球,再逐漸吸積形成一個部分熔融的大月球。
月球上有磁場嗎
月球到底有沒有磁場呢?早期的月球專家表示,月球周圍的磁場強度不及地球磁場強度的1/1000,由此認定月球幾乎不存在磁場。但是經過對美國阿波羅號宇航員從月球上帶回的岩石的研究發現,這些岩石被很強的磁場磁化過。這一發現說明月球上曾經有過磁場,並且是很強的,但是現在為什麼又沒有了呢?
地球的磁場起源於地球內部的地核,因為地核裏的物質流動,產生了感應電流,從而產生磁場。但是對月球表麵岩石的分析結果顯示,月球不存在可以產生感應電流作用的內核。相反,所有的證據表明,月球的表麵是一個已經溶解的外殼,是由流動的熔岩流體形成的“海”,後來因冷卻變成了現在這副模樣。
那麼,磁場到底是從哪裏產生的呢?經過美國加利福尼亞大學地球行星係的思德克曼教授進行的三維模擬試驗後,他們終於得出了結論。在月球上,體輕且流動的岩石,形成了熔岩的“海洋”,它們在從下麵漂向月球表麵的時候,在其表麵之下殘留了大量的類似釷和鈾那樣的重放射性元素。
這些元素在崩潰時放出大量的熱,使月球的內核升溫。因此內核中被加熱的物質與月球的表麵形成對流,從而產生了感應電流作用,此時,也就產生了月球磁場。但是,當放射性元素崩潰超越一定時點時,對流現象中止,於是感應電流作用也隨之消失,正是由於這樣的變化,才最終導致月球磁場的消失。
月相是怎樣形成的
月相指的是地球上因時間不同而看到的月球的不同形狀,隨著月亮每天在星空中移動,它的形狀也在不斷地變化著,有時像彎刀,有時是半圓,有時像圓盤,逐漸過渡,周而複始。簡單點說,月相就是月亮位相的變化。
月球在繞地月係共同質心旋轉的同時還隨地球一起繞太陽公轉,由於月球本身不發光,在太陽光照射下,向著太陽的半個球麵是亮區,另半個球麵是暗區。隨著月亮相對於地球與太陽的位置變化,就使它被太陽照亮的一麵有時對向地球,有時背向地球,有時對向地球的月亮部分大一些,有時小一些,這樣就出現了不同的月相。
當月球運行到和太陽處於地球同一側的同一方向時(日月相合),月球被太陽照射的一麵正好背著地球,這時稱新月或朔月;當月球運行到和太陽處於地球兩側的同一方向時(日月相衝),月球受太陽照射的一麵正好向著地球,這時稱為望月或滿月;從朔月到望月,月球受光麵向著地球的比例逐漸變大,當到達一半時稱為上弦月;從望月到朔月的一半時叫做下弦月。
當月球運行到地球的背後,進入地球的陰影,便出現月食。正是通過對月球周期性運動的研究,古代中國人和美索不達米亞人才創立了曆法,公元前300年,巴比倫的天文學者已能預報月食。
水星有哪些特征
水星,古代稱之為辰星,是太陽係中的類地行星,其主要由石質和鐵質構成,密度較高。它是八大行星中最小的行星,與太陽之間的視角距不超過28度,因此它是離太陽最近的行星。
水星內部很像地球,也分為殼、幔、核三層。水星半徑為2240千米,質量為地球的5.5%。水星公轉周期為87.70天,自轉周期為58.65天,公轉軌道的近日點進動受太陽強大質量影響,有每100年快43秒的反常進動。水星自轉方向與公轉方向相同,水星在88個地球日裏就能繞太陽一周,平均速度47.89千米,是太陽係中運動最快的行星。
水星雖然以“水”冠名,但實際上表麵並沒有水,水星的外貌如月球,到處是受隕石撞擊的痕跡。當水星受到巨大的撞擊後,就形成了盆地,周圍則由山脈包圍。在盆地之外是撞擊噴出的物質,以及平坦的熔岩洪流平原。此外,水星在幾十億年的演變過程中,表麵還形成許多褶皺、山脊和裂縫,彼此相互交錯。
水星隻有微量的大氣。“大氣”主要由氧,鉀和鈉組成。水星的大氣非常少,主要成分為42%氦、42%汽化鈉和15%氧,而且在白天氣溫非常高,平均地表溫度為179℃,最高為427℃,最低為零下173℃,因此水星上看來不可能存在水。
由於水星和太陽之間的視角距不大,使得水星經常因距離太陽太近,淹沒在耀眼的陽光之中而不得見。即使在最宜於觀察的條件下,也隻有在日落西山之後,在西天低處的夕陽餘暉中,或是在日出之前,在東方地平線處才能看到它。
水星淩日是怎麼回事
水星淩日是一種天文現象,是由於水星軌道和黃道麵重合,有一個7度的夾角,地球和水星恰好在它們的軌道焦點附近,這個時候太陽、水星、地球在一條直線上,在地球上可以觀察到太陽上有一個小黑斑在緩慢移動,這種現象稱為水星淩日。小黑斑是由於水星擋住了太陽射向地球的一部分光而形成的。
