太阳系⼋⼤⾏星
姓名:杜慧琴学院:电⼦与电⽓⼯程专业:09电信A2班
摘要:简介有关于太阳系的⼀些常识,主要介绍太阳系有哪⼋⼤⾏星,⼋⼤⾏星各⾃的构造及其主要特点,并通过此简要分析为何⽬前为⽌在太阳系中仍只有地球是最适合⼈类居住的地⽅。
关键词:太阳系恒星恒星系统⾏星卫星天体岩⽯⾏星⽓态⾏星天体系统引⼒近⽇点远⽇点太阳⽔星⾦星地球⽕星⽊星天王星海王星冥王星⽣物圈⽔圈⼤⽓层光环⼀.太阳系的简介
1.太阳系(Solar System)就是我们现在所在的恒星系统。其形成到⽬前为⽌应该是依据星云假说。太阳系是由受太阳引⼒约束的天体组成的系统,它属于宇宙中的⼀个⼩天体系统。
2.太阳系是以太阳(Sun)为中⼼,和所有受到太阳引⼒约束的天体的集合体:8颗⾏星冥王星(Pluto)已被开除、⾄少165颗已知的卫星,和数以亿计的太阳系⼩天体。这些⼩天体包括⼩⾏星、柯伊伯带的天体、彗星和星际尘埃。⼴义上,太阳系的领域主要包括太阳、4颗像地球的内⾏星、由许多⼩岩⽯组成的⼩⾏星带、4颗充满⽓体的巨⼤外⾏星构成。
3.太阳是太阳系的母星,它主宰着整个太阳系,也是太阳系⾥唯⼀会发光的恒星,所以它是最主要和最重要的成员,太阳是⼀个灼热的⽓体球,主要成分是氢和氧,还有少量的氧、碳、氮、铁、硅、镁、硫。它的半径为69.6万千⽶,是地球的109倍,体积为地球的130万倍,质量是地球的33万倍。太阳的内部结构:核⼼,辐射层,对流层和太阳⼤⽓(光球层、⾊球层、⽇冕层)。太阳的内部主要是发⽣剧烈的核反应。⼆.太阳系的⼋⼤⾏星
1.天⽂学家根据⾏星的定义,定义了太阳系的⼋⼤⾏星,根据从离太阳的距离从⼩到⼤依次为⽔星(Mercury)、⾦星
(Venus)、地球(Earth)、⽕星(Mars)、⽊星(Jupiter)、⼟星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune)这⼋⼤⾏星。2.前四颗(⽔星、⾦星、地球、⽕星)是岩⽯⾏星,且离太阳较近,有时⽔星、⾦星、地球及⽕星称为类地⾏星,其特点是⾼密度、由岩⽯构成、只有少量或没有卫星,也没有环系统。它们由⾼熔点的矿物,像是硅酸盐类的矿物,组成表⾯固体的地壳和半流质的地幔,以及由铁、镍构成的⾦属核⼼所组成。后四颗(⽊星、天王星、海王星、冥王星)属于⽓态⾏星,这四颗⾏星的体积与质量都⽐较⼤,但平均密度很⼩,主要组成成分多半是氢、氦、甲烷、氨等⽓体与冰。此外,这四颗⾏星的卫星数量都很多,⽽⾏星周围都有光环围绕。(岩⽯、尘粒)三,太阳系⼋⼤⾏星的构造及其主要特点1 ⽔星(Mercury)
(1)⽔星为天⽂单位(Au),是最靠近太阳的,也是最⼩的⾏星
约为个地球质量(m地=×l0^27克,)。其主要由⽯质和铁质构成,密度较⾼。⾃转周期很长为天,⾃转⽅向和公转⽅向相同,⽔星在88个地球⽇⾥就能绕太阳⼀周,平均速度千⽶,是太阳系中运动最快的⾏星,它是⼋⼤⾏星中是最⼩的⾏星,它没有天然的卫星。
(2)⽔星外貌如⽉,满布着环形⼭、⼤平原、盆地、辐射纹和断崖,内部却很像地球,也分为壳、幔、核三层。但是⽬前尚⽆法解释相对来说相当巨⼤的铁质核⼼和薄薄的地幔。假说包括巨⼤的冲击剥离了它的外壳,还有年轻时期的太阳能抑制了外壳的增长。
(3)⽔星上有极稀薄的⼤⽓,⼤⽓压⼩于2×10百帕,⼤⽓中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素。由于⼤⽓⾮常稀薄,⽔星的表⾯⽩天和夜晚的温度相差很⼤。⽩天太阳光直射处温度⾼达427℃,夜晚太阳照不到时,温度降低到-173℃。温差变化如此悬殊,绝不可能有⽣物存在。2 ⾦星(Venus)
