宇宙地理知识“太阳系”

伤我心太深

宇宙地理之太阳系1.太阳
2.水星
3.金星
4.地球
5.火星
6.木星
7.中国主要城市经纬度表
8.寻找太阳系第十颗大行星
9.怎样飞越太阳系？
10.太阳系的起源
11.月球—未来的能源供应基地
12.太阳表面也有山峰和山谷
13.太阳对地球的影响
14.太阳黑子爆发全过程(动态图)
15.太阳风暴日记
16.解疑太阳风暴




太阳系


基础知识

太阳系由太阳、九大行星、66颗行星的卫星，大量的小星体（彗星及小行星），行星际间的介质。
太阳系内层包含太阳，水星，金星，地球，火星；
这些行星都以太阳为中心以椭圆轨道公转，虽然除了水星和冥王星的十分接近于圆。行星轨道中或多或少在同一平面内（称为黄道面并以地球公转轨道面为基准）。黄道面与太阳赤道仅有7度的倾斜。冥王星的轨道大都脱离了黄道面，倾斜度达17度。上面的图表从一个特定的高于黄道面的透视角显示了各轨道的相对大小及关系（非圆的现象显而易见）。它们绕轨道运动的方向一致（从太阳北极上看是逆时针方向）；除金星和天王星外自转方向也如此。




分类：
这些物体的分类是次要的争论。按传统说法，太阳系被分为行星（绕太阳公转的大物体），它们的卫星（如月球，绕行星公转的各种大小的星体），小行星（小型的密集的绕太阳公转的星体）和彗星（小个体的冰质的绕高度偏心轨道公转的星体）。不幸的是，太阳系远比这里提到的复杂：
有几个卫星比冥王星大，并有两个大于水星；
有几个小卫星很有可能是被吸引到的小行星；
彗星有时与小行星进行区别；
Kuiper带物体和别的类似Chiron的物体运行不太符合计算；
地球/月球和冥王星/冥卫一的运动系统有时被认为是“双星系统”。
别的分类是以化学组成为基础的，或以起源假说为基础，这个正在试图以自然规律加以证实，但它们常常由于太多的级别或太多的例外而终止使用。大多数星体是独一无二的；我们当前所理解的是不足以建立清楚的分类的。在随后的几页，我将使用常用的分类。

这九大行星通常按以下几个方法分类：

根据组成：

　　固态的由石头构成的行星：水星，金星，地球和火星：
　　固态行星主要由岩石与金属构成，高密度，自转速度慢，固态表面，没有光环，卫星较少。
　　较大的气态行星：木星，土星，天王星和海王星：
　　气态行星主要由氢和氦构成，密度低，自转速度快，大气层厚，有光环和很多卫星。
　　冥王星。
根据大小:
　　小行星：水星，金星，地球，火星和冥王星。
　　小行星的直径小于13000公里。
　　巨行星：木星，土星，天王星和海王星。
　　巨行星的直径大于48000公里。
　　水星和冥王星有时被称作次行星(lesser planets)（不要与次级行星(minor planets)－－小行星的官方命名－－相混乱）。
　　巨行星有时被称为气态行星。

根据相对太阳的位置：
　　内层行星：水星，金星，地球和火星。
　　外层行星：木星，土星，天王星，海王星和冥王星。
　　在火星和木星之间的小行星带组成了区别内层行星和外层行星的标志。

根据相对地球的位置：
　　地内行星：水星和金星。
　　离太阳与地球较近。
　　地内行星看起来的如同地球上看有时不完整的月亮。
　　地球。
　　地外行星：火星到冥王星。
　　离太阳与地球较远。
　　地外行星看起来通常是完整的，或近乎完整的。

根据历史：
　　古典行星：水星，金星，火星，木星和土星。
　　史前即以得知
　　可用肉眼观测
　　现代行星：天王星，海王星，冥王星。
　　近现代所发现
　　用望远镜观测
　　地球