水星在太陽附近神出鬼沒,就是專業天文學家也難得一見。因為距離太陽太近,從地球上看,水星常被淹沒於太陽的光輝裏,這使得人們很難一睹其容顏。隻有當水星與太陽的角距離最大,即“大距”時,水星才易被人們觀測到。和水星的“大距”相比,水星淩日則更是觀賞水星背影的難得機遇。
在人類曆史上,第一次預告水星淩日是“行星運動三大定律”的發現者,德國天文學家開普勒(1571—1630年)。他在1629年預言:1631年11月7 日將發生稀奇天象——水星淩日。當日,法國天文學家加桑迪在巴黎親眼目睹到有個小黑點(水星)在日麵上由東向西徐徐移動。從1631年至2003年,共出現50次水星淩日,其中,發生在11月的有35次,發生在5月的有15次。每100年,平均發生水星淩日13.4次。
據天文學家計算,下一次的水星淩日將是2016年。水星淩日開始的過程包括:外切,即水星開始進入太陽圓麵;內切,水星剛完全進入太陽圓麵。水星淩日完結的過程包括:內切,水星開始離開太陽圓麵;外切,水星剛完全離開太陽圓麵。2003年5月7日的水星淩日淩始在13時13分,水星剛好接觸日麵;淩甚在15時51分,水星與日麵中心相距最近;淩終在18時30分,水星恰好脫離日麵。全程曆時5小時17分鍾。
太陽係中唯一逆向自轉的行星是哪一顆金星是太陽係中八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序是第二顆。它是離地球最近的行星,也是太陽係內唯一逆向自轉的大行星,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“啟明”;有時是昏星,黃昏後出現在西方天空,被稱為“長庚”。
金星是全天中除太陽和月亮外最亮的星,比著名的天狼星還要亮14倍,猶如一顆耀眼的鑽石,因此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。
金星和水星一樣,是太陽係中僅有的兩個沒有天然衛星的大行星。因此金星上的夜空中沒有“月亮”,最亮的“星星”是地球。金星周圍有濃密的大氣與雲層。在金星大氣中,97%以上都是二氧化碳,同時還有一層厚達20到30千米的由濃硫酸組成的濃雲。金星表麵溫度高達465℃~485℃,大氣壓約為地球的90倍(相當於地球900米深海中的壓力)。金星的半徑約為6073千米,體積是地球的0.88倍,質量為地球的4/5,平均密度略小於地球。
金星上溫差很小,基本上沒有晝夜、季節和地區的差別。金星表麵風速很慢,每小時幾千米不到,在60千米高空,風速高達100米/秒,雲層頂端有強風,大約每小時350千米,強烈的對流產生了頻繁的閃電。金星表麵不存在任何液態水,沒有任何生命存在。
大部分金星表麵由略微有些起伏的平原構成,大約占70%,20%是寬闊的窪地,還有兩個大高地。金星上最高的山脈是麥克斯威爾山,高度11.27千米,有一條大裂縫穿過赤道地區,是太陽係天體上發現的最大裂縫。火山分布極多,85%的金星表麵覆蓋著火山岩。
金星自轉方向跟天王星一樣,自東向西,與其它行星相反。因此,在金星上看,太陽是西升東落。金星公轉周期約為224.70天,但自轉周期卻為243日,也就是說,金星的自轉恒星日一天比一年還長。這是因為金星是逆向自轉的緣故。金星逆向自轉現象有可能是很久以前金星和其它小行星相撞而造成的,但是現在還無法證實。
除了這種不尋常的逆行自轉以外,金星還有一點不尋常。金星的自轉周期和軌道是同步的,這麼一來,當兩顆行星距離最近時,金星總是以同一個麵來麵對地球(每5.001個金星日發生一次)。這可能是潮汐鎖定作用的結果——當兩顆行星靠得足夠近時,潮汐力就會影響金星自轉。當然,也有可能僅僅是一種巧合。
火星上真的有火嗎
火星是太陽係八大行星中距離太陽第四近的行星,屬於類地行星。在西方稱為戰神瑪爾斯,中國則稱為“熒惑”。火星的表麵之所以是橘紅色的,是因為地表有赤鐵礦(氧化鐵),因此被稱為火星,火星上並沒有火。
