太阳系行星详细介绍

水星Mercury水星基本参数:重。奇观五星联珠轨道半长径:水星最接近太阳，是太阳系中最小的行星（因为冥王星的地位降低原因, 所以水星是最小的大行星）。水星在直径上小于木卫三和土卫六，但它更5791万千米天文单位）最高地表温度 427C 最低地表温度 -173C大气组成氦 42%钠 42%氧 15% 其它 1% 水星上的温差是整个太阳系中最大的，温度变化的范围为90开到700开。相比之下，金星的温度略高些，但更 为稳定。水星在许多方面与月球相似，它的表面有许多陨石坑而且十分古老；它也没有板块运动。另一方面，水星的密度 比月球大得多，（水星 5.43克/立方厘米月球 3.34克/立方厘米）。水星是太阳系中仅次于地球，密度第二大的 天体。事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩；或非如此，水星的密度将大于地球，这表明水星的铁质核 心比地球的相对要大些，很有可能构成了行星的大部分。因此，相对而言，水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地 壳。巨大的铁质核心半径为1800到1900千米，是水星内部的支配者。而硅酸盐外壳仅有500到600千米厚，至少有 一部分核心大概成熔融状。事实上水星的大气很稀薄，由太阳风带来的被破坏的原子构成。水星温度如此之高，使得这些原子迅速地散逸至 太空中，这样与地球和金星稳定的大气相比，水星的大气频繁地被补充更换。水星的表面表现出巨大的急斜面，有些达到几百千米长，三千米高。有些横处于环形山的外环处，而另一些急斜 面的面貌表明他们是受压缩而形成的。据估计，水星表面收缩了大约（或在星球半径上递减了大约1千米）。水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地，直径约为1300千米，人们认为它与月球上最大的盆地Maria相似。 如同月球的盆地，Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中，那次碰撞大概同时造成了星球另一面正 对盆地处奇特的地形。除了布满陨石坑的地形，水星也有相对平坦的平原，有些也许是古代火山运动的结果，但另一些大概是陨石所形成的喷出物沉积的结果。水手号探测器的数据提供了一些近期水星上火山活动的初步迹象，但我们需要更多的资料来确认。令人惊讶的是，水星北极点的雷达扫描(一处未被水手 10 号勘测的区域)显示出在一些陨石坑的被完好保护的 隐蔽处存在冰的迹象。水星有一个小型磁场，磁场强度约为地球的 1。至今未发现水星有卫星。水星的核心 水星外貌如月，内部却很像地球，也分为壳、幔、核三层。水星的半径为 2439 公里，是地 球半径的,18个水星合并起来才抵得上一个地球的大小。质量为X1026克，为地球质量的，平均密度为5.433克/cm3，略低于地球的平均密度。在九大行星中，除地球外，水星的密度最大。由此天文学家推测水星 的外壳是由硅酸盐构成的，其中心有个比月球大得多的铁质内核。这个核球的主要成分是铁、镍和硅酸盐。根据 这样的结构，水星应含铁20000亿亿吨，按目前世界钢的年产量(约8亿吨)计算，可以开采2400亿年，真是 一座取之不尽，用之不竭的大铁矿！美国发射的“水手10号”在1974年3月、9月和1975年3月探测金星Venus了水星，并向地面发回5000多张照片，为我们了解水星提供了珍贵的信息。从照片上我们看出，水星的外貌酷 似月球，有许多大小不一的环形山，还有辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形。人们推测水星的壳层与月球类似， 并且都有过陨星轰击历史。水星上有极稀薄的大气，大气压小于2X10百帕，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427C， 夜晚太阳照不到时，温度降低到T73C。温差变化如此悬殊，绝不可能有生物存在。【天文学释义】八大行星之一，中国古代称之为太白或太盛星。它有时是晨星，黎明前 出现在东方天空，被称为“启明”；有时是昏星，黄昏后出现在西方天空， 被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和耳亮外最亮的星，犹如一颗耀眼 的钻石，于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒(Aphrodite)爱与美的女神， 而罗马人则称它为维纳斯(Venus)美神。戴着面纱的近邻金星天亮前后，东方地平线上有时会看到一颗特别明亮的“晨星”，人们叫它“启明星”；而在黄昏时分，西方余辉 中有时会出现一颗非常明亮的“昏星”，人们叫它“长庚星”。