未知点：
　　太阳系是怎样起源的？一般来说是由尘粒与气体的星云压缩形成的，但详情很不清楚。
　　行星系统如何与其他星系共处？已有了木星般大小的在附近轨道运动的物件的恒星的极好的证据。组成固态行星的条件是什么？看起来地球这样的星体并不是独一无二的，但目前还没有直接证据证明这个或其他。
　　太阳系的别的地方有生命吗？如果没有的话，为什么地球会特殊呢？
　　太阳系外有生命吗？智慧生物存在吗？
　　生命是不是整个宇宙进化时稀少而又不寻常甚至独一无二的事件或者说它是不是可适应的，广泛阔展的，通常都有的？
外层的行星为木星，土星，天王星，海王星和冥王星。

太阳

质量（克）	1.9891E33
日地平均距离（米）	1.49597870E11
日地最远距离（米）	1.5210E11
日地最近距离（米）	1.4710E11
太阳常数(卡·每平方厘米·每分)	1.97
视差	8.794148"
半径（公里）	696265
表面积（平方公里）	6.087E12
体积（立方公里）	1.412E18
平均密度（克·每立方厘米）	1.409
表面有效温度(绝对温度）	5770
总辐射功率（焦·每秒）	3.83E26
赤道自转会合周期(天）	26.9
极区自转会合周期(天）	31.1
光谱型	G2V
目视星等	-26.74
绝对目视星等	4.83
热星等	-26.82
绝对热星等	4.75
发光强度(坎德拉）	2.84E27
照度(勒克斯）	1.27E5
表面重力加速度（地球为1）	27.9
表面脱离速度（公里/秒）	618
中心温度（绝对温度）	1.5E7
中心密度（克·每立方厘米）	1.6E8
中心压力（达因/平方厘米）	3.4E17
速度（公里/秒）	19.7
太阳总向（赤经，赤纬）	α=18h07m,δ=+30°
年龄	约50亿年
活动周期的平均长度	11.04年

太阳是距离地球最近的恒星，是太阳系的中心天体。太阳系质量的99.87%都集中在太阳，它强大的引力控制着大小行星、彗星等天体的运动。它孕育了地球文明，并且始终影响着地球生物。它是唯一可以详细研究表面结构的恒星，是一个巨大的天体物理实验室。但太阳只是银河系内一千亿颗恒星中普通的一员，位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约33000光年，在银道面以北约26光年,它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。
日 核
太阳的中心核反应区。约占太阳半径的20％，集中了太阳质量的一半。高温高压使这里的氢原子核聚变为氦，根据爱因斯坦的质能转换关系E=mc2，每秒钟有质量为6亿吨的氢热核聚变为5.96亿吨的氦，释放出相当于400万吨氢的能量，根据目前对太阳内部氢含量的估计，太阳至少还有50亿年的正常寿命。

辐　射　区
日核外面一层称为辐射区，范围从0.25个太阳半径到0.86太阳半径边缘温度约为70万开。从日核反应区发出的能量开始是以高能伽玛射线的形式发出，辐射区通过对这些高能粒子的吸收、再发射实现能量传递，经过无数次这种再吸收再辐射的漫长过程（一个光子脱离太阳可能需要1000年的时间）,高能伽马射线经过X射线、极紫外线、紫外线逐渐变为可见光和其他形式的辐射。若没有辐射区的中介作用，太阳将是一个仅发射高能射线的不可见天体。

对 流 层
在辐射区外侧，太阳气体呈对流的不稳定状态，厚度大约14万公里这里的温度、压力和密度变化梯度很大，物质径向对对流运动强烈而又非均匀性，可产生低频声波，将机械能通过光球传输到太阳的外层大气。
光 球
对流层上面的太阳大气称为光球，温度约5770开，即太阳的平均有效温度，光球内的温度随深度而增加，大气透明度有限，因此在观测中有临边昏暗现象。几乎全部可见光都是从这一层发射出的。光球上最显著的现象是太阳黑子，由于它比周围区域的温度相对较低约为4200开，使其看起来是“黑”的，实际上是具有强磁场的低温漩涡。光球面上存在着不随时间变化且均匀分布的米粒状气团，它们呈激烈的起伏运动，是从对流层上升到光球的热气团，称为米粒组织，直径约1000到2000公里，它们时而出现时而消失，寿命约十分钟，存在超米粒组织，尺度达三万公里左右，寿命约20小时。

