天文学基础知识太阳系概述幻灯片.ppt

《天文学基础知识太阳系概述幻灯片.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天文学基础知识太阳系概述幻灯片.ppt（88页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、天文学基础知识太阳系概述第1页，共88页，编辑于2022年，星期五一、太阳系概况一、太阳系概况 太阳系在银河系离中心近太阳系在银河系离中心近3万光年处万光年处以太阳为中心受太阳引力支配的天体系统以太阳为中心受太阳引力支配的天体系统太阳系太阳系 太阳系太阳系：太阳、八大行星、矮行星及其：太阳、八大行星、矮行星及其66颗卫星、小行星和颗卫星、小行星和彗星以及行星际间的介质等组成。彗星以及行星际间的介质等组成。第2页，共88页，编辑于2022年，星期五第3页，共88页，编辑于2022年，星期五太阳太阳是太阳系中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的是太阳系中唯一的一颗恒星，其质量占整个太阳系的 99.

2、87，能发出强烈的光和热。，能发出强烈的光和热。八大行星：八大行星：太阳系太阳系直径直径 118 亿亿km，合，合 79 个天文单位。太阳发出的光个天文单位。太阳发出的光需要需要 5.5 小时才能穿出太阳系。小时才能穿出太阳系。水星水星金星金星地球地球火星火星木星木星土星土星天王星天王星海天星海天星冥王星冥王星矮行星：矮行星：小行星带：小行星带：火、木星之间；冥王星外火、木星之间；冥王星外柯伊伯环带。柯伊伯环带。太阳系中行星运转共面（黄道面）。太阳系中行星运转共面（黄道面）。行星运动形式：自转和绕太阳公转。行星运动形式：自转和绕太阳公转。彗星彗星第4页，共88页，编辑于2022年，星期五八大行

3、星的分类：八大行星的分类：（1）类地行星：水星、金星、地球、火星。）类地行星：水星、金星、地球、火星。特点：密度大（内部为硅酸盐，有固体外壳）、体积特点：密度大（内部为硅酸盐，有固体外壳）、体积小、自转慢、卫星少，有固态外壳和金属核心。小、自转慢、卫星少，有固态外壳和金属核心。（2）类木行星：木星、土星、天王星、海王星。）类木行星：木星、土星、天王星、海王星。特点：体积大，密度小，卫星多，自转快，无固体外特点：体积大，密度小，卫星多，自转快，无固体外壳，有浓密的大气。壳，有浓密的大气。（3）矮行星）矮行星冥王星：它是一个特殊的行星，既像类地，冥王星：它是一个特殊的行星，既像类地，又像类木，但又

4、都不是，它个头很小，轨道特殊，异常冰冷。又像类木，但又都不是，它个头很小，轨道特殊，异常冰冷。第5页，共88页，编辑于2022年，星期五 共面共面,近圆近圆,同向同向行星，彗星 绕太阳公转卫星(月亮)同时还绕行星公转Kepler 定律太阳系内天体运动1571-1630 6第6页，共88页，编辑于2022年，星期五表面的温度：表面的温度：6000。二二.太阳太阳1.熊熊烈焰百亿年熊熊烈焰百亿年 直径约：直径约：1.4 106km，是地球直径的是地球直径的109倍。倍。寿命：寿命：100亿年。亿年。太阳：中等主序星期的恒星。太阳：中等主序星期的恒星。大气中有大气中有 73 种元素。氢：种元素。氢：

5、71%；氦：；氦：26.5%；氧、碳、氧、碳、氮、氮、氖等气体：氖等气体：2%，镁、，镁、镍、镍、硅、硅、硫、硫、铁、钙铁、钙等：等：0.4%，其余，其余 60 种不足种不足 0.1%。第7页，共88页，编辑于2022年，星期五2.能量及来源能量及来源太阳的能量主要来源：中心的核心部分聚变反应。太阳的能量主要来源：中心的核心部分聚变反应。核心：温度核心：温度1.5 107oC；压力；压力340亿倍大气压。亿倍大气压。释放能量：释放能量：26.7MeV。每秒钟有质量为每秒钟有质量为 6 亿吨的氢热核聚变为亿吨的氢热核聚变为 5.96 亿吨的氦，释亿吨的氦，释放出相当于放出相当于 400 万吨氢的

