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太阳系的模型

所谓的太阳系是围绕太阳恒星的包括我们地球的星系。以引力主宰太阳系的太阳为本系的中心。太阳的质量比地球的大330 000倍,占据了整个太阳系总质量的99.8%。太阳的直径为大约1 400 000 千里,是地球的109倍。除此之外,太阳系是由8颗大行星与围绕它们的150多颗卫星和其它小天体如小行星、彗星和陨石而构成的。

依照着太阳的距离,行星序是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和距离最大的海王星。

为了测量太阳系内天体之间的距离,我们一般采用所谓的“天文单位“(以AU表示)。一个天文单位是以地球到太阳的平均距离而下定义的。因此地球围绕太阳的轨道距离为一个天文单位(1AU),约等于1.5亿千米。例如,木星的轨道离太阳的距离为5.2天文单位,换句话说,木星的轨道距离比地球的大5.2倍。

太阳系行星分为两大类:类地行星(有时也称为内行星)和类木行星(外行星)。上述的分类依靠着大行星的表面是否是固体的。

类地行星 (固体行星)

水星是太阳系内最小的,最靠近太阳的大行星。因没有大气层,太阳照射的半球(白天)和太阳没有照射的半球(夜晚)的温度区别非常大。水星的表面与月球的很相似。其表面布满了许多大小不同的由小行星和陨石撞击水星表面而形成的撞击坑,但没有类似月球的低洼平原,所谓的“月海”。水星离太阳的距离为0.387天文单位,其直径为地球的三分之一,也就是地球的0.38。水星公转周期为0.24年。

金星大体上类似与地球。但金星的大气层的大部分是由二氧化碳构成的,因而产生了强烈的温室效应,使得金星的表面温度维持在400摄氏度以上。因此金星上生物无法生存。金星的轨道离太阳的距离为0.72天文单位,它的直径稍微小与地球(为地球的0.95),其公转周期为0.645年。

地球属太阳系内行星中最大的。地球围绕太阳的轨道距离为一个天文单位(1AU),约等于1.5亿千米。其直径为12 700千米,公转太阳一圈1年,就是地球的公转周期下了一年的定义。地球拥有一颗天然卫星,即月球。月球轨道离地球的平均距离为384 000千米(0.0026天文单位),比地球离太阳的距离小400倍。月球和地球的大小比例也不寻常。其它大行星的卫星大小与所围绕行星的小好多倍,但月球的直径为地球的四分之一,才0.273地球直径,也就是3476千米。因此它属于太阳系中最大卫星之一。月球绕地球一周平均为29.5日,大约属一个历月。

火星是太阳系中第二小大行星。火星拥有两颗较小的天然卫星:福伯斯 (Phobos:古希腊语中指“畏惧”)和戴摩斯(Deimos:古希腊语中指“慌乱”)。火星的大气大部分由二氧化碳组成,有少量的水气。其表面的条件最接近与地球。由于火星离太阳的距离较大,其表面温度较低,约为-30摄氏度,赤道中午时可达到15摄氏度。火星跟地球一样,两极地区的表面拥有我们所谓“冰冠”的大冰块。此冰冠是由二氧化碳构成水冰云和干冰云而形成的。我们用天文望远镜观察火星时,就能在其星球的上下边缘观察到白色的斑点。火星的轨道离太阳的距离为1.52天文单位,它的直径为地球的二分之一(0.533地球),其公转周期为1.88年。

类木行星 (气体行星)

木星是太阳系大行星中最大的。木星是一颗主要由氢和氦组成的气体巨星。它没有岩石外壳。充满气体的没有明显边缘的大气之下是液态的表面,随着深度的增加,逐渐转变为固体的小核。木星光环是由陨石撞击其表面后而喷出去的类似尘埃的小石块而构成的。木星拥有60多天然卫星,其中四颗最大的,也就是所谓的“伽利略卫星”叫“伊奥”(Io, 木卫一)、“欧罗巴” (Europa,木卫二)、“加尼美得” (Ganymed,木卫三)、“卡利斯托” (Callisto,木卫四),按木星距离为序。上述的卫星是伽利略1610年发现的。木星的公转轨道离太阳的距离为5.2天文单位,它的直径为地球的11.2倍。其公转周期为11.87年。

土星是太阳系中第二大行星。它由明显的环系统而著名。土星环的总直径为420 000千米,但只有几百米厚。它们是由直径不超过几米的冰粒、尘埃和岩石而构成的。土星有60多颗卫星围绕着它,但这数字可能不准。随着新技术的发展不断地发现新的卫星。直径大约5150千米的“泰坦”(Titan,土卫六)是土星的卫星中最大的。其它著名的土卫星为“米玛斯”(Mimas,土卫一)、“恩克拉多斯” (Enceladus,土卫二)、“特提斯” (Tethys,土卫三)、“狄俄涅” (Dione,土卫四)、“瑞雅” (Rhea,土卫五)和“伊阿佩托斯” (Japetus,土卫八)。土星的轨道离太阳的距离为9.53天文单位,它的赤道直径约为地球的9.5倍。其公转周期为29.65年。

天王星是太阳系的八大行星中第三大行星。基本上是由岩石和各种冰组成的。与木星和土星相比,它仅含有83%的氢、15%的氦和微量的甲烷及其它元素。天王星是第一个古时未知而后代才发现的大行星。天王星的光环比较黯淡,是由直径约10米的岩石而构成的。天王星拥有27颗已知的卫星,其中最大五颗为“米兰达”(Miranda, 天卫五)、“爱里尔”(Ariel, 天卫一)、“昂布里尔”(Umbriel, 天卫二)、“奥伯龙”(Oberon, 天卫四)和“蒂但尼亚”(Titania, 天卫三)。天王星的公转轨道离太阳的距离为19.2天文单位,其赤道直径为地球的4倍。其公转周期为84.1年。

海王星是环绕太阳运行的第八颗离太阳最为远的大行星。海王星稍微小于天王星。它的外观、赤道直径及质量与天王星很相似。但天王星的大气不如海王星的多变多样,而暴风雨多。“漫游者2号”(Voyager 2)探索器发现了海王星有3条光环,但它们较暗淡而薄。海王星拥有13颗已知的卫星。其中最大的称谓“崔顿”(Triton, 海卫一)。它是太阳系中最冷的天体之一,其表面温度为 -228摄氏度。海王星的轨道半径为30.0天文单位,其赤道直径为地球的4倍。其公转周期为164.9年。

本文章的作者:Mgr. Petr Štěpán, Brno, ČR (布尔诺,捷克)


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