这两颗星其实是一颗，即金星。金星是太阳系的 八大行星之一，按离太阳由近及远的次序是第二颗。它是离地球最近的行星。金星，在中国民间称它为“太白”或“太白金星”。古代神话中，“太白金星”是一位天神。古希腊人称金星为 “阿佛洛狄忒”，是代表爱与美的女神。而罗马人把这位女神称为“维纳斯”，于是金星也被称为维纳斯了。除太阳和月亮之外，金星是全天最亮的星，亮度最大时为等，比著名的天狼星（除太阳外全天最亮的恒星）还要 亮 14 倍。金星没有卫星，因此金星上的夜空没有“月亮”，最亮的“星星”是地球。由于离太阳比较近，所以 在金星上看太阳，太阳的大小比地球上看到的大倍。有人称金星是地球的孪生姐妹，确实，从结构上看，金星和地球有不少相似之处。金星的半径约为 6073 公里， 只比地球半径小 300 公里，体积是地球的倍，质量为地球的 4/5；平均密度略小于地球。但两者的环境却有天壤 之别：金星的表面温度很高，不存在液态水，加上极高的大气压力和严重缺氧等残酷的自然条件，金星不可能有 任何生命存在。因此，金星和地球只是一对“貌合神离”的姐妹。金星大气中，二氧化碳最多，占97以上。同时还有一层厚达20 到 30公里的由浓流酸组成的浓云。金星表面温 度高达465至485度，大气压约为地球的90倍。金星的自转很特别，自转方向与其它行星相反，是自西向东。因此，在金星上看，太阳是西升东落。它自转一周 要 243 天，但金星上的一昼夜特别长， 相当于地球上的 117 天， 这就是说金星上的“一年”只有“两天”，一 年中只能看到两次“日出”。金星绕太阳公转的轨道是一个很接近正圆的椭圆形，其公转速度约为每秒35 公里， 公转周期约为天。 金星的公转轨道很接近于正圆，且与黄道面接近重合。其公转周期约为日，但其自转周期 却为 243日，也就是说，金星的“一天”比“一年”还长。金星是太阳系内唯一逆向自转的大行星。另外它和水 星一样，是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星。金星周围有浓密的大气和云层。这些云层为金星表面罩上了一层神秘的面纱。只有借助于射电望远镜才能穿 过这层大气，看到金星表面的本来面目。金星上的“温室效应”金星表面的温度最高达447C，是因为金星上强烈的温室效应，温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外 界缺乏热交换而形成的保温效应。金星上的温室效应强得令人瞠目结舌，原因在于金星的大气密度是地球大气的 100倍，且大气97%以上是“保温气体”一-二氧化碳；同时，金星大气中还有一层厚达2030千米的由浓硫酸 组成的浓云。二氧化碳和浓云只许太阳光通过，却不让热量透过云层散发到宇宙空间。被封闭起来的太阳辐射使 金星表面变得越来越热。温室效应使金星表面温度高达465至485C，且基本上没有地区、季节、昼夜的差别。 它还造成金星上的气压很高，约为地球的 90倍。浓厚的金星云层使金星上的白昼朦胧不清，这里没有我们熟悉 的蓝天、白云，天空是橙黄色的。 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。大气金星的大气压力为90 个标准大气压（相当于地球海洋深1千米处的压力），大气大多由二氧化碳组成，也有几层 由硫酸组成的厚数千米的云层。这些云层挡住了我们对金星表面的观察，使得它看来非常模糊。这稠密的大气也 产生了温室效应，使金星表面温度高达400 度，超过了740 开（足以使铅条熔化）。金星表面自然比水星表面热， 虽然金星比水星离太阳要远两倍。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。 金星可能与地球一样有过大量的水，但都被蒸发，消散殆尽，使如今变得非常干燥。地球如果再 比太阳近一些的话也会有相同的运气。我们会知道为什么基础条件如此相似但却有如此不同的现象的原因的。地球 earth earth太阳系八大行星之一。地球在太阳系中并不居显著的地位，而太阳也不过 是一颗普通的恒星。但由于人类定居和生活在地球上，因此对它不得不寻 求深入的了解。行星地球按离太阳由近及远的顺序，地球是第3个行星，它与太阳的平均 距离是亿千米，这个距离叫做一个天文单位（AU）。地球的公转轨道是椭 圆形，其轨道长半径为0千米，轨道偏心率为，公转轨道运动的平均速度 是千米/秒。地球的赤道半径约为6378千米，极半径约为6357千米，二者相差约21千米。地球的平均半径约为6371 千米。地球的平均密度为5.517克/立方厘米。内部结构地球的分层结构基本上是按地震波（P和S）的传播速度划分的。地球上层有显著的横向不均匀性：大陆地 壳和海洋地壳的厚度大不相同，海水只覆盖着2 / 3的地面。