同樣的道理,除太陽之外的其他恒星也在發光,但離地球最近的恒星比鄰星也距離我們4光年,所以我們感覺不到它們的光和熱,遠遠望去隻有一點星光而已。因此有人設想,如果所有恒星都像太陽那樣近,那麼在地球上就真的可以看到無數個太陽了。
和恒星不同,行星是指沿橢圓軌道上環繞太陽運行的、近似地球的天體。它們本身不發光。在太陽係中有9大行星。
根據距離太陽的遠近,分別為水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。2006年經過科學家們的討論,冥王星已經被排除出了九大行星之列。但本書中,我們仍將它列入九大行星之列,進行介紹。
由於行星有一定的視圓麵,所以它們不像恒星那樣有星光閃爍的現象。
行星環繞太陽公轉時,在天空中的相對位置在短時間內有明顯的變化,在群星中時現、時隱、時進、時退。
巨大的太陽係
太陽係指由太陽及其行星組成的天體係統,它的成員有太陽9大行星、50多顆衛星、2000多顆已被觀測到的小行星以及無數的彗星、流星體。
這個龐大的天體係統好比一個大家庭,所有的天體都以太陽為中心,沿著自己的軌道有條不紊地旋轉著,而且旋轉的方向基本相同,幾乎都在一個平麵上旋轉。
太陽係的幅員十分遼闊。它的半徑約為60億公裏。打個比方,如果我們乘坐目前世界上最快的時速為1500公裏的飛機,從冥王星飛到太陽,也要連續飛行457年的時間。太陽係如此巨大,可是在整個宇宙中,它隻是其中一個很小的部分。
太陽係時刻處於快速運動之中。太陽居於中心做著自轉運動,許多天體圍繞太陽旋轉,我們稱這些天體為“行星”。這些行星大多數都有圍繞自己運轉的更小天體,這些更小的天體被稱為“衛星”。行星和衛星構成了太陽係大家族的重要部分。
和行星一樣,其他天體也繞日公轉,比如像“小行星”這樣的微小天體,還有由冰物質構成的彗星。整個太陽係中的行星、衛星、小行星以及彗星都是因太陽的巨大引力而聚在一起的。
太陽——人類的萬物之源
太陽在宇宙中是一顆普通的恒星,但它能發光發熱。太陽的直徑是140萬千米,是地球直徑的109倍多。與其他星星相比,它顯得又大又亮。這是由於太陽與地球相距1.5億千米,與距地球第二近的恒星相比,這隻是很短的一段距離。目前為止,太陽已經照耀地球50億年了,但它還會繼續照耀50億年。
太陽是一個由熾熱氣體組成的能發光發熱的大火球。它的表麵溫度有6000℃,而內部溫度更高。
太陽帶有光和熱的表層稱為“太陽大氣”,由裏向外分為三個部分:光球、色球和日冕。
我們肉眼所能看見的太陽表麵很薄的一層叫做“光球”,厚度隻有500公裏,平均溫度約為6000℃,太陽的光輝,就是光球。恰恰因為光球遮住了人們肉眼的視線,使人們在很長一段時間內看不到太陽的真正麵目,更無法了解太陽內部的奧秘。
第二層即中間層是“色球”,厚度大約為2000公裏,是光球厚度的4倍,密度卻比光球更稀薄,幾乎是完全透明的。色球的溫度高達幾萬度,但它的光卻被光球遮擋住了,平時很少能看到。當出現日食現象的時候,太陽的光球會被月亮完全擋住,在黑暗的月輪邊緣可以看到一絲纖細的紅光,這便是色球的光亮。
第三層即最外一層是“日冕”,厚度約為數百萬公裏,日冕的光更微弱,用肉眼完全看不到,但日冕的溫度卻很高,達100萬度。在高溫下,太陽上的氫、氦等原子不斷被電離成帶正電的質子和帶負電的自由電子,它們掙脫太陽的引力,奔向廣袤的宇宙空間,這就形成了“太陽風”現象。在太陽表麵的三層結構中,隻有外層的日冕有不規則變化,有時呈圓形,有時則呈扁圓形。
除此之外,在太陽的邊緣外麵還常有紅色會發光的氣團,像火焰一樣,這是日珥。日珥有時向數十萬公裏高處放射,有時又向色球層落下來,實際上這是日冕不規則變化的一種形式。日珥差不多11年出現一次,我們用肉眼看不到,隻有在日全食時使用特別儀器才看得比較清楚。
太陽的光和熱的能源是氫聚變為氦的熱反應。太陽的主要成分就是氫(占71%)和氦(占27%),熱核反應在太陽內部進行,能量通過輻射和對流傳到表層,然後由表層發出光和熱,這就是天文學上所說的“太陽輻射”。
除了光和熱,太陽還向宇宙空間釋放出一種肉眼看不見的微粒流,稱為粒子流,也叫“太陽風”。太陽風使彗星的尾部總是朝著背離太陽的方向,太陽風還不斷撞擊各個行星。當太陽風經過地球的北極和南極時,會與空氣發生摩擦,產生漂亮的紅、藍、綠、紫等色彩,這就是極光。
太陽光到達地球後,能轉化成各種形式的能量。首先,太陽把地麵和空氣曬熱,曬熱的空氣上升,空氣流動形成風,轉化為風能。其次,太陽把水麵和地麵曬熱,使一部分水蒸發,水汽升到空中形成雲,以雨雪的形式降下來,彙入江河,太陽能轉化為水能。而植物需要陽光來發生光合作用,這時,太陽能轉化為植物的化學能。
正是由於太陽的巨大作用,所以我們常常說太陽是地球的萬物之源,地球上的一切能源幾乎都是直接或間接來源於太陽,氣候變化、生物生長、人類生存都離不開太陽。
九大行星之一——水星
水星是九大行星中最靠近太陽的行星,在我國古代人它被稱為“水辰星”。西方人叫它“墨丘利”,墨丘利是羅馬神話中專為眾神傳遞信息的使者,而水星也不愧為信使的稱號:它是太陽係中運動最快的行星。水星公轉平均速度為每秒48公裏,公轉周期約為88天。
水星雖然名為“水星”,但實際上水星上幹枯荒涼,一滴水也沒有。這是因為水星離太陽太近,朝向太陽的一麵受烈日曝曬,溫度高達400℃以上,這樣的溫度連鎢都會融化,如果有水也早蒸發完了。水星背向太陽的一麵溫度非常低,達零下173℃,在這樣低的溫度下也不可能有液態的水。溫差達500~600℃,都不可能有水存在。
由於水星距離太陽太近了,而且個頭又小,所以天空中很難看到它。水星的表麵和月球表麵極為相似,上麵布滿了大大小小的環形山。水星的大氣極為稀薄,晝夜溫差很大,白天表麵溫度可達427度以上,黑夜最低溫度可降到零下173度左右。
水星的半徑為2440公裏,是地球半徑的38.3%。水星的體積是地球的5.62%,質量是地球的0.05倍。水星外貌如月,內部卻與地球一樣,也分為殼、幔、核三層。天文學家認為水星的外殼是由矽酸鹽構成的,它的內部有個比月球還大的鐵質內核。
水星的自轉周期為58.646日,自轉方向與公轉方向相同。由於自轉周期與公轉周期很接近,所以水星上的一晝夜比水星自轉一周的時間要長得多。它的一晝夜為地球上的176天,白天和黑夜各88天。