色 球
光球厚度约2000公里，几乎是透明的，平常看不到，只有在日全食时或使用专门的虑光镜观测。色球温度从底层的4500开上升到顶部的数万开。色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，称为日珥，大的日珥高于日面几十万公里。还有无数被称为针状体的高温等离子小日珥，针状体可高达9000多公里，宽约1000公里，平均寿命约五分钟。日珥在日面上的投影称为暗条。在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆发现象，称为耀斑。耀斑常发生在黑子群附近上空从射电波段到Ｘ射线的辐射通量会突然增强，同时大量高能粒子和等离子体喷发，对地球空间环境产生很大影响。

日 冕
太阳的最外层大气。由高温、低密度的等离子体组成。日冕温度达一二百万开。高温使气体获得克服太阳引力的动能，形成不断发射的较稳定粒子流太阳风，是造成彗星尾背向太阳的主要动力。

水 星

轨道长半径(天文距离单位)	0.387	九大行星中水星最靠近太阳，水星和太阳之间的视角距不超过28度，我国古代称其为“辰星”。水星公转轨道的近日点进动受太阳强大质量影响，有每世纪快43〞的反常进动，可用相对论解释。水星凌日平均每世纪发生13次，下次水星凌日将发生在1999年11月15日。九大行星中，除地球之外，水星的密度最大。可能有一个含铁丰富的致密内核，直径大约和月球相当。1974年3月、9月和1975年3月，美国发射的"水手10号"探测了水星，向地面发回5000多张照片。水星地貌酷似月球，大小不一的环形山，还有辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形。水星大气非常稀薄，昼夜温差很大，阳光直射处温度高达427℃，夜晚降低到-173℃。水星有出人意料的微弱的磁场和辐射带。
轨道长半径(千万公里)	57.9
公转的恒星周期(日)	87.70
公转的会合周期(日)	116
轨道偏心率	0.206
轨道倾角(度)	7.0
升交点黄经(度)	47.9
近日点黄经(度)	76.8
平均轨道速度(公里)	47.89
赤道半径(公里)	2439
扁率	0.0
质量(地球质量=1)	0.0553
密度(克/立方厘米)	5.43
赤道引力(地球=1)	0.38
逃逸速度(公里/秒)	4.3
自转周期(日)	58.65
黄赤交角(度)	0
反照率	0.06
最大亮度	-1.9
卫星数(已确认的)	无

金 星

轨道长半径(天文距离单位)	0.723		金星有浓密的大气层，为了揭开这层面纱，20世纪60年代美国和苏联开始竞相发射探测器到金星上去，仅在1978年12月4日到25日，美苏就各有两个考察船在进行着陆。金星没有辐射带和磁场，大气中二氧化碳的含量在97%以上，还有少量的氮、氩、一氧化碳、水蒸气及氯化氢等。强烈的“温室效应”使金星表面温度高达465-485摄氏度，温差很小，基本上没有昼夜、季节和地区的差别。金星表面的气压为90，相当于地球上海洋深处900米左右所受的压力。表面风速大约2-3米/秒，随高度的增加，风速逐渐增大，在50-70公里高空，风速高达100米/秒，强烈的对流产生了频繁的闪电。在离金星表面30-88公里的空间，是一层浓密的硫酸雾。金星表面不存在任何液态水，没有任何生命形式存在的可能。金星上最高的山脉是麦克斯威尔山，高度11270米,北半球大高原长3200公里，宽1600公里，比西藏高原大的多，有一条大裂缝穿过赤道地区，是太阳系天体上发现的最大裂缝。
轨道长半径(千万公里)	108.2
公转的恒星周期(日)	224.70
公转的会合周期(日)	586
轨道偏心率	0.007
轨道倾角(度)	3.4
升交点黄经(度)	76.3
近日点黄经(度)	131.0
平均轨道速度(公里)	35.03
赤道半径(公里)	6052
扁率	0.0
质量(地球质量=1)	0.8150
密度(克/立方厘米)	5.24
赤道引力(地球=1)	0.91
逃逸速度(公里/秒)	10.4
自转周期(日)(逆向)	243.01
黄赤交角(度)	177.8
反照率	0.85
最大亮度	-4.4
卫星	无