地震时，震源辐射出两种地震波，纵波P和横波S。它们各以不同的速度向四围传播 经过不同的时间到达 地面上不同的地点。若在地面上记录到P和S的传播时间随震中距离的变化，就可以推算地下不同深度地震波的 传播速度up和US。地球内部的分层就是由地震波速度分布定义的，在海水之下，地球最上层叫做地壳，厚约几十千米。地壳 以下直对地核，这部分统称为地幔。地幔内部又有许多层次。地壳与地幔的边界是一个明显的间断面，称为M界 面或莫霍界面。界面以下约到会80千米的深度，速度变化不大，这部分叫做盖层。再往下，速度明显降低，直 到约220千米深度才又回升。这部分叫低速带。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔边界是一个极明显的 间断面。进入地核，S波消失，所以地球外核是液体。到了 5149.5千米的深度，S波又出现，便进入了地球内核。由地球的速度和密度的分布可以计算出地球内部的两个弹性常数、压力和重力加速度的分布。在地幔中， 重力加速度g的变化很小，只是过了核幔边界才向地心递减至零。在核幔边界处的压力为兆巴，在地心处为兆巴。按大气温度随高度的分布可以分为：对流层：靠地表的底层大气，对流运动显著。其厚度因纬度季节以及其他条件而异，在赤道区约1618 公里，中纬度区约1012公里，两极区约78公里。一般来说，夏季厚而冬季薄。对流层与地表联系最密切， 受地表状况影响最大，大气中的水汽大部集中于此层，形成云和降水等现象。对流层的上部称为“对流层顶”， 厚约几百米到12公里。对流层的温度几乎随高度直线下降，到对流层顶时约为零下50摄氏度。平流层：（又称同温层）由对流层顶到离地表50公里高度的一层，大气主要是平流运动。层内温度随高度增 加而略微上升，到约50公里高度处，达到极大值（约零下10零上20摄氏度）。中间层：（又称散逸层） 高度在离地表5085公里的一层，温度随高度增加而下降，到离地表高度85公 里的中间层顶，温度接近最小值，约为零下摄氏度。热层：中间层以上的一层，温度随高度增加而上升，在离地表500公里处，即热层顶，达到1100摄氏度左右。这一层的温度因为大气大量吸收太阳紫外辐射而升高。热层顶以上为外大气层。这里的大气已极稀薄。按大气的组成状况可以分为两层：离地表约100公里以下是均质层（大气由各种气体混合组成）；以上是非均质层。在均质层中离地表1050公里处，太阳紫外辐射的光化作用产生臭氧，形成臭氧层，这一层的高度大抵与上述平流层相当。在离地表2030公里处，臭氧浓度最大，不过这部分大气中的臭氧含量仍然不到这一层 大气的十万分之一，各种气体依然视为均匀混合的。臭氧层吸收掉危害生命的太阳紫外辐射，使之不能到达地表。按大气的电离程度可以分为两层：从地表到离地表80公里这一层，大气中的分子和原子都处于中性状态， 称为中性层。离地表801000公里这一层，大气中的原子在太阳辐射（主要是紫外辐射）作用下电离，成为大 量正离子和电子，构成电离层。电离分为4层，这些层的高度和电离情况都随一天中的不同时刻一年中的不同 季节和太阳活动程度而发生变化。许多有趣的天文现象，如极光流星等都发生在电离层中。电离层还能反射无 线电短波，从而使地面上可以实现短波无线电通讯。地核也分为三层。E层是外地核，可能是液体。F层是外地核和内地核之间的过渡层。G层是内地核，可能是固体的。地核虽只占地球体积的，但由于它的密度相当高（地核中心物质密度达到每立方厘米13 克，压力可能超过370万大气压），根据有些学者计算，它的质量超过地球总质量的31。地核 主要由铁和镍等金属物质构成。地球内部的温度随深度而上升。根据地震波传播情况得知：地幔是固体状态的，100公里深处的 温度已达1300摄氏度，300公里深处的温度是2000摄氏度。据最近估计，地核边缘的温度约4000 摄氏度，地心的温度为55006000摄氏度。由于地球表层是热的不良导体，来自太阳的巨大热 量只有极少一部分能穿透到地下极浅处。因此，地球内部的热能可能主要来源于地球本身，即产 生于天然放射性元素的衰变。 地球的重力加速度也随深度而变化。一般认为，从地表到地下2900 公里深处，重力大致随深度 而增加，在2900 公里处重力达到最高值，从这里再到地心，重力急剧减小，到地心为0。 地球不停地绕自转轴自西向东自转，各种天体东升西落的现象就是地球自转的反映。地球自转是 最早用来作为计量时间的基准（见时间及其计量），这就形成了通常所用的时间单位一一日。二 十世纪以来，天文学的一项重要发现，是确认地球自转速度是不均匀的，从而动摇了以地球自转 作为计量时间的传统观念，出现了历书时和原子时。到目前为止，人们发现地球自转速度有三种 变化：长期减慢、不规则变化和周期变化。