6、能量，根据目前对太阳内部氢含万吨氢的能量，根据目前对太阳内部氢含量的估计，太阳至少还有量的估计，太阳至少还有 50 亿年的正常寿命。亿年的正常寿命。爱因斯坦的质能关系：爱因斯坦的质能关系：氢热核聚变为氦：氢热核聚变为氦：第8页，共88页，编辑于2022年，星期五3.结构与成分结构与成分根据物理属性分为：核心、辐射层、对流层、光球层、根据物理属性分为：核心、辐射层、对流层、光球层、色球层、色球层以外是太阳的大气色球层、色球层以外是太阳的大气日冕。日冕。（1）日核）日核 太阳的中心核反应区。约占太阳半径的太阳的中心核反应区。约占太阳半径的 20，集中了太阳，集中了太阳质量的一半。高温高压使这里的氢

7、原子核聚变为氦。质量的一半。高温高压使这里的氢原子核聚变为氦。（2）辐射区）辐射区 范围：范围：0.25 0.86 太阳半径，边缘温度约为太阳半径，边缘温度约为 70 万万k。辐。辐射：射：射线射线 X 射线射线 极紫外线极紫外线紫外线逐渐变为紫外线逐渐变为可见可见光和其他形式的辐射。光和其他形式的辐射。第9页，共88页，编辑于2022年，星期五第10页，共88页，编辑于2022年，星期五（3）对流层）对流层：在辐射区外侧，太阳气体呈对流的不稳：在辐射区外侧，太阳气体呈对流的不稳定状态，厚度大约定状态，厚度大约 14 万万km。温度、压力和密度变化梯度很大，物质径向对流强烈温度、压力和密度变化

8、梯度很大，物质径向对流强烈又不均匀，可产生低频声波，将机械能通过光球传输又不均匀，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。到太阳的外层大气。（4）光球层）光球层：厚度为：厚度为500km的不透明的黄色气体薄层，的不透明的黄色气体薄层，温度约温度约 5770 k（太阳的平均有效温度）。（太阳的平均有效温度）。光球层发射几乎全部可见光。光球层发射几乎全部可见光。光球层上最显著的现象是太阳黑子。光球层上最显著的现象是太阳黑子。在光球层有在光球层有“米粒米粒”、“超米粒超米粒”组织，组织，“米粒米粒”组织组织直径约直径约 1000 到到 2000 公里公里，寿命约十分钟；，寿命约十分钟；

9、“超米粒超米粒”组织，尺度达组织，尺度达 三万公里三万公里 左右，寿命约左右，寿命约 20 小时。小时。第11页，共88页，编辑于2022年，星期五（5）色球层）色球层 红色的色球层厚度约红色的色球层厚度约1500km。色球层温度：色球层温度：4500 k8000 k50000 k。日珥日珥色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，大色球上玫瑰红色的舌状气体如烈火升腾，大的日珥高于日面几十万公里。的日珥高于日面几十万公里。色球上有许多挺拔的针状物、彩色的谱斑、细细的网纹、色球上有许多挺拔的针状物、彩色的谱斑、细细的网纹、冲天的日浪、耀斑。冲天的日浪、耀斑。耀斑耀斑在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的

10、爆发在色球与日冕之间有时会突然发生剧烈的爆发现象。现象。第12页，共88页，编辑于2022年，星期五（6）日冕）日冕 太阳的最外层大气。由太阳的最外层大气。由高温、低密度的等离子高温、低密度的等离子体组成。日冕温度达一体组成。日冕温度达一二百万开。高温使气体二百万开。高温使气体获得克服太阳引力的动获得克服太阳引力的动能，形成不断发射的较能，形成不断发射的较稳定粒子流太阳风，是稳定粒子流太阳风，是造成彗星尾背向太阳的造成彗星尾背向太阳的主要动力。主要动力。日全食时看到的日冕日全食时看到的日冕 第13页，共88页，编辑于2022年，星期五太阳风太阳风第14页，共88页，编辑于2022年，星期五 三

