太阳在浩瀚的宇宙中谈不上有什么特殊性。组成银河系的有大约两千亿颗恒星,而太阳只是其中中等大小的一颗。太阳已的年龄有五十亿岁,正处在它一生中的中年时期。作为太阳系的中心,地球上所有生物的生长都直接或间接地需要它所提供的光和热。
太阳对太阳系而言是一个有着巨大影响并占支配地位的天体。它的直径达一百四十多万公里,是地球直径的一百多倍;质量占整个太阳系的九十九点八。要用一百多个地球才能填满太阳的圆面,而它的内部则能容纳大约一百三十万个地球。
这是1973年美国天空实验室拍摄的太阳照片,照片中有一个难得一见的巨大日饵。(NASA)
太阳内部构成示意图。它的中心是一个巨大的核聚变反应区。
这张太阳的圆面照片摄于H-alpha波段。H-alpha波段是一个狭窄的红色光波段。
这是太阳在紫外线波段的照片。摄于1996年。(ESA/NASA)
摄于H-alpha波段的太阳日饵照片。
太阳黑子照片。黑色的是太阳黑子,其周围的斑驳特征反映出太阳表明激烈的对流活动。
太阳磁区照片。黑色的是正极,白色的是负极。
发生于1991年的日全食,摄于美国加利福尼亚州。该图由五张单独的照片拼合而成。
1994年发生的日全食,照片摄于智利。图中可见因月球表面折射产生的贝丽珠。
发生于1999年日全食。该照片摄于英国,当时天空中有阴云。
2000年圣诞节当天发生的日食。由一位美国天文摄影爱好者拍摄。
一架喷气客机从巨大的太阳背景中飞过,由Thierry Lagault摄于法国巴黎近郊。
太阳内核的温度高达摄氏一千五百万度,在那儿发生着氢-氦核聚变反应。核聚变反应每秒钟要消耗掉约五百万吨的物质,并转换成能量以光子的形式释放出来。这些光子从太阳中心到达太阳表面要花一百多万年。光子从太阳中心出发后先要经过辐射带,沿途在与原子微粒的碰撞丢失能量。随后要经过对流带,光子的能量被炽热的气体吸收,气体在对流中向表面传递能量。到达对流带边缘后,光子已经冷却到五千五百摄氏度了。
我们所能直接看到的是位于太阳表面的光球层。光球层比较活跃,温度约为摄氏六千多度,属于比较“凉爽”部分。光球层上有一个个起伏的对流单元“米粒”。每个米粒的直径在一千六百公里左右,它们是一个个从太阳内部升上来的热气流的顶问。就是在不断的对流活动中,太阳每秒钟向宇宙空间释放着相当于一千亿个百万吨级核弹的能量。
在光球层的某些局部温度比较低,在可见光范围内这些部位就显得比其它地方黑暗,所以人们称之为“黑子”。光球层外包裹着色球层,太阳将能量通过色球层向外传递。这一层中有太阳耀斑,所谓耀斑是黑子形成前产生的灼热氢云。色球层之外是太阳大气的最外层日冕。日冕非常庞大,可以向太空绵延数百万公里,但只有在日全食时才可看到它。人们可以在日冕中可以看到从色球层顶端产生的巨大火焰“日饵”。
在辐射光和热的同时,太阳也产生一种低密度的粒子流——太阳风。太阳风以每秒四百五十公里的速度向宇宙空间辐射。地球和其它某些行星的极光也是太阳风带来的。如果一段时间内太阳风异常强大,便形成了太阳风暴。太阳的磁场极其强大复杂,其范围甚至越过了冥王星轨道。
太阳已经近五十亿岁了,它还可以继续平静地燃烧约五十亿年。五十亿年后,太阳内部的氦将转变成更重的元素,亮度会增加到现在的一倍,体积也将不断膨胀,水星、金星和地球都将进入它的大气。在经历一亿年的红巨星阶段后,太阳将耗尽所有能源而坍缩成一颗白矮星,并通过向宇宙空间抛射物质而形成一个行星状星云。
质量 1.989e+30 kg
赤道半径 695,000 km
平均密度 1.410 gm/cm^3
自转周期 25-36 天
逃逸速度 618.02 km/sec
平均表面温度 6,000°C
年龄 45 亿年
主要化学成份 氢 92.1%
氦 7.8%
其他 0.1%
水星距太阳五千八百万公里,是太阳系中和太阳最近的行星。水星没有卫星,它的体积在太阳系中列倒数第二位,仅比冥王星大。因为水星与太阳非常接近,所以它的白昼地表温度可高达摄氏四百二十七度;而到晚上又骤降至摄氏零下一百七十三度。
水星的公转周期约为八十八个地球日,自转周期约为五十九个地球日。这样一来使得水星的一昼夜长达一百七十六个地球日。所以一进入夜晚,水星表面将连续几周处于黑暗中。这也是造成水星表面昼夜温度差巨大的原因之一。
以下是美国水手10号探测器发回的一系列近距离水星图片。这是水星的一个半球,上北下南。
水星的内部结构。它有一个主要由铁和镍构成的核,幔和壳的主要成份是硅酸盐。