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-21C 提高到了宜人的14C，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。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一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。火星Mars火星的基本资料火星是八大行星之一，按照距离太阳由近及远的次序为第四颗。肉眼看去， 火星是一颗引人注目的火红色星，它缓慢地穿行于众星之间，在地球上看， 它时而顺行时而逆行，而且亮度也常有变化，最暗时视星等为+，最亮时 比天狼星还亮得多，达到。由于火星荧荧如火，亮度经常变化，位置也不 固定，所以中国古代称火星为“荧惑”。而在古罗马神话中，则把火星比 喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。在希腊神话中,火星同样被看 做是战神“阿瑞斯”。有时火星也被称为“红色行星”。大气组成二氧化碳 % 氮 %氩 %氧 %一氧化碳 % 水 % 其他 %火星表面的土壤中含有大量氧化铁，由于长期受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物。夸张一点 说，火星就像一个生满了锈的世界。由于火星距离太阳比较远，所接收到的太阳辐射能只有地球的43，因而地 面平均温度大约比地球低30多摄氏度，昼夜温差可达上百摄氏度。在火星赤道附近，最高温度可达20C左右。根据季节和地点不同，火星表面温度变化范围为零下8 7摄氏度至零下5摄氏度。火星上也存在大气。其主要成 份是二氧化碳，约占95，还有极少量的一氧化碳和水汽。火星比地球小，赤道半径为3395公里，是地球的一半，体积不到地球的1/6，质量仅是地球的1/10。火星的内 部和地球一样，也有核、幔、壳的结构。火星的自转和地球十分相似，自转一周为24小时37分秒。火星上的一昼夜比地球上的一昼夜稍长一点。火星公 转一周约为687天，火星的一年约等于地球的两年。火星的两极的冰冠与地球相似。冬天小，夏天大。火星有两个卫星。靠近火星的一个叫火卫一，较远的一个叫火卫二。由于火星在希腊神话中被看做是战神阿瑞斯， 所以天文学家以阿瑞斯的两个儿子福波斯和德瑞斯命名它的两颗卫星。火星上有明显的四季变化，这是它与地球最主要的相似之处。但除此之外，火星与地球相差就很大了。火星表面 是一个荒凉的世界，空气中二氧化碳占了95%。浓厚的二氧化碳大气造成了金星上的高温，但在火星上情况却正 好相反。火星大气十分稀薄，密度还不到地球大气的1%，因而根本无法保存热量。这导致火星表面温度极低，很 少超过0C，在夜晚，最低温度则可达到T23C。火星两极的冰冠和火星大气中含有水份。从火星表面获得的探测数据证明，在远古时期，火星曾经有过液态的水， 而且水量特别大。这些水在火星表面汇集成一个个大型湖泊，甚至是海洋。现在我们在火星表面可以看到的众多 纵横交错的河床，可能就是当时经水流冲刷而成的。此外火星表面的许多水滴型“岛屿”也在向我们暗示这一点。一直以来火星都以它与地球的相似而被认为有存在外星生命的可能。近期的科学研究表明目前还不能证明火星上 存在生命，相反的，越来越多的迹象表明火星更象是一个荒芜死寂的世界。尽管如此，某些证据仍然向我们指出 火星上可能曾经存在过生命。例如对在南极洲找到的一块来自火星的陨石的分析表明，这块石头中存在着一些类 似细菌化石的管状结构。所有这些都继续使人们对火星生命的是否存在保持极大的兴趣。火星运河运河是人工开凿的河道。如果承认火星上有运河，就等于承认火星上有智慧生命存在，这无疑是一个刺激人们兴 趣的问题。最早指出火星上有运河的，是意大利天文学家斯基阿帕雷利。他在1877 年，利用火星近日点与地球会合的机会， 用口径 24 厘米的望远镜观察火星，发现在火星的圆面上有些模糊不清的直线条，这些暗线把一个个暗斑连接起 来。他经过继续 观察又发现，有的暗线宽达120公里，长4800 公里，纵横交错，形成覆盖火星大陆的网络。并 发现有两条暗线相互平行，还有季节变化。他还将自己的发现绘制成图表，公之于世。开 始，斯基阿帕雷利猜 测这些暗线只是连接海湾的水道，并未说 明这是人工开凿的.运河，但到了 19世纪 80 年代，他的发现引 起了 人们的关注，有人把这些暗线说成是智慧生物开凿的运河，这个人就是美国的洛韦尔。洛韦尔被斯基阿帕雷利的发现迷住了。为了观察火星，他自己出钱在亚利桑那州建了一个天文台。经过多年的观 测，不但证实了斯基阿帕雷利的发现，还新发现了几百条新的河道，说火星表面像“蜘蛛网”一详。他还把自己 的观测写成三本书:火星、火星及其运河、火星生命的住所。