金星是天空中除了太阳和月亮外最亮的星，亮度最大时比全天最亮的恒星天狼星亮14倍，我国古代称它为“太白”，在地球上看金星和太阳的最大视角不超过48度，因此金星不会整夜出现在夜空中，我国民间称黎明时分的金星为启明星，傍晚时分的金星为长庚星。金星自转一周比公转一周还慢，所以金星上的一年比一天还短，并且是逆向自转，金星上看到的太阳是西升东落。金星也有凌日现象，下次金星凌日将发生在公元2004年6月8日。

地 球

轨道长半径(天文距离单位)	1.000		地球在茫茫宇宙中是个很不起眼但又得天独厚的星球。地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。 地球是一个三轴椭球体，赤道处略为隆起，两极略为扁平，赤道半径比极半径长20多公里。通过研究地震波、地磁波和火山爆发，一般认为地球内部有四个同心球层：内核、外核、地幔和地壳。地壳是由多块断裂的块体组成，大陆地壳平均厚约30多公里，海洋地壳仅5至8公里。地壳上层主要由硅铝氧化物构成，下层为玄武岩层，主要由硅镁氧化物构成。地幔厚度约2900公里，放射性元素集中，蜕变放热，将岩石熔融，是岩浆的发源地，物质呈可塑性固态，推动地壳板块的运动。地核平均厚度约3400公里，外核呈液态，内核为固态，主要由铁镍等金属元素构成，中心温度达6600℃，与太阳表面温度相当，压力可达370万个大气压。
轨道长半径(千万公里)	149.6
公转的恒星周期(日)	365.26
公转的会合周期(日)	-
轨道偏心率	0.017
轨道倾角(度)	0.0
升交点黄经(度)	0.0
近日点黄经(度)	102.3
平均轨道速度(公里)	29.79
赤道半径(公里)	6378
扁率	0.0034
质量(地球质量=1)	1.000
密度(克/立方厘米)	5.52
赤道引力(地球=1)	1.00
逃逸速度(公里/秒)	11.2
自转周期(日)	0.9973
黄赤交角(度)	23.44
反照率	0.40
最大亮度	-
卫星数(已确认的)	1

地球引力束缚着大量气体，形成地球大气层，大气质量约六千万亿吨，差不多占地球总质量的百万分之一，大气层最高可能延伸到离地面6400公里左右。大气中氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,还有少量水蒸气和尘埃等。根据各层大气的不同特点,从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、电离层和磁层。太阳发出的带电粒子被地球磁场俘获，在地球高空形成一条带电粒子带，分为内外两条，因为是美国科学家范艾伦最先发现的，因此又称为内范艾伦带和外范艾伦带。地球磁场使太阳风绕过地球,形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，称为磁层。当太阳活动激烈时，磁层等离子片中的高能粒子快速沿磁力线向地球极区沉降，形成千资百态、绚丽多彩的极光。地球拥有一颗天然卫星——月球。