在地球上看,它時而順行時而逆行,而且亮度也常有變化。由於火星熒熒如火,亮度經常變化,位置也不固定,所以我國古代叫它“熒星”。火星的半徑是3395千米,隻有地球的一半多一點,體積隻有地球的15%,質量隻有地球的10.8%。火星的自轉和地球十分相似,自轉一周的時間為24小時37分,和地球有同樣長度的晝夜變化,其公轉一周約為687天,有四季循環現象。由於繞日周期是地球的近兩倍,所以四季長度也是地球的近兩倍。火星的內部和地球一樣,也有核、幔、殼的結構。
火星和地球一樣擁有多樣的地形,有高山、平原和峽穀。南北半球的地形完全不同:北半球是被熔岩填平的低原,南半球則是充滿隕石坑的古老高地。火山地形穿插其中,眾多峽穀也分布各地,南北極則有以幹冰和水冰組成的極冠,風成沙丘亦廣布整個星球。
火星上也存在大氣,但是大氣稀薄,其主要成分是二氧化碳,約占95%,也有微量的水蒸氣、氧和臭氧。表麵沒有液態水,氣壓低,水可以直接升華為水蒸氣。風速很大,經常刮起塵埃暴。用天文望遠鏡觀測火星時,有時能看到像黃色雲那樣的東西,使火星變得昏暗,麵目模糊,朦朧一片,什麼也看不清楚。這就是所謂的火星大塵暴。據估計,一次火星大塵暴揚起的塵埃總量可以達到100億噸以上,能持續幾個月之久。
火星衝日是怎麼回事
火星衝日就是火星位於太陽和地球的連線上,並且和地球同位於太陽的一側的現象。火星衝日時,太陽、地球、火星三點一線,地球處在火星與太陽之間。從地球上看,太陽一落山,紅色的火星即從東方升起,整夜可見。衝日時,火星離地球較近,它的亮度也是一年當中最亮的。
火星衝日是火星的視黃經與太陽視黃經相差180°的天文現象。火星衝日時太陽在西地平線下落,火星即在東地平線升起,整夜都可看到火星。太陽、地球、火星在一條線上,地球在中間,太陽、火星居於兩側,子夜時分火星中天(在過南點、北點和天頂的天子午線上),火星位於天蠍座中,該日月齡為22.0,正值下弦。月亮後半夜才升起,前半夜無月光幹擾,是觀測火星的好機會。
火星衝日時,火星往往距離地球最近,距離在0.55~1億千米之間,一般兩年多發生一次火星衝日,而二者距離最近的時刻叫“火星大衝”。由於火星的軌道麵並不與地球軌道麵重合,而隻有1°54′的軌道傾角,加上火星運行軌道是一個比較扁的橢圓形,所以每隔15~17年才發生一次大衝,此時火星距離地球是近之又近。
2003年8月27日發生了一次火星衝日,位於寶瓶星座。因為火星附近沒有比它更亮的星了,所以尋找它並不困難。通過小型天文望遠鏡就可以觀測到火星表麵的極冠和暗斑等特征,這在平時是很難做到的,而此時火星距離地球隻有0.55億千米。這個結果是美國海軍天文台的工作人員讓計算機不停地工作,計算了前後10萬年間火星與地球的距離得出來的。令人驚奇的是,這名工作人員發現自從5萬7千年前到今天,火星距離地球從來沒有這樣近過!而且,下一次可以比擬的最好條件將出現在2萬5千年以後。
火星、太陽、地球每隔779或者782天就會有一個會合周期,但是並不是每個會合周期都會發生衝日現象,隻是在個別的會合周期發生。火星衝日的發生是有規律的,大約每隔2年發生1次。
太陽係中體積和質量最大的行星是哪顆木星是太陽係八大行星之一,是離太陽第五近的行星,也是八大行星中體積和質量都最大,以及自轉最快的行星。古代中國稱之為歲星,取其繞行天球一周為12年,與地支相同之故。西方語言一般稱之朱比特,源自羅馬神話中的眾神之王,相當於希臘神話中的宙斯。
木星是個氣態行星,主要由90%的氫和10%的氦,及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。它的半徑是地球的11倍多,體積是地球的1300多倍,質量是地球的318倍,而密度卻和太陽差不多。
木星的內部結構也與眾不同,它沒有固體外殼,在濃密的大氣之下是液態氫組成的海洋,“海麵”溫度為5500℃。內部可能有一個半徑為1萬千米的由鐵和矽酸鹽組成的固體核心,稱為木星核,溫度高達30000℃。
木星表麵的化學成分和溫度變化造成了多彩的地表帶。光亮的表麵帶被稱作區,暗的叫作帶。帶的邊界地帶還有漩渦。木星的大氣層也很紊亂,這是因為木星內部的熱量使得颶風在大部分時間裏急速運動,而且被束縛在狹小的緯度範圍內,風向又隨時地在變換方向。
木星的自轉速度非常快,自轉周期為9小時50分30秒,是太陽係中自轉最快的行星,它的自轉軸幾乎與軌道麵相垂直。由於自轉很快,星體的扁率相當大,借助望遠鏡,就能看出木星呈扁圓狀。木星的公轉周期為12年,所以木星的一年相當於地球的12年。