(1)按离太阳由近及远的次序是第⼆颗。但它是离地球最近的⾏星。⾦星和⽔星⼀样,是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的⼤⾏星,它的⾃转⽅向跟天王星⼀样与其它⾏星相反,是⾃东向西,公转周期:天,近⽇距Au,远⽇距Au,平均轨道速度:千⽶/每秒,⾦星是全天中除太阳和⽉亮外最亮的星,亮度最⼤时为等,⽐著名的天狼星还要亮14倍,犹如⼀颗耀眼的钻⽯,中国古代称之为长庚、启明、太⽩或太⽩⾦星。
(2)在⾦星表⾯的⼤平原上有两个主要的⼤陆状⾼地,⼤约90%的⾦星表⾯是由不久之前才固化的⽞武岩熔岩形成,当然也有极少量的陨⽯坑,⾦星的内部可能与地球是相似的:半径约3000千⽶的地核和由熔岩构成的地幔组成了⾦星的绝⼤部分。来⾃麦
哲伦(Magellan)号的最近的数据表明⾦星的地壳⽐起原来所认为的更厚也更坚固。可以据此推测⾦星没有像地球那样的可移动的板块构造,但是却有⼤量的有规律的⽕⼭喷发遍布⾦星表⾯,⾦星本⾝的磁场与太阳系的其它⾏星相⽐是⾮常弱的。(3)⾦星的天空是橙黄⾊的,它的⼤⽓主要由⼆氧化碳组成,并含有少量的氮⽓,⾦星的⼤⽓密度是地球⼤⽓的100倍, 其温室效应使⾦星表⾯温度⾼达465⾄485℃,且基本上没有地区、季节、昼夜的差别,其云层顶端有强风,⼤约每⼩时350千⽶,但表⾯风速却很慢,每⼩时⼏千⽶不到。⼗分有趣的是,⾦星上空会像地球上空⼀样,出现闪电和雷暴。也不可能有⽣物的存在。3 地球(Earth)
(1)地球是太阳系从内到外的第三颗⾏星,地球是⼀个两极略扁的不规则椭球体,是⽬前最适合⼈类居住的星球。地球⾃西向东⾃转,同时⼜围绕太阳公转。周围有⼤⽓层包围着,表⾯是陆地和海洋,有⼈类和动植物⽣存。它的卫星是⽉球(太阴),地球有⼀个由内核电流形成的适度的磁场区,远⽇点距离710 333 5 AU近⽇点距离289 8912 AU。
(2)地球从外到⾥,被莫霍⾯和古登堡⾯分成三层,分别是地壳、地幔和地核。地壳主要是岩⽯,地幔主要是含有镁、铁和硅的橄榄岩,地核,也就是真正的地球之⼼,主要是铁和镍,那⾥的温度可能⾼达4982摄⽒度,地球的地壳由⼏个实体板块构成,即我们所熟知所谓的板块学说。
(3)地球的⼤⽓是由77%的氮,21%氧,微量的氩、⼆氧化碳和⽔组成。平均表⾯温度为287 K(14 ℃),有昼夜之分,这些都构成了适合⽣物⽣存的环境。4⽕星(Mars)
(1)⽕星(mars)是距太阳第4近的⾏星,它的公转轨道:离太阳Au,⽕星⽐地球⼩,公转周期约687天,⾃转周期约24⼩时37分。
(2)⽕星的表⾯有很多年代已久的环形⼭。但是也有不少形成不久的⼭⾕、⼭脊、⼩⼭及平原。环形⼭的成因有很多:如陨⽯撞击坑,⽕⼭⼝,除地球,⽕星是具有最多各种有趣地形的固态表⾯⾏星。其中不乏⼀些壮观的地形,例如,奥林匹斯⼭脉(3)⽕星的轨道是椭圆形。因此,在接受太阳照射的地⽅,近⽇点和远⽇点之间的温差将近160摄⽒度。这对⽕星的⽓候产⽣巨⼤的影响。⽕星上的平均温度⼤约为218K(开尔⽂,温度单位,即从绝对零度℃开始的摄⽒度)(-55℃,-67℉),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏⽇⽩天的将近300K(27℃,80℉)的跨度。尽管⽕星⽐地球⼩得多,但它的表⾯积却相当于地球表⾯的陆地⾯积。⽽且⽕星⼤⽓密度只有地球的1%,⾮常⼲燥,温度低,表⾯平均温度零下63℃,⽔和⼆氧化碳易冻结,⾼级⽣命⽆法⽣存。
5⽊星(Jupiter)
(1)⽊星是⽓态⾏星,是太阳系最⼤的⾏星,它的公转轨道:距太阳,绕太阳公转的周期为天,约合年。⾃转⽅向:⾃西向东,⾃转周期:9⼩时50分30秒,两极地区的⾃转周期
