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九大行星的奥秘之门

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  • 2006-10-15 17:24:11
      水星 (Mercury) 
    水星是离太阳最近的行星。它的体积在太阳系中列倒数第二。它的直径比地球小40%,比月球大40%。水星甚至比木星的卫星Ganymede(木卫三)和土星的卫星Titan(土卫六)还小。 
    假如有位探险家在水星表面漫步,他会发现一个类似月球表面的世界。
      尘埃覆盖着陨石撞成的起伏山峦,几公里高的断层悬崖绵延数百公里,到处是大大小小的陨石坑。他将发现太阳看上去要比在地球上大二倍半。由于没有足够的大气来散射阳光,天空通常都是漆黑一片。如果仰望天空,他也许会发现两颗明亮的星:一颗是淡黄色的金星,另一颗是蓝色的地球。
       从地球上观测,水星的与太阳的最大距角只有28度,它只在黎明或白天出现在天空,因此对它的观测非常困难。致使在“水手”10号造访水星前,人们对水星的认识都非常少。 水星绕太阳一周只需87。969个地球日,而它自转一圈为 58。6462个地球日。
      由于它的公转与自转之间的关系较为复杂,如果按从太阳升起到太阳落下为一个单位来计算,水星上的一天将是176个地球日。 从“水手”10号探测飞船发回的图片上可以看到,水星的表面与月球非常类似,布满了陨石坑。水星上最大的陨石坑是Caloris盆地,它的直径约为1300公里,使它形成的陨石直径可能超过100公里。
       水星上看来不可能存在水,它的大气非常少,而且在白天气温非常高。但1991年科学家在水星的北极发现了一个不同寻常的亮点。造成这个亮点的可能是在地表或地下的冰。水星上是否有可能存在冰?由于水星的轨道比较特殊,在它的北极,太阳始终只在地平线上徘徊。
      在一些陨石坑内部,可能由于永远见不到阳光而使温度降至-161摄氏度以下。这样低的温度就有可能凝固从行星内部释放出来的气体,或积存从太空来的冰。 水星的大气少得可怜,它的主要成份为氦 (42%)、汽化钠(42%)和氧(15%),它的平均地表温度为 179摄氏度,最高为427摄氏度,最低为-173摄氏度。
       水星的Caloris盆地,位于水星近日点 水星上放射状的陨石坑,其形成期一定非常短 水星上的双环盆地,内环较外环低一些 穿过各个水星盆地隆起的山脊,当是水星内部剧烈的造山运动所致 水星Antoniadi山脉,自图中右下蜿蜒至左上 金星 (Venus) 由于金星分别在早晨和黄昏出现在天空,古代的占星家们一直认为存在着两颗这样的行星,于是分别将它们称为“晨星”和“昏星”。
      英语中,金星——“维纳斯”(Venus)是古罗马的爱情与美丽之神。它一直被卷曲的云层笼罩在神秘的面纱中。 金星是距太阳的第二颗行星。由于金星和地球在大小、质量、密度和重量上非常相似,而且金星和地球几乎都由同一星云同时形成,占星家们将它们当作姐妹行星。
      然而不久前科学家们发现,事实上金星与地球非常不同。金星上没有海洋,它被厚厚的主要成份为二氧化碳的大气所包围,一点水也没有。它的云层是由硫酸微滴组成的。在地表,它的大气压相当于在地球海平面上的92倍。 由于金星厚厚的二氧化碳大气层造成的“温室效应”,金星地表的温度高达482摄氏度左右。
      阳光透过大气将金星表面烤热。地表的热量在向外辐射的过程中受到大气的阻隔,无法散发到外层空间。这使得金星比水星还要热。 金星上的一天相当于地球上的243天,比它225天的一年还要长。金星是自东向西自转的,这意味着在金星上,太阳是西升东落的。
       金星的浓厚的云层至今仍是妨碍科学家揭开金星表面奥秘的主要原因。射电望远镜和射电摄影系统的出现使我们能够看到厚厚的云层下面的金星表面。 金星的表面比较年轻,当是300至500万年前才形成的。科学家们正在研究是何原因导致这一现象的。金星的地形主要是覆盖着熔岩的广阔平原和受地质活动破坏的山脉或高原。