火 星

轨道长半径(天文距离单位)	1.524	火星是一个冷酷的,没有生命的世界,表面75%是由硅酸盐,褐铁矿等铁氧化物构成的沙漠,一片橙红和棕红色的戈壁景象。 火星上一天的长度几乎和地球相同;自转轴倾角也和地球差不多,因此火星上也有四季的变化。当地球和火星运行到太阳的同一侧并差不多排列在一条直线时,称为火星冲日,由于火星的椭圆轨道偏心率较大,每隔15-17年有一次与地球特别接近的冲,称为大冲,是观测火星的最佳时刻。 火星表面重力加速度是地球的2/5,难以束缚很多气体分子,因而大气非常稀薄,主要成分是二氧化碳,约占95%。赤道附近中午温度20摄氏度左右,昼夜温差超过100摄氏度。两极地区有随季节变化的极冠,北极冠主要由水冰构成,南极冠是由二氧化碳干冰组成。火星极冠中的水若全部融化,火星表面将覆盖一个平均10米厚的水层。
轨道长半径(千万公里)	227.9
公转的恒星周期(日)	686.98
公转的会合周期(日)	779.87
轨道偏心率	0.093
轨道倾角(度)	1.8
升交点黄经(度)	49.2
近日点黄经(度)	335.3
平均轨道速度(公里)	24.13
赤道半径(公里)	3398
扁率	0.0059
质量(地球质量=1)	0.1074
密度(克/立方厘米)	3.94
赤道引力(地球=1)	0.38
逃逸速度(公里/秒)	5.0
自转周期(日)	1.0260
黄赤交角(度)	23.98
反照率	0.15
最大亮度	-2.8
卫星数(已确认的)	2

		1877年意大利天文学家乔·斯基亚巴雷利观测了火星大冲后发表了他绘制的火面图。在将意大利文的“河流”一词翻译成英文时，误译为“运河”。本世纪50年代，苏联有位科学家从颜色变化上认为火星表面一些地区的光谱与地球上高寒带一些植物的分光特征相似，从而推论火星上有耐寒植被。这些传奇使火星蒙 上了一层神秘面纱。为了了解火星的真面目，二十世纪六十年代以来，美国个前苏联发射了许多火星探测器对火星进行就近观测和实验。 火星表面表现为两个截然不同的半球，被一个大约倾斜于赤道30度的大圆分开,南部半个球面崎岖不平，部满环形山，最大的直径约1600公里，局部地区环形山的密度与月球和水星差不多；北部半个球面相对平坦。火星最高的山峰是“奥林匹斯火山”，其底部直径约500公里，火山口直径72公里，高度约25000米，几乎是珠穆朗玛峰的三倍。最大的峡谷是“水手9号”发现的水手谷，绵延5000多公里，宽200公里，比周围地面低6-7公里。火星表面不存在液态水，但从发现的数千条干枯河床来看，火星从前曾经有过水。

木 星

木星是太阳系九大行星中最大的一个，它的体积可以容纳1300多个地球。它的质量是地球质量的300多倍。把太阳系所有其他行星的质量全加起来还不及木星质量的一半。 木星在椭圆轨道上绕太阳运行一周需要11.86年，与太阳平均距离是7.78亿千 木星 米.由于木星离太阳遥远, 木星表面温度比地球表面低得多。根据“先驱者”11号宇宙飞船测得的温度约为-150°C。 木星自转很快，自转一周只需9小时50分30秒，是太阳系中自转最快的一个。由于快速自转，使木星形状变扁，不是正圆形，而是中腰鼓起的椭圆形。很快的旋转速度带动它的大气层顶端的云层，竟以约35400千米/小时的速度旋转，这种高速产生的离心力就把云层拉 成线丝，从而使木星赤道上空高高隆起。木星圆面上有许多带状纹，每条带状纹都与木星的赤道平行。这些带状纹是木星的大气环流。 木星是一个没有固体表面的星球，表面充满液态的氢。地球上的物体只要获得11.2千米/秒的速度就能飞离地球，木星上的物体必须具有60千米/秒的速度才能摆脱木星的引力，飞离木星。 在离木星几十万千米处围绕木星赤道的区域，有一个由黑色碎石块构成的环，叫做木星环。木星环的厚度约30千米，宽数千千 米，以7小时的周期围绕木星高速旋转。每个石块的直径从数十米到数百米。这个木星环的外缘距离木星中心约12.8万千米。在木星的南半球，有一个颜色明亮而鲜艳的大红斑，300多年来，大红斑的形状几乎没 有变化，大小和颜色却经常变幻。长度最长时达到4万千米，最少也有1万多千米，一般保持在2万千米左右，宽度变化不大。大红斑颜色有时鲜红，有时略带棕色或淡玫瑰色。当它的位置在东西方向上时会有漂移。 木星探测器探明：大红斑原来是木星大气云层中的一个大旋涡，其中飘浮着五颜六色的云，有棕红色的、棕黄色的、橙色的、白色的，五彩缤纷。 它们主要由红磷化合物构成，而且不停地激烈运动。科学家们批出，这实际上是木星大气中的带电粒子，在木星旋转磁场作用下的螺旋运动中形成的猛烈风暴。