木星上還有很強的磁場,表麵的磁場強度大約是地球磁場的10倍。除此之外,木星表麵還有長25000千米、跨度12000千米的橢圓形的,足以容納兩個地球的大紅斑。大紅斑是一團激烈上升的氣流,呈深褐色。
木星是太陽係中衛星數目較多的一顆行星,迄今為止我們已經發現木星有16顆衛星,它們與木星組成了一個家族——木星係。
太陽係中哪顆行星擁有的衛星最多土星是太陽係八大行星之一,按離太陽由近及遠的次序為第六顆,其體積僅次於木星,是太陽係中擁有衛星最多的星體。古代中國亦稱之為鎮星或填星。
土星的直徑約為地球的9.5倍,質量為地球的95倍,體積為地球的745倍。公轉周期為10759.5天,相當於29.5個地球年。土星也有四季,隻是每一季的時間要長達7年多,因為離太陽很遠,即使是夏季也極其寒冷。土星自轉也很快,周期為10小時14分。它和木星一樣呈扁圓形,密度是八大行星中最小的。
土星表麵的溫度約為-140℃,雲頂溫度為-170℃。土星表麵有時會出現白斑,呈蛋形,長度達到土星直徑的1/5,這個白斑在不斷地擴大,幾乎蔓延到整個土星表麵,而且土星極區還有極光出現。
土星有一個直徑20000千米的岩石核心。這個核占土星質量的10%~20%,核外包圍著5000千米厚的冰殼,再外麵是8000千米厚的金屬氫層,金屬氫之外是一個廣延的分子氫層。
土星主要以氫、氦兩種氣體為主,其中還含有少量的甲烷和其它氣體,大氣中飄浮著由稠密的氨晶體組成的雲。這些雲形成相互平行的條紋比木星雲帶規則得多。土星雲帶以金黃色為主,其餘是橘黃色、淡黃色等。土星的表麵是流體的。其赤道附近的氣流與自轉方向相同,速度可達每秒500米,因此土星上的風要大得多。
在太陽係的行星中,土星的光環最惹人注目,它使土星看上去就像戴著一頂漂亮的大草帽。用小望遠鏡就可以望見土星的光環寬約20萬千米,厚度20到30千米,由幾百到上千條大小不等的細環組成,它們處於同一個平麵,很像唱片上的波紋。構成光環的物質是碎冰塊、岩石塊、塵埃、顆粒等,它們排列成一係列的圓圈,繞著土星旋轉,也正是它們的反射,形成了五彩的光環。
土星的衛星最多,有20多顆,最大的土衛六比水星還大,直徑2900千米,是太陽係最大的衛星,並且有大氣層,其表層可能是冰。
哪顆星被稱為“一個顛倒的行星世界”
太陽係中天王星被稱為“一個顛倒的行星世界”,它是一顆遠日行星,太陽向外的第七顆行星,在太陽係的體積是第三大(比海王星大),質量排名第四(比海王星輕)。天王星距地球26億千米以上,要借助望遠鏡才能看到。
天王星是英國天文學家赫歇耳在1781年發現的。它與太陽的平均距離為28.69億千米。它的直徑是51800千米,赤道半徑約為25900千米,是地球的4倍多,體積是地球的65倍多,平均密度為1.24克/立方厘米,質量為8.74×1025克,是地球的14倍多。表麵溫度約-180℃。
天王星基本上是由岩石和各種各樣的冰組成的,有人認為天王星核心是由岩石和金屬鎂組成的,之外是很厚的冰幔,約占總質量的50%,再外麵是氫層。天王星有很厚的大氣層,大氣層含有大約83%的氫、15%的氦和2%的甲烷。
天王星的公轉周期為84年,自轉周期則短得多,僅為11小時。在太陽係中,所有的行星基本上都是自轉軸和公轉軌道麵接近垂直來進行運動,隻有天王星例外,它的自轉軸與公轉軌道麵的交角隻有8度,幾乎和公轉軌道麵平行,也就是說它差不多是“躺”著繞太陽運動的,於是有些人把天王星稱為“一個顛倒的行星世界”,因此天王星上的晝夜交替與四季變化也十分奇特和複雜。
太陽輪流照射著北極、赤道、南極、赤道。因此,天王星上大部分地區的每一晝與每一夜,都要持續42年才能變換一次。太陽照到哪一極,哪一極就是夏季,太陽總不下落,沒有黑夜;相反的一極就是冬季,被漫長黑夜所籠罩。隻有在天王星赤道附近的南北緯8度之間,才有因為自轉周期而引起的晝夜變化。
天王星也有光環,由無數個天體的小碎塊及氣體組成,從幾厘米到上百米大小不等,每個碎塊都在自己的軌道上繞母體行星運行,它們與氣體在臨近空間擴散成一圈,便成了光環。天王星有磁場,還有衛星,共5顆,都是逆行衛星。