      位于Ishtar区域的Maxwell山是金星上最高的山峰。Aphrodite区域的高原几乎占据了赤道地区的一半。Magellan计划中获得的金星2。5公里以上高原区图像显示存在明亮的潮湿土壤。然而,在金星表面,液态水是不可能存在的,无法解释明亮高原的原因。
      有一种假设认为这些明亮的区域可能是由于金属化合物。研究显示,这些金属可能是硫化铁。它无法在平原地区存在,但在高原地区是可能的。这些金属也可能是外来的,它导致的效果是一样的,但浓度要低一些。 金星的表面随机布满了许多小型陨石坑。由于金星的浓厚大气,直径小于2公里的陨石坑几乎无法保留下来。
      而当大型陨石在小型陨坑形成前撞击金星表面,其产生的碎片在地表产生了例外的陨石坑群。火山及火山活动金星表面为数很多。至少85%的金星表面覆盖着火山岩。大量的熔岩流经几百公里,填满低地,形成了广阔的平原。除了几百个大型火山,100000多座小型火山口点缀在金星表面。
      从火山中喷出的熔岩流产生了了长长的沟渠,范围大至几百公里,其中一条的范围超过7000公里。 地球 (Earth) 对住在地球上的人类而言,这颗有着广阔天空和蓝色海洋的行星始终给人以坚实、巨大的感觉。然而在宇宙中,地球给宇航员们的印象却并非如此:这个在一层薄薄而脆弱的大气笼罩下的星球并不见得有多大。
      在太空中,地球的特征是明显的:漆黑的太空、蓝色海洋、棕绿色的大块陆地和白色的云层。 人们梦想能在太空中旅行,能欣赏宇宙的奇观。而从某种意义上说,我们都是太空旅行者。我们的宇宙飞船是地球,飞行速度是每小时 108000 公里。 地球是太阳的从里往外数第三颗行星,距太阳大约有 150000000 公里。
      地球每 365。256 天绕太阳运行一圈,每 23。9345 小时自转一圈。它的直径为 12756 公里,只比金星大了一百多公里。 地球是一个活跃的行星。根据板块构造说,地壳由几大板块构成,这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。它的运动方式基本有两种:扩张和缩小。
      扩张运动表现为两个板块相互远离,地下岩浆涌出形成新的地壳;缩小运动表现为两个板块相互碰撞,一个板块钻到另一板块的下面,在地幔的高温中逐渐消融。在板块交界处常常存在许多巨大的断层,地震频繁,火山众多。地球的外壳非常年轻,它不断受到大气、水和生物的侵蚀,并在地质运动中不断地重建。
      所以地球表面没有像月球那样坑坑洼洼地遍布陨石坑。这样的地壳构造在太阳系中是独一无二的。 地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78%,氧气占21%,余下的1%是其他成份。地表年平均气温15摄氏度,平均气压101。3千帕。地球初步形成时,大气中存在有大量的二氧化碳,但是到今天,它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石,少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。
      地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应,这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的-21℃提高到了宜人的14℃,没有它海洋将会结冰,生命将不复存在。而随着社会的发展,人类将大量的二氧化碳被排放到了大气中:过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。
      我们不希望地球变得像金星般炎热。 地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下,磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其它天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击,大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。