11、三.类地行星（类地行星（水星、金星、地球、火星水星、金星、地球、火星）1.水星水星 水星距离太阳水星距离太阳0.39AU。质量约为。质量约为3.3 1023kg，为地球的，为地球的0.055倍倍。日光辐照强度比地球表面大日光辐照强度比地球表面大7倍，水星大气稀薄，昼夜温倍，水星大气稀薄，昼夜温差大：差大：427 -173 。自转周期为自转周期为58.65地球日，公转周期为地球日，公转周期为0.241地球年，即地球年，即88地地球日。八大行星中除地球之外水星的密度最大（球日。八大行星中除地球之外水星的密度最大（5.43 g/cm3）。水星地貌酷似月球，有大小不一的环形山、辐射纹、。水星地貌酷似月

12、球，有大小不一的环形山、辐射纹、平原、裂谷、盆地等地形。平原、裂谷、盆地等地形。当水星走到太阳和地球之间时，我们在太阳圆面上会看到当水星走到太阳和地球之间时，我们在太阳圆面上会看到一个小黑点穿过，这种现象称为水星凌日。水星凌日平均一个小黑点穿过，这种现象称为水星凌日。水星凌日平均每世纪发生每世纪发生 13 次。次。第15页，共88页，编辑于2022年，星期五水水星星第16页，共88页，编辑于2022年，星期五金星离地球只有金星离地球只有0.27AU。黄昏的黄昏的“长庚星，黎明长庚星，黎明的的“启明星启明星”。2.金星金星金星距太阳约金星距太阳约1.082 108km，直径约为，直径约为1210

13、3.6km，体，体积为地球的积为地球的0.86，质量为地球的，质量为地球的0.81。自转周期：自转周期：243个地球日，自转自东向西，与公转反向。个地球日，自转自东向西，与公转反向。密度：密度：5.24 克克/立方厘米立方厘米 公转周期为公转周期为224.7个地球日，赤道与轨道面的夹角只有个地球日，赤道与轨道面的夹角只有2.6o，故季节效应不明显。，故季节效应不明显。金星没有辐射带和磁场，金星没有辐射带和磁场，CO2含量含量 97%以上，强烈的以上，强烈的“温室温室效应效应”使金星表面温度高达使金星表面温度高达 465 485 oC，温差很小，基，温差很小，基本上没有昼夜、季节和地区的差别。本

14、上没有昼夜、季节和地区的差别。第17页，共88页，编辑于2022年，星期五金金星星第18页，共88页，编辑于2022年，星期五金星表面的气压为金星表面的气压为 90 atm，相当于地球上海洋深处，相当于地球上海洋深处 900 米米 左右所受的压力。表面风速大约左右所受的压力。表面风速大约 2-3 米米/秒，秒，随高度的增加，风速逐渐增大，在随高度的增加，风速逐渐增大，在 50-70 公里公里 高空，高空，风速高达风速高达 100 米米/秒，强烈的对流产生了频繁的闪电。秒，强烈的对流产生了频繁的闪电。在离金星表面在离金星表面 30-88 公里公里 的空间，是一层浓密的硫酸的空间，是一层浓密的硫酸

15、雾。金星表面不存在任何液态水，没有任何生命形式雾。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，高存在的可能。金星上最高的山脉是麦克斯威尔山，高度度 11270 米米，北半球大高原长，北半球大高原长 3200 公里公里，宽，宽 1600 公里公里，比西藏高原大的多，有一条大裂缝穿过赤道地，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。区，是太阳系天体上发现的最大裂缝。第19页，共88页，编辑于2022年，星期五3.地球地球地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。地球是太阳系中唯一适宜生命存在的天体。地球内部有四个同心球层：内核、

16、外核、地幔和地壳。地球内部有四个同心球层：内核、外核、地幔和地壳。地球有丰富的水，地球有丰富的水，5.1亿亿平方公里平方公里的表面上有的表面上有70.8%的海洋。的海洋。自转周期：自转周期：23小时小时56分分4秒，即秒，即8.616 104s。公转公转周期：周期：365.2422 天。天。地球是一个三轴椭球体，赤道处略为隆起，两极略为扁平，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赤道半径比极半径长 20 多公里。多公里。地球的赤道半径为地球的赤道半径为6 378 137m 6.378 106m，地极半径为，地极半径为6 356 752m 6.357 106m。第