位于一个古老的陨坑盆地中的年轻陨坑。这个年轻陨坑的直径约为十二公里。
一处陨坑非常密集的地表。此处有大量的直径从一公里至三十八公里的各种大小的陨石坑。
这是水星的南极地区。极点的位置在那个仅边缘被阳光照到的“赵孟頫陨坑”中。
水星南极地区的某一部分,和水星其他大部分地区一样布满了大量陨坑。
一个年轻平原上的陨坑群,最大的一个直径约一百公里。
两个分别宽约四十公里的非常显眼的放射状陨坑。从左上至中下的条形白色构造与此无关。
位于水星北半球的一个地区。前方是陨坑群,后方是大片的光滑平原。
边缘由多层小圈组成的陨坑,直径约九十八公里,是多种类型的水星陨坑中的一种。仔细观察可以发现前景中的另一个小型陨坑也属此类。
这是一个环形平原。其形成早期曾经充满熔岩,随后即受到大量的陨石轰击。
在此图中可看到一条长约三百公里的悬崖。水星拥有许多类似地形。
由于水星表面温度太高,它不可能像它的两个近邻金星和地球那样保留一层浓密大气,因此无论是白天还是夜晚,水星的天空都是漆黑的。在水星漆黑的天空中可以看到明亮的金星和地球。水星极其稀薄的大气主要是由从太阳风中俘获的气体组成的,其密度只有地球大气的12%。主要成份为氦(42%)、汽化钠(42%)和氧(15%)等。水星表面的岩石吸收了大量的阳光,反射率只有8%,所以水星是太阳系中最暗的行星之一。
由于水星只在黎明或白天出现,因此在地球上观测水星较为困难。这一状况直至20世纪70年代中期美国发射了“水手”号探测器才有所改变。“水手10号”发回的图片显示水星的表面与月球极其相似,上面布满了深浅不一的陨石坑。这表明水星也遭受过陨石接连不断的轰击。但水星表面也有广阔的平原,这表明水星在形成初期可能是液态的,后来逐渐冷却凝固成了一个岩石星球。曾经有一些大型的陨石险些把水星打碎,使从裂开的地壳涌出的熔岩流在水星表面到处流淌。水星表面还纵横交错地分布着一些非常长的悬崖峭壁,最高的可达三千多米。水星有一个主要由铁和镍构成的核,水星幔和壳的主要成份则是硅酸盐。它是太阳系含铁量最高的行星。
水星上没有液态的水,但1991年在其北极地区观测到一个亮斑。据推测,这个亮斑可能是由于贮存在水星表面或地下的冰反射了阳光造成的。仅管水星表面温度极高,但在其北极的一些陨坑内终年不见阳光,温度常年底于-161摄氏度。这足以使来自水星内部或宇宙空间的水份以冰的形态保存下来。
质量 3.303e+23 kg
赤道半径 2,439.7 km
平均密度 5.42 gm/cm^3
平均日距 57,910,000 km
自转周期 58.6462 天
公转周期 87.969 天
平均轨道速度 47.88 km/sec
赤道地表重力 2.78 m/sec^2
赤道逃逸速度 4.25 km/sec
平均地表温度 179°C
最高地表温度 427°C
最低地表温度 -173°C
大气组成 氦 42%
钠 42%
氧 15%
其它 1%
金星分别在早晨和黄昏出现在天空,古代占星家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”。在英语中,金星——“维纳斯”是古罗马的女神,像征着爱情与美丽。而一直以来,金星都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,它与地球在体积、质量、密度和重量上非常相似,可以算作是地球的姊妹星。而事实上金星与地球非常不同。金星上的一天相当于地球上的243天,而它的一年却只有225天。金星的自东向西自转还使得太阳在金星上西升东落。金星有厚厚的二氧化碳的大气,没有水。它的云层是由硫酸微滴组成的。它的地表大气压是地球上的九十多倍。金星浓厚的二氧化碳大气造成强大的“温室效应”,太阳光能够透过大气将金星表面烤热,但地表辐射却受到大气的阻隔,热量无法得到释放,致使地表温度高达摄氏四百八十多度。这样高的温度使得金属都会熔化。
这是美国宇航局水手10号探测器1974年拍摄的金星照片,显示金星被浓厚的云层包围。
金星内部结构尚未有定论,但据认为它可能有一个半径约3000km的固态核。
这是伽利略探测器1990年拍摄的金星照片。照片着了蓝色以突出其云层结构图案。
这是哈勃太空望远镜1995年拍摄的金星紫外光照片。(HST)
这是经计算机拼合而成的金星全球地表图,使用了麦哲伦探测器1991年拍摄的多张金星雷达照片。
这是根据麦哲伦探测器发回的数据模拟而成的金星表面高3km的Gula火山和直径约48.5km的Cunitz陨石坑。