       人类开始太空探索后,我们已对自己的行星有了更多的认识。人类的第一颗人造地球卫星发现地球周围有一个强烈的辐射区,现在我们把它叫作 Van Allen 辐射带。这个辐射带是宇宙中高速运动的带电粒子在赤道上空被地球的磁场俘获而形成的一个环状区域。
      曾经被认为非常平静上层大气,其实是非常活跃的,它在太阳辐射的影响下遵循着热胀冷缩规律。上层大气的这些特性对地球的天气系统有很重要的影响。 地球只有一个天然卫星——月球。有人认为小行星 3753 (1986 TO) 是地球的另一个卫星,但事实上尽管它与地球的轨道有着很复杂关系,但还不能称之为卫星,最多只能叫它地球的“伙伴”。
      不过现在越来越多的人造卫星被放到了地球轨道上,从某种意义上说地球已经有了成千上万颗卫星。 “伽利略”木星探测飞船发回的地球与月球的合影。地球上棕色的是南美洲 “伽利略”木星探测飞船在飞临地球后,“掉头”拍摄的地月合影 “水手”10号拍摄的地月合影。
      地月体积比例关系非常明显。从这个角度看地球上全是水 火星 (Mars) 火星是距太阳的第四个行星,它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的,因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。 火星的南半球是类似月球的布满陨石坑的古老高原,而北半球大多由年轻的平原组成。
      火星上高24公里的“奥林匹斯”山可称为是太阳系中最高的山脉。在距火星大约几万公里的地方,有两颗非常小的星体,它们是火星的卫星。 在汉语中,火星的名字让人联想到“火”和炎热,但事实上,这颗红色的星球却异常寒冷和干燥。尽管如此,火星仍然是太阳系中与地球最相似的一颗行星。
      它的体积比地球小,大气也比地球稀薄。 火星的大气非常稀薄,大气压只有地球的千分之七。火星大气的主要成份是二氧化碳,其他成份还有氮、氩、氧等。水在火星大气中的比重只有百分之零点零三。因而火星表面异常干燥。 火星的平均气温为零下五十五摄氏度,而温差较大:在夏季的昼间,气温最高为二十摄氏度,而在冬季,气温则可低达零下一百多摄氏度。
      火星上经常有强风,因而常导致大范围的尘暴。 虽然火星大气中的水少得可怜,但科学家们发现,火星上的许多地区有被侵蚀的迹象,而且那纵横交错的河床似乎在告诉我们,火星上曾经有过液态的水,而且水还很多,它们聚集成大大小小的湖泊,甚至海洋。科学家们作出的解释是,在火星的形成初期,这个星球被厚厚的二氧化碳云层所包裹,导致了强大的“温室效应”,受太阳辐射后,火星表面的热量被云层阻隔,无法散发到外层空间,使得气温升高,使水能以液态存在。
      那时的火星温暖湿润,可能孕育过生命。 在火星的两极有大量的固态二氧化碳(干冰),科学家们猜测,在这些巨大的冰盖下面可能存在着固态的水。 木星 (Jupiter) 木星是距太阳的第五颗行星,并且是太阳系中最大的行星。如果木星的内部是空的,它能装下一千多个地球。
      木星的成份也比其他行星更为复杂。它的重量为1。9 x 10 27公斤,赤道直径为142,800公里。木星拥有16个卫星,其中的四个(木卫四、木卫二、木卫三和木卫一)早在1610年就被伽利略发现了。1979年,“旅行者”一号发现木星也有环,但它非常昏暗,在地球上几乎看不到。
      木星的大气非常厚,可能它本身就像太阳那样是个气体球。木星大气的主要成份是氢和氦,以及少量的甲烷、氨、水汽和其他化合物。在木星的内部,由于巨大的压力,氢原子中的电子被释放出来,仅存赤裸的质子。使氢呈现金属特性。 纬线上色彩分明的条纹、翻腾的云层和风暴象征着木星多变的天气系统。
      云层图案每小时每天都在变化。“大红斑”是一个复杂的按顺时针方向运动的风暴。其外缘每四至六天旋转一圈,而在中心附近,运动很小,且方向不定。在条状云层上可以发现一系列小风暴和漩涡。木星大气层的平均温度为-121摄氏度。 在木星的两极,发现了与地球上的十分相似的极光。