他认为，因为火星表面空气非常稀薄而导 致缺水，由冰雪组成的火星极冠到夏季开始融化，成为水源，火星上的水道，目的就是将极冠上的水引向干旱的 热带地区，用以灌溉那里的田地。从这些水道看，都是到大陆的中央汇合在一起，显然是有目的地干的。其暗斑 则是绿洲。洛韦尔的理论引起了人们的极大兴趣，很快风靡世界。但是，洛韦尔的理论并不是一边倒的，也在不断地受到挑 战。比如美国的巴约德就认为，火星上的暗线根本就不是直的，很不规则，并且是断开的，希腊的安东尼阿迪通 过自己的观测，支持了巴纳德的观点，认为把火星上的暗线条说成是运河，纯粹是眼睛的错觉，“属于想像力过 于丰富的人。”由于上述观点的出现，关于火星人的神话逐渐消沉下来，美国的“水手”9 号探测器进一步证明了火星运河的存 在是虚假的。不过“水手”9 号却有了意外的发现，那就是火星上有许多类似河床的地质构造，其位置与洛韦尔 描绘的大相径庭。有人把火星上的河床分成三类，经流河床、流出河床与侵蚀河床，与地球上的河床极为相似，他们分折，大约在 很久很久以前，火星上曾经有过温暖的气候，它的上空有大气层，有降水量，保证了河流的存在。后来，“海盗”1 号（1976）不但证实了火星上运河的存在，还证实了人工建筑的存在。火星的地貌在望远镜中，火星呈现为一个明亮而模糊的微红色圆面。最引人注目的是，覆盖在两极地区的白色极冠，其大小 随火星季节而变化。在较大的望远镜中，还可以观测到线度至少几百公里的明亮或黑暗区域：明亮而呈桔黄色的 区域称为“大陆”，几乎占火星总面积的六分之五；黑暗区域称为“海洋”，其颜色常随季节变化。火星南北半球之间有着令人惊异的不同。就火星的地质史来说,南半部比较古老,表面崎岖而密布环形山。这些环 形山估计多半是在火星历史的早期（可能是最初的十亿年）形成的；北半部则以大的火山熔岩平原为特征，这些 熔岩平原很象月球上的“海”，其中还有一些死火山。北半部地势普遍比南半部低，环形山也比南半部少得多。火星表面的高低差别一般在510公里左右。火星的沙漠部分被红色的硅酸盐 赤铁矿等铁的氧化物以及其他金 属的化合物所覆盖，因而显出明亮的橙红色。这些覆盖物均为较年轻的物质，可能源于火山或风化。火星表面上的地理特征，主要有：环形山和火山。 和月面相比，火星上环形山的数量要少得多，环形山边缘坡 度平缓（坡度都小于10）,不象月面环形山能投射出尖尖的影子，这表明环形山曾受到严重的侵蚀。环形山可以 分为两种：火山成因的环形山和陨石撞击而成的环形山。火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳（）加上氮气（）氩气（）和微量的氧气（）和水 汽（）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1还小），但它随着高度的变化而变化， 在盆地的最深处可高达9毫巴，而在0lympus Mons的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶尔整月席卷整颗 行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5K的温度，比我 们所知道的金星和地球的少得多。火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。这个冰罩的结构是层叠式的，它是由冰层与变化 着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。由于南部的二氧化碳从 没有完全消失过，所以我们无法知道在南部的冰层下是否也存在着冰水层（左图）。这种现象的原因还不知道， 但或许是由于火星赤道面与其运行轨道之间的夹角的长期变化引起气候的变化造成的。或许在火星表面下较深处 也有水存在。这种因季节变化而产生的两极覆盖层的变化使火星的气压改变了25左右（由海盗号测量出）。木星 Jupiter木星古称岁星，是离太阳第五颗行星，而且是最大的一颗，比所有其他的 行星的合质量大2倍（地球的318倍）。木星绕太阳公转的周期为天，约 合年。木星Jove）希腊人称之为 宙斯（众神之王，奥林匹斯山的统治者和 罗马国的保护人，它是Cronus （土星的儿子。）公转轨道： 距太阳778,330,000壬米 天文单位）行星直径：142,984千米（赤道）质量：壬克木星是天空中第四亮的物体（次于太阳，耳球和金星；有时候火星更亮一些），早在史前木星就已被人类所 知晓。根据伽利略1610年对木星四颗卫星：木卫一,木卫二,木卫三和木卫四（现常被称作伽利略卫星）的观 察，它们是不以地球为中心运转的第一个发现，也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据。