稍慢⼀些。⽊星有64颗已知卫星,⽊星有光环但较暗。(2)⽊星可能有⼀个⽯质的内核,相当于10-15个地球的质量。内核上则是⼤部分的⾏星物质集结地,以液态氢的形式存在。这些⽊星上最普通的形式基础可能只在40亿帕压强下才存在,⽊星内部就是这种环境。最外层主要由普通的氢⽓与氦⽓分⼦组成。
(3)⽊星由90%的氢和10%的氦(原⼦数之⽐, 75/25%的质量⽐)及微量的甲烷、⽔、氨⽔和“⽯头”组成。这与形成
整个太阳系的原始的太阳系星云的组成⼗分相似。6⼟星(Saturn)
(1)公转轨道:距太阳Au,⾃转⽅向:⾃西向东。⼟星是⼀个扁球体。⼟星有18颗被命名的卫星。
(2)⼟星内部和⽊星⼀样,由⼀个岩⽯核⼼,⼀个具有⾦属性的液态氢层和⼀个氢分⼦层,同时还存在少量的各式各样的冰。从地球上可以看到两个明显的光环(A和B)和⼀个暗淡的光环(C),光环中的微粒可能主要是由⽔凝成的冰组成,但它们也可能是由冰裹住外层的岩⽯状微粒。
7天王星(Uranus)
(1)公转轨道: Au ,天王星看起来的颜⾊:蓝绿⾊,(是其外层⼤⽓层中的甲烷吸收了红光的结果)⾃转⽅向:⾃东向西。像其他所有⽓态⾏星⼀样,天王星有光环,天王星有11层已知的光环,有15颗已命名的卫星。
(2)天王星基本上是由岩⽯和各种各样的冰组成的,它仅含有15%的氢和⼀些氦,天王星和海王星在许多⽅⾯与⽊星和⼟星在去掉巨⼤液态⾦属氢外壳后的内核很相象。虽然天王星的内核不像⽊星和⼟星那样是由岩⽯组成的,但它们的物质分布却⼏乎是相同的。天王星的⼤⽓层含有⼤约83%的氢,15%的氦和2%的甲烷。
8海王星(Neptune)
(1)公转轨道: 距太阳Au ⾃转⽅向:⾃西向东,海王星是蓝⾊的(是⼤⽓中甲烷吸收了⽇光中的红光造成的)。海王星也有光环。海王星有9颗已知卫星。
(2)海王星的组成成份与天王星的很相似:各种各样的“冰”和含有15%的氢和少量氦的岩⽯。海王星相似于天王星但不同于⼟星和⽊星,它或许有明显的内部地质分层,但在组成成份上有着或多或少的⼀致性。但海王星很有可能拥有⼀个岩⽯质的⼩型地核(质量与地球相仿)。它的⼤⽓多半由氢⽓和氦⽓组成,还有少量的甲烷。
四简析为何⽬前地球是最适合⼈类居住的星球
1 通过对太阳系⼋⼤⾏星的介绍,我们能够了解到⽬前在太阳系中只有地球是最适合⼈类居住的星球,地球是⼀个有⽣命的星球,各种复杂的⼤⾃然运动体系不停地运转,规律严格,构造精密。与太阳的距离适当,为⽣物的⽣长提供了⽣长所需要的天然物质,同时地球的⼤⽓层为我们阻挡了陨⽯及有害的辐射(紫外线)。
2同其他⾏星相⽐地球有⼀个由内核电流形成的适度的磁场区,也不像其它类地⾏星,地球的地壳由⼏个实体板块构成,氧⽓和⽔为⽣物的存在提供了必要的条件,现存的⽣物⽣活在岩⽯圈的上层部分、⼤⽓圈的下层部分和⽔圈的全部,构成了地球上⼀个独特的圈层,称为⽣物圈。⽣物圈是太阳系所有⾏星中仅在地球上存在的⼀个独特圈层。同时⼤⽓圈和⽔圈相结合,组成地表的流体系统。⽣物圈由于存在地球⼤⽓圈、地球⽔圈和地表的矿物,在地球上这个合适的温度条件下,形成了适合于⽣物⽣存的⾃然环境。
3同我们⼈类在宇宙间能够探测到的任何星球相⽐,令⼈惊讶地发现,地球上的⼀切⼤⾃然物质和运动的形态都是为了给⼈类
带来⽣存的便利和优美的环境⽽存在,如同⼀个精⼼设计的皇家御
花园,或者⼀套布置优雅、功能齐全的豪华住宅,⼀切都是为了房屋主⼈的舒适。从天空到海底,直到地球表⾯的深层地下,亿万种⽣命在各⾃极其平衡的环境中繁殖和延续,它们都是在为创造⼈类⽣活环境⽇夜忙碌着。综上简要分析我们可知道地球是太阳系中最适合⼈类居住的⾏星。参考⽂献1,com
3《天体演化》罗先汉著⼭西科学技术出版社4《⾏星探索》万同⼭编著附录:太阳系⼋⼤⾏星图
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