      这似乎与沿木卫一螺旋形的磁力线进入木星大气的物质有关。在木星的云层上端,也发现有与地球上类似的高空闪电。 世纪之吻 1994年7月16-22日,被木星强大引力“扯碎”的至少20片舒梅克·列维彗星(Shoemaker-Levy)的碎片以每秒约60公里的速度冲进木星大气层,与这颗太阳系中最大的行星发生了撞击。
       这是编号为G的碎片撞击木星后发出的闪光 彗星最大的碎片直径达两公里。撞击产生的最大“伤痕”几乎和地球一样大,并持续几个月之久。这次撞击被称为“世纪之吻”。 从三个不同角度观察彗星撞击木星的景观从左至右分别为:地球、旅行者二号和木星南极 从旅行者观察彗星撞击木星的景观 “旅行者”二号拍摄的木星环 木星的第二大卫星木卫四(Callisto),它的大小和水星不相上下 木星的五个卫星,从左上至右下分别为:木卫五(Amalthea)、木卫一(Io)、木卫二(Europa)、木星最大的卫星木卫三(Ganymede)、和木卫四(Callisto) 木卫一(Io),棕黄色的区域可能是由于覆盖着的硫黄。
      受木星强大引力的影响,木卫一上的火山作周期性的喷发。 “旅行者”二号拍摄到木卫一(Io)上的火山正在喷发,喷出物高逾100公里 “旅行者”一号拍摄到的木卫一(Io)上一座正在喷发的 土星(Saturn) 土星探测飞船卡西尼号已于 1997 年 10 月 15 日升空,将于 2004 年 7 月 1 日抵达土星。
       人类在有史以前就已经对土星进行了观测。1610 年,伽利略第一次通过望远镜对它进行了观测,并记录下了它奇特的运行轨迹。早期观测土星非常困难,这是因为每过几年地球就要穿越土星光环所在的平面。直至 1659 年惠更斯推断出光环的几何形状后情况才有所改变。
      土星一直被认为是太阳系中唯一拥有光环的行星。但 1977 年人们发现天王星也有暗淡的光环,此后不久在木星和海王星周围也发现了光环。 土星是距太阳的第 6 颗行星,赤道直径 119,300 千米,在太阳系中位居第二。1980-81 年旅行者号飞船的探测给人们带来了许多有关这颗行星的知识。
      土星的飞速自转使它的两极明显地扁平。土星自转一周 10 小时 39 分,公转一周为 29。5 个地球年。 土星大气的主要成份是氢,另外还有少量的氢和甲烷。土星是太阳系中唯一密度比水小的行星,要是把它扔进一个足够大的海洋,它肯定会浮在水面。
      黄色的土星表面有明显的宽阔条纹,这和木星非常相似,但不如木星来得鲜明。土星大气内部风速极高。在赤道附近风速可以达每秒 500 米。在土星的南北极也有与地球相似的极光。 巨大的光环使土星成为太阳系里一颗非常美丽的行星。土星的光环其实可分成几个不同的部分,最明亮、宽阔的是 A 环和B 环,较暗的是 C 环。
      光环的各部分之间有明显的裂缝,最大裂缝的是 A 环和 B 环间的的 Cassini 裂缝,它是由 Giovanni Cassini 在 1657 年发现的。A 环内的 Encke 缝则是由 Johann Encke 1837 年发现的。通过飞船的探测,人们还发现较宽的光环其实是由许多狭窄的小环组成的。
       光环的形成原因还不十分清楚,据推测可能是由彗星、小行星与较大的土卫相撞后产生的碎片组成的。光环可能含有大量的水份,构成它们的是直径从几厘米到几米的冰块和雪球。某些光环,如 F 环的结构在邻近的卫星引力拉扯下结构发生了细微的变化。 科学家在“旅行者”号飞船发回的一张图片中发现,土星宽阔的 B 环上带有放射状的阴影,但在“旅行者”号此后拍摄的其他图片中却没有。
      据推测,这一现象可能因为光环在某些时候带有静电,漂浮在宇宙中的尘埃被吸附而造成的。 天王星 (Uranus) 天王星是距太阳的第七颗行星,在太阳系中,它的体积位居第三。天王星的体积在九大行星中仅次于木星和土星,体积约为地球 的65倍,质量相当于地球的14。
      63倍。 它是1781年发现的。天王星赤道直径51800公里,以6。81千米/秒的平均速度绕太阳公转,公转周期为84。01个地球年。它与太阳的平均距离为2。87亿公里。天王星上的一天是17小时14分钟。它是太阳系中唯一个“躺”着围绕太阳运转的行星。