寻找太阳系第十颗大行星

　　太阳系有几颗大行星？我们现已知道太阳系里有九颗大行星。离太阳最近的是水星，由里向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、最外面是冥王星。

　　对太阳系九大行星的认识，有悠久的历程。古时人们在天空中仅能看到火星、金星、火星、木星、土星这五颗行星。我国古代称金星为太白，木星为岁星，水星为辰星，火星为荧星，土星为填星或镇星。

　　在国外，古罗马神话中各种神的名字成为星的名字，如称水星为商神麦邱立、火星为战神玛尔斯、木星为爱神朱庇特、金星为太阳神阿波罗的先驱和使者。1543年，波兰天文学家哥白尼创立了“日心说”，让太阳取代地球坐上了“宇宙中心”的宝座，人们才知道自己居住的地球是太阳系的一颗行星。从此，天文学上有了“太阳系”这个名称，太阳系的行星也不断被发现。

　　1781年，英国天文学家威廉·赫歇耳，发现了天王星；

　　1846年，英国的来当斯和法国的勒威耶，发现了海王星；

　　1930年，洛威尔天文台的青年天文工作者汤博，发现了冥王星。到此，太阳系发现了九颗大行星。

　　太阳系里的九颗大行星，如何一母所生的九个兄弟，它们不但排列得很规则，而且像赛跑运动员在一个场地上比赛，非常有秩序地沿着各自的跑道，一刻不停地朝同一个方向绕着太阳在转圈子。虽然它们有的跑得快，有的跑得慢，但从来不争抢跑道。

　　太阳系是否有第十颗大行星呢？这是不解之谜，不少科学家长期寻找着第十颗大行星。

　　科学家认为，现在的九大行星轨道之间是找不到第十大行星的，只有在水星轨道以内，或者到冥王星轨道以外才能找到，前者称为“水内行星”，后者称为“冥外行星”。

　　科学家从上个世纪就努力寻找水内行星。虽然有的发现了一些“蛛丝马迹”，但经不少科学家的检验，没有找到水内行星的身边去实地观测，1976年美国专门发射了一艘宇宙飞船在那里整整寻找了一年，也没有找到可以证明存在水内行星的痕迹。由此看来，存在水内行星的可能性十分渺茫，甚至可以完全排除了。

　　科学家寻找冥外行星也做了许多工作。天文学家根据观测资料计算，认为冥外行星如果存在，可能在离太阳105公里以外的地方，质量约为地球质量的5-10倍。 12现在，科学家已用了超大型望远镜对准这颗未知行星可能出现的地方，拍摄了数以万计照片，正希望从这些照片中像砂里淘金似地找到它。此外，美国发射的“先驱者”十号和十一号宇宙探测器，在太阳系边缘附近作了大量观测，企图找到冥外行星。1987年7月9日，美国“先驱者号”宇宙探测器的主要研究人员称，太阳系可能存在第十颗大行星，但它的轨道很不寻常，几乎与其他行星的轨道成直角倾斜，行星的质量比地球大4倍，公转周期至少需要700年。

　　太阳系究竟有没有第十颗大行星？至今说法不一，仍然是一个没有肯定答案的谜，期待今后的长期观测回答。也许，这个谜将由你来揭开谜底。