气态行星没有实体表面，它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大（我们从它们表面相当于1个大气压 处开始算它们的半径和直径）。我们所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。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&Idquo;石头 &rdquo ；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。土星有一个类似的组成，但天王星与 海王星的组成中，氢和氦的量就少一些了。 内核上则是大部分的行星物质集结地，以液态金属氢的形式存在。这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿 巴压强下才存在，木星内部就是这种环境（土星也是）。液态金属氢由离子化的质子与电子组成（类似于太阳的 内部，不过温度低多了）。在木星内部的温度压强下，氢气是液态的，而非气态，这使它成为了木星磁场的电子 指挥者与根源。同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰。最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成，它们在内部是液体，而在较外部则气体化了，我们所能看到的 就是这深邃的一层的较高处。水二氧化碳甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿。云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰，铵水硫化物和冰水混合物。然而，来自伽利略号的证明的初步结 果表明云层中这些物质极其稀少（一个仪器看来已检测了最外层，另一个同时可能已检测了第二外层）。但这次 证明的地表位置十分不同寻常基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次 证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区。木星和其他气态行星表面有高速飓风，并被限制在狭小的纬度范围内，在连近纬度的风吹的方向又与其相反。这 些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带，支配着行星的外貌。光亮的表面带被称作区（zones）， 暗的叫作带（belts）。这些木星上的带子很早就被人们知道了，但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次 发现。伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多（大于400英里每小时），并延伸到根所能观察到的一样深的地方，大约向内延伸有数千千米。木星的大气层也被发现相当紊乱，这表明由于它内部的热量使得飓 风在大部分急速运动，不像地球只从太阳处获取热量。木星有一个巨型磁场，比地球的大得多，磁层向外延伸超过 7千米（超过了土星的轨道！）。（小记：木星的磁层 并非球状，它只是朝太阳的方向延伸。）这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中，由此产生的一些情况在 木卫一上有了部分解释。不幸的是，对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说，木 星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍。这类辐射类似于，不过大大强烈于，地球的电离层带 的情况。它将马上对未受保护的人类产生致命的影响。木星的光环较土星为暗（反照率为）。它们由许多粒状的岩石质材料组成。木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在（由大气层和磁场的作用）。这样一来，如果光环要保持形状，它 们需被不停地补充。两颗处在光环中公转的小卫星：木卫十六和木卫十七，显而易见是光环资源的最佳候选人。 木卫在宇宙飞船探测木星之前，人们知道木星有13颗卫星。科学家们从“旅行者 2号”发回的照片上又发现了 3 颗，共有16 颗木卫。按距离木星中心由近及远的次序为：木卫十六、木卫十四、木卫五、木卫十五、 木卫一、木卫二、木卫三、木卫四、木卫十三、木卫六、木卫十、木卫七、木卫十二、木卫十一、木卫八和木卫 九。它们都围绕着木星公转，离木星最远的木卫九与木星的距离比地球和月亮的距离远 60倍，它绕木星公转一 周需要 758 天。