太陽係中哪顆行星被稱為風暴行星海王星是環繞太陽運行的第八顆行星,是圍繞太陽公轉的第四大天體 (直徑上)。海王星在直徑上小於天王星,但質量比它大。海王星的質量大約是地球的17倍,而類似雙胞胎的天王星因密度較低,質量大約是地球的14倍。海王星上的風暴是太陽係中最快的,時速達到2000千米,因此有風暴行星之稱。
海王星內部有一個質量和地球差不多的核,核是由岩石構成的,溫度為2000℃~3000℃,其核心的溫度約為7000℃。核外麵是質量較大的冰包層,再外麵是濃密的大氣層,大氣中主要以氫和氦為主,還有微量的甲烷。在大氣層中的甲烷,隻是使行星呈現藍色的一部分原因,應該還有其它的成分對海王星明顯的顏色有所貢獻。海王星是一個狂風呼嘯、亂雲飛渡的世界,在大氣中有許多湍急紊亂的氣旋在翻滾。海王星雲頂的溫度是-218℃,因為距離太陽係最遠,是太陽係最冷的地區之一。
海王星的公轉周期為165年,從1846年發現到現在,它還沒走完一個全程呢。自轉周期約為16小時。在海王星的四季中,冬季、夏季溫差很小,不像地球這麼顯著。由於距離太陽遙遠,單位麵積上獲得的太陽輻射僅為地球的1/900,日光強度僅僅相當於一個不到一米遠的百瓦燈泡所發光線的強度,因此它表麵溫度很低,通常在-200℃以下。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。
海王星在1846年9月23日被發現,是唯一利用數學預測而非有計劃的觀測發現的行星。迄今隻有美國在1989年8月25日由航海家2號宇宙飛船曾經拜訪過海王星。到目前為止,已經發現海王星有8顆衛星。
海王星是怎麼被發現的
借助於大型反射式天文望遠鏡和消色差折射望遠鏡的發展,天文學家得以對太陽係進行更為深入的觀測。在天王星被發現後,人們注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,它的運行影響了天王星的軌道。國際上普遍認為是亞當斯和勒維烈共同發現了海王星。遙遠的海王星,在地球上看去,常常隱身於寶瓶座星係不被人們發現,兩位科學家是通過計算和推算才發現了它的存在。
海王星的發現是19 世紀行星研究的重要成就。早在17 世紀天王星就被多次觀測過,法國科學家布瓦爾在1821年編出天王星運行表。但他的預測表常出現與實際觀測結果不符的情況。人們紛紛猜測可能是還有一個未曾發現的行星,它擾亂了天王星的正常運行。英國青年數學家亞當斯經過5 年的計算,在1845 年計算出了這顆行星的軌道,他希望格林威治天文台幫助尋找這顆星,但沒有得到響應。幾乎同時法國的科學家勒維烈也在研究天王星的反常運動。1846 年他計算出這顆未知行星的軌道參數,同時將結果通知柏林天文台的德國科學家加勒。加勒當晚就用望遠鏡在勒維烈預告的位置附近找到了這顆行星,海王星就這樣被發現了。由於海王星與地球之間距離遙遠,光度又暗淡,即使用大型望遠鏡也難看清其表麵細節,因而不能依靠觀測表麵標誌的移動來定出自轉周期。 由此,英國與法國之間產生了一場關於誰先發現海王星的國際性爭論。現在國際上將海王星的發現共同歸功於亞當斯和勒維烈二人。
海王星是距離太陽遠近順序的第八顆行星,是通過它對天王星軌道的攝動作用而於1846年9月23日被發現的。海王星是天文學史上首次由理論計算預測到的天體,這一發現被看成是行星運動理論精確性的一個範例。勒維烈受此鼓勵決定重新計算太陽係各大行星的運動軌道,並編製新的星曆表。
在太陽係中冥王星為什麼被開除出九大行星的行列冥王星,它曾經位居太陽係九大行星末席70多年,再後來被降格為矮行星,後來被驅逐出了行星家族。
冥王星的表麵溫度大概在-238℃~-228℃之間。冥王星的成分大概是由70%岩石和30%冰水混合而成的。地表上光亮的部分可能覆蓋著一些固體氮以及少量的固體甲烷和一氧化碳,冥王星表麵的黑暗部分的組成還不知道,但可能是一些基本的有機物質或是由宇宙射線引發的光化學反應。冥王星的大氣層可能主要由氮和少量的一氧化碳及甲烷組成。對於以上的判斷還存在著不確定的因素,還需要繼續探索。
冥王星與太陽平均距離59億千米。它的直徑為2300千米,平均密度為0.8克/立方厘米,公轉周期約248年,自轉周期6387天。