17、20页，共88页，编辑于2022年，星期五地球的质量大约为地球的质量大约为6 1024kg。平均密度：平均密度：5.515克克/厘米厘米3 太阳与地球质量比太阳与地球质量比:332946.0 离太阳平均距离：离太阳平均距离：1.49597870 1011 米米 表面温度表面温度:-30 +45 0C 表面大气压表面大气压:1.013 105帕斯卡帕斯卡 公转轨道半长径公转轨道半长径 149597870千米千米 公转轨道偏心率公转轨道偏心率 0.0167 黄赤交角黄赤交角 23度度27分分 第21页，共88页，编辑于2022年，星期五地地球球第22页，共88页，编辑于2022年，星期五月球月球

18、月球月球地球唯一的卫星。地球唯一的卫星。月球的直径月球的直径3 476km，自转周，自转周期为期为27天天7时时43分分11.5秒，公秒，公转周期为转周期为27天天12时时44分。月球分。月球的公转轨道接近圆形，轨道半的公转轨道接近圆形，轨道半径为径为38万万km。它始终以一面。它始终以一面朝地球。朝地球。月球表面有较平坦的暗色的月球表面有较平坦的暗色的“月月海海”，和一系列布满，和一系列布满“月陆月陆”的的环形山。环形山。月球月球第23页，共88页，编辑于2022年，星期五朝向地球的月面 第24页，共88页，编辑于2022年，星期五月球环形山月球环形山第25页，共88页，编辑于2022年，星

19、期五4.火星火星火星轨道是地球的火星轨道是地球的1.5倍，自身半径是地球的倍，自身半径是地球的0.53倍倍（3389km），体积大约为地球的），体积大约为地球的1/7。密度。密度 3.934 g/cm3 自转周期：自转周期：24小时小时37分。分。公转周期为公转周期为686.98地球日，其赤道与轨道面的倾角地球日，其赤道与轨道面的倾角为为24o，故季节效应和地球一样明显。，故季节效应和地球一样明显。第26页，共88页，编辑于2022年，星期五火火星星第27页，共88页，编辑于2022年，星期五1976年美国发射的海盗（年美国发射的海盗（Viking）1号和号和2号登上了火星。探号登上了火星。探

20、测结果表明，火星表面的大气压测结果表明，火星表面的大气压0.008 atm，大气的组成是，大气的组成是CO2 体积占体积占95.6%，N2占占2.7%，Ar占占1.6%，O2占占0.1%，而水汽的含量极微。北半球夏天白昼的温度约，而水汽的含量极微。北半球夏天白昼的温度约-10 C，夜间可降到夜间可降到-85 C；在冬季，白昼的最高温度；在冬季，白昼的最高温度-85 C，夜，夜间间-125 C。火星表面。火星表面 75%是由硅酸盐，褐铁矿等铁氧化物是由硅酸盐，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。构成的沙漠，一片橙红和棕红色的戈壁景象。当地球和火星运行到太阳的同一侧并差不多排列

21、在一条直线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。星的最佳时刻。第28页，共88页，编辑于2022年，星期五火星表面表现为两个截然不同的半球，被一个大约倾斜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于赤道 30 度的大圆分开，南部半个球面崎岖不平，部度的大圆分开，南部半个球面崎岖不平，部满环形山，最大的直径约满环形山，最大的直径约 1600 公里，局

22、部地区环形山公里，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。的密度与月球和水星差不多；北部半个球面相对平坦。火星最高的山峰是火星最高的山峰是“奥林匹斯火山奥林匹斯火山”，其底部直径约，其底部直径约 500 公里，火山口直径公里，火山口直径 72 公里，高度约公里，高度约 25000 米米，几乎是珠穆朗玛峰的三倍。最大的峡谷是几乎是珠穆朗玛峰的三倍。最大的峡谷是“水手水手 9 号号”发现的水手谷，绵延发现的水手谷，绵延 5000 多公里，宽多公里，宽 200 公里公里，比周围地面低比周围地面低 6-7 公里。火星表面不存在液态水，但从公里。火星表面不存在液态水，但从发现的数千