土星 Saturn土星古称镇星，直径119300公里（为地球的倍），是太阳系第二大行星。 它与邻居木星十分相像，表面也是液态氢和氦的海洋，上方同样覆盖着厚 厚的云层。土星上狂风肆虐，沿东西方向的风速可超过每小时1600公里。 土星上空的云层就是这些狂风造成的，云层中含有大量的结晶氨。土星（Saturn）轨道距太阳142, 940万千米，公转周期为天，相当于个 地球年，视星等为等。在太阳系的行星中,土星的光环最惹人注目，它使土星看上去就像戴着一顶漂亮的大草帽观测表明构成光环的物质是碎冰块、岩石块、尘埃、颗粒等，它们排列成一系列的圆圈，绕着土星旋转。土星运动迟缓，人们便将它看做掌握时间和命运的象征。罗马神话中称之为第二代天神克洛诺斯，它是在推翻父 亲之后登上天神宝座的。无论东方还是西方，都把土星与人类密切相关的农业联系在一起，在天文学中表示的符 号，像是一把主宰着农业的大镰刀。土星的光环1610 年，意大利天文学家伽利略观测到在土星的球状本体旁有奇怪的附属物。1659 年，荷兰学者惠更斯证认出这是离开本体的光环。1675 年意大利天文学家卡西尼，发现土星光环中间有一条暗缝，后称卡西尼环缝。他还猜 测，光环是由无数小颗粒构成。两个多世纪后的分光观测证实了他的猜测。但在这二百年间，土星环通常被看做 是一个或几个扁平的固体物质盘。直到1856年，英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星 在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统。土星环位于土星的赤道面上。在空间探测以前，从地面观测得知土星环有五个，其中包括三个主环（A环、B环、 C环）和两个暗环（D环 E环）。B环既宽又亮，它的内侧是C环，外侧是A环。A环和B环之间为宽约5，000 公里的卡西尼缝，它是天文学家卡西尼在1675年发现的。B环的内半径91, 500公里，外半径116, 500公里， 宽度是25, 000公里，可以并排安放两个地球。A环的内半径121, 500公里，外半径137,000公里，宽度15， 500公里。C环很暗，它从B环的内边缘一直延伸到离土星表面只有12, 000公里处，宽度约19, 000公里。1969 年在C环内侧发现了更暗的D环，它几乎触及土星表面。在A环外侧还有一个E环，由非常稀疏的物质碎片构成， 延伸在五、六个土星半径以外。1979年9月，“先驱者” 11号探测到两个新环F环和G环。F环很窄，宽 度不到800公里，离土星中心的距离为个土星半径，正好在A环的外侧。G环离土星很远，展布在离土星中心大 约1015个土星半径间的广阔地带。“先驱者”11号还测定了 A环、B环、C环和卡西尼缝的位置、宽度，其结 果同地面观测相差不大。 “先驱者” 11号的紫外辉光观测发现，在土星的可见环周围有巨大的氢云。环本身是氢 云的源。用天文望远镜观察土星，看到的是一个带光环的天体。土星的赤道半径约为6万公里，其赤道半径与极半径相差 5000多公里。体积为地球的740倍，质量为地球的95倍。在太阳系的行星中，土星的质量和大小仅次于木星。 平均密度是0.7克立方厘米，比水的密度还要小。由于土星的密度太小，其表面重力加速度和地球差不多（为 地球的）。在土星上，物体要有37公里秒的速度才能脱离土星，比地球表面的脱离速度大得多，因此土星能把 大量的大气束缚住。土星有稠密的大气，其大气的主要成分是氢和氦，还有甲烷、氨等。通过天文望远镜，我们可以看到土星表面也 有一些明暗交替的带纹平行于它的赤道面，带纹有时也会出现亮斑、暗斑或白斑。白斑的出现不很稳定，最著名 的白斑于1933年8月被英国天文爱好者WT海用小型天文望远镜发现。此白斑位于土星赤道区，呈蛋形，长 度达土星直径的15。以后这块白斑逐渐扩大，几乎蔓延到土星的整个赤道带。为了探测太阳系外围空间的物理情况，1973年4月“先驱者11”号上天，1979年9月1日飞临土星，成为第一 个就近探测土星的人造天体。“旅行者”1号、2号在考察完木星后，继续驶向土星，对土星进行考察。完成考 察土星的任务后，“旅行者2号”又继续飞向天王星和海王星，对它们进行考察。这些“一身多任”的宇宙飞船， 为我们带来了土星的新消息。在宇宙飞船探测土星之前，人们知道土星有10颗卫星。1977年发现了土卫十一，1979年“先驱者号1号”飞临 土星时，探测到了第十二颗卫星。为了纪念它的功绩，起名为“先驱者号”。“旅行者1号”飞船于1980年10 月 26日和1 1月1 0日在近距离考察土星时，又发现了5颗卫星。 1 981年8月25日“旅行者2号”在距土星云层之上101000公里处掠过，考察了土星及其光环和9个卫星。这次飞掠土星时，又发现了 6颗卫星。