冥王星的軌道十分的反常,有時候比海王星離太陽更近(從1979年1月開始持續到1999年2月)。它的軌道交角也遠離於其它行星。因此盡管冥王星的軌道好像要穿越海王星的軌道,實際上並沒有,所以它們永遠也不會碰撞。
根據2006年8月24日國際天文學聯合會大會通過的新定義,“行星”指的是圍繞太陽運轉、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀,並且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。按照新的定義,太陽係行星包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它們都是在1900年以前被發現的。而同樣具有足夠質量、呈圓球形,但不能清除其軌道附近其它物體的天體被稱為“矮行星”。 其它圍繞太陽運轉但不符合上述條件的物體被統稱為“太陽係小天體”。
因此這個遊走在太陽係邊緣的冥王星隻能與其它一些差不多大的卡戎星、穀神星、齊娜星等“兄弟姐妹”一道被稱為“矮行星”。
小行星真的很小嗎
小行星是指圍繞著太陽運轉但體積很小而不能稱之為行星的天體,如果將所有的小行星加在一起組成一個新的天體,那它的直徑還不到1500千米,即比月球的半徑還小。
小行星與大行星的差別隻在其質量,而不存在本質差別。小行星的軌道也是橢圓形的,絕大多數在火星與木星的軌道之間,形成小行星帶,公轉周期為3年半到6年。
絕大部分小行星的體積都很小,其中還有鵝卵石一般大小的微型小行星。小行星可分成三大類,含有一個石質矽層包圍的鐵鎳內核的“矽質”小行星,這種小行星約占15%;主要由鐵和鎳組成的“金屬質”小行星,占10%;“碳質”小行星數量最多,占75%,它們含有豐富的碳。
小行星是太陽係形成後的物質殘餘。據推測,它們有可能是一顆神秘行星的殘骸,這顆行星存在於火星和木星之間,在遠古時代,一次巨大的宇宙碰撞致使它被摧毀。但從這些小行星的特征來看,它們並不像是曾經集結在一起的。這些小行星也可能是一些未能聚積成為統一行星的石質碎塊。
據估計,小行星的數目達幾十萬顆,然而總質量隻有地球的萬分之四。大的小行星是球狀的,多數形狀是不規則的,有的小行星,如大力神星,也有自己的衛星,其中一些小行星的運行軌道和地球軌道相交,曾有某些小行星和地球發生過碰撞。
彗星是由什麼組成的
彗星,中文俗稱“掃把星”,它是由冰和少量岩石組成的小天體,是太陽係中小天體中的一類。
彗星主要由水、氨、甲烷、氰、氮、二氧化碳等組成,而彗核則由凝結成冰的水、二氧化碳(幹冰)、氨和塵埃微粒混雜組成,平均物質密度隻有10~1000千克/立方米,天文學家們把彗星形象地稱為“髒雪球”。
一般彗星是由彗頭和彗尾兩大部分組成。彗頭由彗核、彗發和彗雲組成。彗核是彗星最中心、最本質、最主要的部分。一般認為是固體,由石塊、鐵、塵埃及氨、甲烷、冰塊組成。彗核的直徑很小,有幾千米至十幾千米,最小的隻有幾百米。
彗發是彗核周圍由氣體和塵埃組成的星球狀的霧狀物,半徑可達幾十萬千米,平均密度小於地球大氣密度的十億分之一。
彗雲是在彗發外由氫原子組成的雲,人們又稱之為氫雲,直徑可達100萬~1000萬千米,但是有的彗星就沒有彗雲。根據彗頭的形狀和組成特點,可分為“無發彗頭”、球莖形彗頭、錨狀彗頭等。
彗尾是在彗星接近太陽大約3億千米(2個天文單位)開始出現,逐漸由小變大變長。當彗星過近日點(即彗星走到距太陽最近的一點)後遠離太陽時,彗尾又逐漸變小,直至沒有。彗尾的方向一般總是背著太陽延伸的。彗尾的體積很大,但物質卻很稀薄。彗尾的長度、寬度也有很大差別,一般彗尾長在1000萬至1.5億千米之間,有的長得讓人吃驚,可以橫過半個天空。根據彗尾的形狀和受太陽斥力的大小,彗尾分為兩大類。一類為“離子彗尾”,由離子氣體組成。另一類為“塵埃彗尾”,由微塵組成,呈黃色,是在太陽光子的輻射壓力下推斥微塵而形成的。此外還有一種叫“反常彗尾”,彗尾是朝向太陽係方向延伸的扇狀或長釘狀。一般一顆彗星有兩條以上的不同類型彗尾。
大多數彗星隻能通過望遠鏡才能發現,迄今觀測到的彗星有1400多顆。
新彗星是如何被發現的
彗星有好多種,除了一些具有周期性的之外,還有開放式或封閉式軌道的新彗星出現在太陽係內。那麼新彗星是如何被人們觀測到的呢?