23、条干枯河床来看，火星从前曾经有过水。发现的数千条干枯河床来看，火星从前曾经有过水。第29页，共88页，编辑于2022年，星期五火星表面的地形起伏火星表面的地形起伏 第30页，共88页，编辑于2022年，星期五火星上的谷地火星上的谷地 第31页，共88页，编辑于2022年，星期五木星是太阳系中最大的行星，质量占除太阳外其余质量木星是太阳系中最大的行星，质量占除太阳外其余质量的的35%，为地球的，为地球的318倍，太阳质量的倍，太阳质量的0.1%。体积是地。体积是地球的球的1300倍，密度只有倍，密度只有 l.4gcm3。其主要成份和太阳一样，是氢和氦。木星大气按质量其主要成份和太阳一样，是氢和氦

24、。木星大气按质量氢占氢占82%，氦占，氦占17%，此外有微量的甲烷（，此外有微量的甲烷（CH4），），氨（氨（NH3），水汽，磷化氢（），水汽，磷化氢（PH3），锗化氢（），锗化氢（GeH4），），乙烷（乙烷（C2H6），乙炔（），乙炔（O2H2）等。木星公转周期）等。木星公转周期：4332.71地球日，约地球日，约12年。自转周期年。自转周期：0.410地球日。地球日。四四.类木行星（类木行星（木星、土星、天王星、海王星木星、土星、天王星、海王星）1.木星木星第32页，共88页，编辑于2022年，星期五木星木星第33页，共88页，编辑于2022年，星期五木星大气呈现红、棕、蓝、白等丰富彩色和

25、花纹。木星表木星大气呈现红、棕、蓝、白等丰富彩色和花纹。木星表面花纹的主流是平行赤道的一系列亮带（上升的热气流）面花纹的主流是平行赤道的一系列亮带（上升的热气流）和暗带（下降的冷气流）。和暗带（下降的冷气流）。最惹人注目的是中心在南纬最惹人注目的是中心在南纬20 的的“大红斑大红斑（GreatRed spot）”，它横跨，它横跨5万万km，是类似于地球，是类似于地球上飓风的大气旋上飓风的大气旋。据信这是某种形式的耗散结构。据信这是某种形式的耗散结构。木星的赤道半径为木星的赤道半径为7.15 104km，是地球的，是地球的11.2倍，极倍，极半径为半径为6.69 104km，其，其外形是扁的，是

26、很快的自转外形是扁的，是很快的自转所致。所致。第34页，共88页，编辑于2022年，星期五木星上的大红斑，是地球直径的三倍 第35页，共88页，编辑于2022年，星期五木星上的阳光辐射只有地球的木星上的阳光辐射只有地球的4，从热量收支平衡来计算，从热量收支平衡来计算，它的等效温度应是它的等效温度应是-149 C。木星辐射的能量是它从太阳吸收的能量的木星辐射的能量是它从太阳吸收的能量的1.67倍，即木星内倍，即木星内部有一定的能源。木星的内部在强大的引力作用下缓慢地收部有一定的能源。木星的内部在强大的引力作用下缓慢地收缩，从而释放出一些热量。引力收缩还不能缩，从而释放出一些热量。引力收缩还不能“

27、点燃点燃”核聚变核聚变反应。所以人们说木星是一颗反应。所以人们说木星是一颗“失败了的恒星失败了的恒星”。第36页，共88页，编辑于2022年，星期五现已发现的木星的卫星可均分为现已发现的木星的卫星可均分为 4 组。组。最内的一组最内的一组4个卫星很小，其中个卫星很小，其中3个是被旅行者号发现的；个是被旅行者号发现的；外面的第二组即伽利略卫星。外面的第二组即伽利略卫星。上述两组卫星的轨道近于圆形，平行于木星的赤道面上述两组卫星的轨道近于圆形，平行于木星的赤道面顺行。顺行。再外面的第三组轨道偏心率都较大，与木星赤道面约成再外面的第三组轨道偏心率都较大，与木星赤道面约成30 角，逆向运行。角，逆向运