土星的卫星中，土卫六是天文学家关注的天体之一。它于 1655年被荷兰天文学家惠更斯发现。长期以来，土卫 六一直被认为是卫星中体积最大的，也是太阳系中唯一拥有大气的卫星，其大气成分主要是甲烷；过去认为它的 表面温度也不很低，因而人们推测在它上面可能存在生命。“旅行者1 号”发回的数据却令人失望，它发现土卫 六的直径只有 5150公里，并不是太阳系中最大的卫星（木卫三的直径最大，为5262公里），它有一层稠密的大 气层和一个液态的表面，其大气层至少有400 公里厚，甲烷成分不到1，大气的主要成份是氦，占98，还有 少量的乙烷乙烯及乙炔等气体。土卫六的表面温度在T81C到-208C之间，液态表面下有一个冰幔和一个岩石 核心。飞船未发现存在任何生命的痕迹。土卫六能向外发射电波，使人感到迷惑。此外，土卫六轨道附近有一个 氢云。天王星“天资”出众 天文学家们为什么特别看重土卫六呢因为土卫六“天资”出众，所以受到天文学家们的青睐和 器重。土卫六与众不同的“天资”表现在如下方面： 首先，土卫六的直径为4828公里，在卫星世界中居第 二位，比冥王星大许多，跟水星的个头儿差不多。它的质量是月球质量的倍，平均密度为每立方厘米1.9克，约 为地球密度的13，引力则为地球的14。 土卫六与土星的平均距离为122万公里，沿着近乎正圆形的轨 道绕土星运动。它像月球一样，总以同一面向着自己的行星土星。也就是说，如果在土星上看土卫六的话， 永远只能看到土卫六的同一个半面。它的轨道基本上在土星赤道面内。你可以想一想，土卫六这么大的天体，沿 着大约122万公里的半径，居然运动在近乎正圆的轨道上，这真是有点难以想象的事。如果让我们专门画这样一 个圆，恐怕也是不容易办到的。足见天体演化中的自然奇观。 第二， 1944年，美籍荷兰天文学家柯伊伯对土 卫六进行了系统的分光观测研究，发现土卫六上有甲烷气体，从而确认土卫六上有浓密的大气层。一直到现在， 土卫六仍是太阳系内已知的60多颗卫星中有大气的唯一卫星，这怎能不受到天文学家们的特别偏受呢？ 第三，根据土卫六的运动特征物理状况和化学成分，天文学家们判定土卫六是和土星一起演化形成的，属于稳 定卫星，不可能是土星后来捕获的小天体。一些天文学家曾一度将土卫六的质量体积表面重力表面温度 大气成分水和冰的含量自转和公转等天体特征和天体环境与地球进行比较，目的是想从中获取有关早期生命 物质演化的蛛丝马迹。星。天王星的体积比海王星大，质量却比其小。天王星是太阳系中离太阳第七远行星，从直径来看，是太阳系中第三大行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（与大都由氢组成的木星和土星相比是较少的）。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。如其他所有的气态行星一样，天王星也有带状的云围绕着它快速飘动。但是它们太微弱了，以至只能由旅行者2 号经过加工的图片才可 看出（右图）。最近由哈博望远镜的观察（左图）显示的条纹却更大更明显。据推测，这种差别主要是由于季节 的作用而产生的（太阳直射到天王星的某个低纬地区可能造成明显的白天黑夜的作用）。天王星显蓝色是其外层大气层中的甲烷吸收了红光的结果。那儿或许有像木星那样的彩带，但它们被覆盖着的甲烷层遮住了。 像其他所有气态行星一样，天王星有光环。它们像木星的光环一样暗，但又像土星的光环那样由相当大的直径达 到 10 米的粒子和细小的尘土组成。天王星有 11 层已知的光环，但都非常暗淡；最亮的那个被称为 Epsilon 光环。 天王星的光环是继土星的被发现后第一个被发现的，这一发现被认为是十分重要的，由此我们知道了光环是行星 的一个普遍特征，而不是仅为土星所特有的。 旅行者 2号发现了继已知的5颗大卫星后的 10颗小卫星。看 来在光环内还有一些更小的卫星。 谈到天王星转轴的问题，还值得一提的是它的磁场也十分奇特，它并不在 此行星的中心，而倾斜了近 60度。这可能是由于天王星内部的较深处的运动而造成的。 有时在晴朗的夜空， 刚好可用肉眼看到模糊的天王星，但如果你知道它的位置，通过双筒望远镜就十分容易观察到了。通过一个小型 的天文望远镜可以看到一个小圆盘状。迈克哈卫的行星寻找图表显示了天王星以及其它行星在天空中的位置。 越来越多的细节，越来越好的图表将被如灿烂星河这样的天文程序来发现和完成。 天王星的卫星 天王星 有15颗已命名的卫星，以及2颗已发现但暂未命名的卫星。 与太阳系中的其他天体不同，天王星的卫星并 不是以古代神话中的人物而命名的，而是用莎士比亚和罗马教皇的作品中人物的名字。它们自然分成两组：由旅行者2号发现的靠近天王星的很暗的10颗小卫星和5颗在外层的大卫星。（右图） 它们都有一个 圆形轨道围绕着天王星的赤道（因此相对于赤道面有一个较大的角度）。