在地球不同的方位觀看彗星時,彗星並沒有顯出方位的不同,因此可以斷定彗星離我們非常的遠。彗星是太陽係中的一個小天體。每當彗星靠近太陽時,它的亮度就會增加。而距離太陽很遠的彗星進行著橢圓運動,太陽就在這個橢圓的一個焦點上。彗星大部分的時間都是遠離太陽的,因此我們看不見它。隻有當它們接近太陽時才能見到。大約有40顆彗星公轉周期相當短(小於100年),因此它們作為同一顆天體會相繼出現。
從古到今被觀測到相繼出現的同一天體是哈雷彗星,它進行著周期性的運動,周期是76年。它最近一次是在1986年出現的。
當彗星距離太陽很遠時亮度會很低,而且它的光譜是反射陽光的光譜。當彗星進入離太陽8個天文單位以內時,它的亮度就會開始迅速增長,而且光譜急劇地變化。發生這種變化是因為彗核突然變熱,然後蒸發形成了彗發的氣體雲。太陽的紫外光引起這種氣體發光。科學家估計一般距離太陽非常近的彗星將在幾千年內滅亡。
公元1066年,在諾曼人入侵英國前夕,恰巧哈雷彗星劃過天空。當時,人們注視著夜空中這顆拖著長尾巴的古怪天體,認為是上帝給予的一種戰爭警告與預示。後來,諾曼人取得了勝利,諾曼統帥的妻子把哈雷彗星劃過天空的美景繡在一塊掛毯上以示紀念。中國民間則把彗星貶稱為“掃帚星”、“災星”。
流星是怎樣形成的
流星,是指運行在星際空間的流星體由於受到地球引力的攝動而被地球吸引,從而進入地球大氣層,並和大氣摩擦燃燒所產生的光跡。
太陽係內除了太陽、八大行星及其衛星、小行星、彗星外,在行星際空間還存在著大量的塵埃微粒和微小的固體塊,它們也繞著太陽運動。在它們接近地球時,由於無法抗拒地球的引力而發生了軌道轉移,進入了地球的大氣層,由於這些微粒與地球相對運動速度很高(11~72千米/秒),於是就與大氣分子發生劇烈摩擦而燃燒,發出耀眼的光芒,在夜空中表現為一條光跡,這種現象就叫流星。造成流星現象的微粒稱為流星體,一般發生在距地麵高度為80~120千米的高空中。
流星有單個流星、火流星、流星雨幾種。大部分可見的流星體都和沙粒差不多,重量在1克以下,流星體直徑在0.1~1厘米之間。流星中特別明亮的又稱為火流星,火流星看上去非常明亮,像條閃閃發光的巨大火龍,發著“沙沙”的響聲,有時還有爆炸聲。有的火流星甚至在白天也能看到。
流星體是穿行在星際空間的塵埃和固體小塊,數量眾多。沿同一軌道繞太陽運行的大群流星體,稱為流星雨。宇宙中那些千變萬化的小石塊其實是由彗星衍生出來的。當彗星接近太陽時,太陽輻射的熱量和強大的引力會使彗星一點一點地瓦解,並在自己的軌道上留下許多氣體和塵埃顆粒,這些被遺棄的物質就成了許多小碎塊。如果彗星與地球軌道有交點,那麼這些小碎塊也會被遺留在地球軌道上,當地球運行到這個區域的時候,就會產生流星雨。流星雨是一種成群的流星,看起來像是從夜空中的一點迸發出來,並墜落下來的特殊天象,這一點或一小塊天區叫做流星雨的輻射點。為區別來自不同方向的流星雨,通常以流星雨輻射點所在天區的星座給流星雨命名。例如每年11月18日前後出現的流星雨輻射點在獅子座中,就被命名為獅子座流星雨。其他流行雨還有寶瓶座流星雨、獵戶座流星雨、英仙座流星雨等。
大部分流星體在進入大氣層後都氣化殆盡,隻有少數大而結構堅實的流星體才能因燃燒未盡而有剩餘固體物質降落到地麵,這就是隕星;而以塵埃的形式飄浮在大氣中並最終落到地麵上的,稱為微隕星。據觀測資料估算,每年降落到地球上的流星體,包括汽化物質和微隕星,總質量約有20萬噸之多。