      天王星至少有15个卫星。最大的两个是1787年发现的。 天王星的大气层中83%是氢,15%为氦,2%为甲烷以及少量的乙炔和碳氢化合物。上层大气层的甲烷吸收红光,使天王星呈现蓝绿色。大气在固定纬度集结成云层,类似于木星和土星在纬线上鲜艳的条状色带。
      由于天王星的自转,星体中纬度有风。风速大约是每秒40-160米。经无线电科学测试,发现在赤道附近有大约每秒一百米的逆风。海王星云层的平均温度为零下193摄氏度。 新月状的天王星 天王星的11条昏暗的环 “哈勃”拍到的带环的天王星和它的两个卫星 “旅行者”拍到的天王星环 真彩与伪彩的天王星照片 天王星有15颗卫星,这5颗是最大的 天王星的卫星Ariel,其表面布满麻点似的弹坑,还有裂缝和峡谷,看起来象火星表面 天王星的卫星Umbriel,与Ariel差不多,密度亦然,也布满巨大弹坑,在其顶端有一明亮奇怪的光环 天王星的卫星Titania,最大的卫星,表面有巨大撞击盆地,图片可见其一 海王星 (Neptune) 海王星是太阳系中最外缘的一颗巨行星,赤道直径49,500公里。
      如果海王星上有洞,它能容纳近60个地球。海王星每165年绕太阳一周。海王星上的一天为16小时6。7分钟。 海王星的内部是熔岩、水、液氨和甲烷的混合物组成的。外面的一层是氢、氦、水和甲烷组成的气体的混合物。甲烷赋予了海王星云层蓝色的外观。 海王星云层的平均温度为零下193摄氏度至零下153摄氏度,大气压约为1-3帕。
       海王星上有明显的狭长而明亮的云层,它与地球上的藤蔓状云十分相似。在北半球的低纬度,“旅行者”号曾拍到过条状云投在下层云体上的阴影。 海王星是个多变的行星,它有几个巨大的黑斑,让人想起木星风暴“大红斑”。最大的一个“大黑斑”有地球那么大。
       海王星上也有像其它行星一样的强风。相对于行星的自转方向,大多数风向都是向西吹的。大黑斑附近风速可以达到每小时2000公里。 海王星有8个卫星,其中的6个是由旅行者号发现的。左图为“旅行者”号拍摄到的海王星与海卫一的的剪影。 海王星有四个狭窄而模糊的环。
      这些环可能是由小型陨石撞击海王星卫星而形成的尘埃组成的。 “旅行者”拍到的大黑斑 大黑斑近观 海王星与它的卫星 奇异的海王星螺旋状环 黯淡的海王星环 最早发现的海王星卫星 Triton Triton 局部 海王星卫星Triton Triton 地平线上的海王星 Triton上的黑色和白色斑点 海王星 8 颗卫星中 Triton 是最大的一个。
      这是海王星和 Triton 的合影 冥王星 (Pluto) 冥王星是 1930 年发现的,是太阳系中最后一颗被发现的行星。冥王星通常离太阳比太阳系中的其他行星都远,但由于它的轨道与海王星有一段相交之处,冥王星在它长达 249 年的公转周期中有 20 年比海王星更接近太阳。
      1989 年它已到了近日点,从那时开始到 1999 年 3 月 14 日,将是冥王星比海王星更接近太阳的最后 10 年。 地面观察显示,冥王星的表面覆盖着固体的甲烷,它有一层薄薄的大气。随着冥王星渐渐远离太阳,这层薄薄的气体将逐渐在地表凝固。
      美国宇航局计划于 2001 年向冥王星发射宇宙飞船,使得科学家们能够在它的大气凝固前研究这个遥远的星球。 1978 年发现冥王星有一个卫星“卡戎” (Charon)。这个卫星的表面看上去似乎与冥王星不同,它的表面覆盖着的冰似乎比固态的甲烷还多。
      由于它的轨道被冥王星的引力所固定,所以它始终只有一个半球朝向冥王星。 由于还没有宇宙飞船访问过冥王星,因此它至今还是一颗神秘的星球。因为冥王星与太阳的距离是如此遥远,致使它表面的温度几乎接近零下 240 摄氏度。在冥王星上,太阳看上去不过是一颗明亮的星星。
       不过现在冥王星已不是行星了!所以现在只有八大行星了哦!。

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