这是金星表面的Eistla Regio裂谷,远入地平线右侧是Gula火山,左侧是2km高的Sif火山。
蛛网地形是在金星表面发现的另一种明显的地形特征。
这是金星表面的“方格纸地形”。图中每两条平行线之间的距离约为1km。
这是1975年前苏联的金星9号和金星10号探测器在金星表面着陆后发回的照片。
这是1982年前苏联的金星13号探测器在金星着陆后发回的金星表面的彩色照片。
这是1982年前苏联金星14号在金星着陆后发回的黑白照片。
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,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地区的Maxwell山是金星上最高的山峰。Aphrodite地区的高原几乎占据了赤道地区的一半。通过麦哲伦计划获得的金星2.5公里以上高原区图像显示它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。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。
质量 4.869e+24 kg
赤道半径 6,051.8 km
平均密度 5.25 gm/cm^3
平均日距 108,200,000 km
自转周期 -243.0187 天
公转周期 224.701 天
赤道地表重力 8.87 m/sec^2
赤道逃逸速度 10.36 km/sec
平均地表温度 482°C
大气压力 92 bars
大气组成 二氧化碳 96%
氮 3+%
少量的二氧化硫、水汽、一氧化碳、氩、氦、氖、氯化氢和氟化氢
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自己看
水 金 地 火 木 土 天 海 冥
金星是离太阳第二近,太阳系中第六大行星。在所有行星中,金星的轨道最接近圆,偏差不到1%。
轨道半径: 距太阳 108,200,000 千米 (0.72 天文单位)
行星直径: 12,103.6 千米
质量: 4.869e24 千克
水星最接近太阳,是太阳系中第二小行星。水星在直径上小于木卫三和土卫六,但它更重。
公转轨道: 距太阳 57,910,000 千米 (0.38 天文单位)
行星直径: 4,880 千米
质量: 3.30e23 千克
地球是距太阳第三颗,也是第五大行星:
轨道半径: 149,600,000 千米 (离太阳1.00 天文单位)
行星直径: 12,756.3 千米
质量: 5.9736e24 千克
火星为距太阳第四远,也是太阳系中第七大行星:
公转轨道: 离太阳227,940,000 千米 (1.52 天文单位)
行星直径: 6,794 千米
质量: 6.4219e23 千克
木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)。
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1.900e27 千克
土星是离太阳第六远的行星,也是九大行星中第二大的行星:
公转轨道: 距太阳 1,429,400,000 千米 (9.54 天文单位)
卫星直径: 120,536 千米 (赤道)
质量: 5.68e26 千克
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星。天王星的体积比海王星大,质量却比其小。
公转轨道: 距太阳2,870,990,000 千米 (19.218 天文单位)
行星直径: 51,118 千米(赤道)
质量: 8.683e25 千克
海王星是环绕太阳运行的第八颗行星,也是太阳系中第四大天体(直径上)。海王星在直径上小于天王星,但质量比它大。
公转轨道: 距太阳 4,504,000,000 千米 (30.06 天文单位)
行星直径: 49,532 千米(赤道)
质量: 1.0247e26 千克
一般认为,冥王星是离太阳最远而且是最小的行星。太阳系中有七颗卫比冥王星大(月球, 木卫一, 木卫二, 木卫三, 木卫四, 土卫六 and 海卫一)。
公转轨道: 离太阳平均距离5,913,520,000 千米 (39.5 天文单位)
行星直径: 2274 千米
质量: 1.27e22 千克