流星體墜落到地麵通常為隕石或隕鐵或者其它金屬類石頭,在我國現在保存的最古年代的隕鐵是四川隆川隕鐵,大約是在明代隕落的,清康熙五十五年(公元1716年)掘出,重58.5千克,現在保存在成都地質學院。
什麼是隕石
隕石是地球以外未燃盡的宇宙流星脫離原有運行軌道或成碎塊散落到地球或其它行星表麵的物質。其中鐵質的或是石鐵混合物質,稱之為“隕星”。大多數隕石來自小行星帶,小部分來自月球和火星。
根據隕石內部組成物質含量的高低通常分為三大類:石隕石、鐵隕石、石鐵隕石。石隕石中的鐵鎳金屬含量小於等於30%;鐵鎳金屬含量在30%~65%之間的是石鐵隕石;鐵鎳金屬含量大於等於95%的是鐵隕石。
隕石主要由矽酸鹽組成,平均密度在3~3.5克/立方厘米;隕鐵密度為 7.5~8.0克/立方厘米,主要由鐵、鎳組成;隕鐵石成分介於兩者之間,密度在5.5~6.0克/立方厘米。隕星的形狀各異,最大的隕石是重1770千克的吉林1號隕石,最大的隕鐵是納米比亞的戈巴隕鐵,重約60噸;中國隕鐵石之冠是新疆清河縣發現的“銀駱駝”,約重28噸 。
隕石降落到地麵並不是寧靜的,而會帶來巨大的聲響,人們在美國亞利桑那州發現了一個深170米,直徑1240米的隕坑;在南極還有直徑達300千米的大隕坑;在大西洋中部竟發現了直徑達1000多千米的巨形隕坑。
隕石是人類直接認識太陽係各星體珍貴稀有的實物標本,極具收藏價值。隕石多半帶有地球上沒有或不常見的礦物組合,以及經過大氣層高速燃燒的痕跡。至於太空人登上外星球,如月球,所帶回來的不是隕石,而是月球礦石。
據加拿大科學家10年的觀測,每年降落到地球上的隕石有20多噸,大概有兩萬多塊。由於多數隕石落在海洋、荒草、森林和山地等人煙罕至地區,而被人發現並收集到手的隕石每年隻有幾十塊,數量極少。它大多由天而落,形狀不一。
隕石的降落會對地球生物造成什麼影響科學家認為約在6600萬年前降落在地球上的巨大隕石導致了地球上許多動植物的滅絕。據記載是直徑為10千米的隕星在白堊紀後期擊中了地球,這導致了恐龍的突然滅亡。
在白堊紀年代,全世界的土中含有不同尋常的銥元素。這種物質在地球上很稀有,但在隕石中含量豐富,所以黏土中的銥被認為是這次巨大的隕星撞擊釋放出來的。
巨大的隕星能以許多方式導致物種的滅絕。如果它落入海洋,會導致海嘯,巨大的潮汐海浪高達100米,撞擊同樣能把大量的物質拋送入大氣層。這會阻攔太陽的光線,有礙植物的生長,因此影響了以植物為生的動物。在白堊紀年代有70%的生物絕種了。
白堊紀和第三紀交界時期同樣發現了大範圍的煤灰化石,有強烈衝擊特征的礦物顆粒以及熔融岩石的小球體。巨大的隕石可以造出40千米深的隕石坑,這個深度足以穿透海洋或大陸的地殼層,導致大量的火山噴發。大規模的火山活動能直接導致許多物種的滅絕。大範圍的火山噴發會增加大氣層中的灰塵,首先使一段時期的氣候持續變冷,然後逐漸導致相應的全球破壞性氣候變暖,最後是致命的酸雨。
隕石與人類有何關係呢?科學家們發現,在白堊紀——第三邊界沉積層堆積著一層厚約幾十厘米的白色粉末——氨基酸。因此,他們推斷:6500萬年前一顆直徑約10千米的隕石與地球相撞,撞擊後的巨大爆炸使大多數恐龍立刻死去,爆炸後的粉末籠罩在大地上空,致使恐龍無一幸存。而恐龍的滅絕卻給其它新生動物帶來了生機,比如哺乳動物的出現,古猿也被迫走出森林。
隕石促成了人類的產生,由於隕石的影響,促進了生物的產生、進化、發展,但隕石也會帶來毀滅人類的危害性。在人類不斷發展著的今天,宇宙空間是個充滿神奇的世界,同時也充滿著危險和神秘,我們需要不停地對宇宙空間進行更進一步的了解和探索。