28、行。最外面一组卫星太小了，对它们的转动几乎一无所知。最外面一组卫星太小了，对它们的转动几乎一无所知。第37页，共88页，编辑于2022年，星期五木卫一、二、三、四是木星的最大的四颗卫星（伽利略卫星）木卫一、二、三、四是木星的最大的四颗卫星（伽利略卫星），木卫一（，木卫一（Io）和木卫二（）和木卫二（Europa）的大小和地球的月亮）的大小和地球的月亮差不多；木卫三（差不多；木卫三（Gansmede）和木卫四（）和木卫四（Callisto）比）比水星稍大，是太阳系中最大的卫星。水星稍大，是太阳系中最大的卫星。木卫一是个不断喷发着岩浆的火山世界，木卫二、三、木卫一是个不断喷发着岩浆的火山世界，木卫

29、二、三、四的表面都是冰。四颗卫星的外面几乎都没有大气。四的表面都是冰。四颗卫星的外面几乎都没有大气。木卫二木卫二可能是太阳系中除地球外唯一有液态水的星球，在它可能是太阳系中除地球外唯一有液态水的星球，在它表面的冰层下有个很深的表面的冰层下有个很深的“地下地下”海洋（水幔）；覆盖着整海洋（水幔）；覆盖着整个硅酸盐的内核。个硅酸盐的内核。第38页，共88页，编辑于2022年，星期五2.土星土星 土星离太阳的距离是土星离太阳的距离是9.539AU，它离太阳比木星几乎远一，它离太阳比木星几乎远一倍，也因高速自转（周期倍，也因高速自转（周期10.2小时）而变得有些扁。小时）而变得有些扁。土星的赤道长半径

30、土星的赤道长半径 6.016 104km，是地球的，是地球的9倍。倍。公转周期公转周期：10759.5地球日，地球日，29.5地球年。地球年。体积：体积：745个地球个地球质量质量：5.7 1026kg，为地球的为地球的95.159倍倍密度密度：0.70g/cm3，是九大行星中最小的，是九大行星中最小的故而它更应是最轻的元素氢和氦为主组成的。故而它更应是最轻的元素氢和氦为主组成的。第39页，共88页，编辑于2022年，星期五土土星星第40页，共88页，编辑于2022年，星期五土星赤道面与轨道面夹角有土星赤道面与轨道面夹角有 27，故土星上的季节效应，故土星上的季节效应颇为重要。颇为重要。土星内

31、部是由分子氢和金属组成的幔（土星内部是由分子氢和金属组成的幔（mantle）和一个）和一个硬的内核。硬的内核。据估计，土星内核的平均密度有据估计，土星内核的平均密度有 19gcm3，含，含25的的金属，金属，75的冰、甲烷和氨。的冰、甲烷和氨。土星向空间散发的能量是它所接收阳光辐射的三倍，故土星向空间散发的能量是它所接收阳光辐射的三倍，故其内部也有可观的能源。不过它的引力收缩效应比木星其内部也有可观的能源。不过它的引力收缩效应比木星弱得多，其能量来自氦与氢分离而向下沉积时释放出的弱得多，其能量来自氦与氢分离而向下沉积时释放出的引力势能。引力势能。第41页，共88页，编辑于2022年，星期五土星

32、美丽的光环土星美丽的光环 第42页，共88页，编辑于2022年，星期五1610年伽利略就注意到土星有许多年伽利略就注意到土星有许多“耳朵耳朵”；1655年惠年惠更斯正确描绘它是与赤道共面的薄盘；更斯正确描绘它是与赤道共面的薄盘；17世纪意大利（天）世纪意大利（天）卡西尼（卡西尼（G.Cassini）设想它是由大量不相连的碎细物体）设想它是由大量不相连的碎细物体组成；组成；土星环内颗粒大小从数米到土星环内颗粒大小从数米到1微米，其成份是混有杂微米，其成份是混有杂质的脏冰雪。土星环的厚度小于质的脏冰雪。土星环的厚度小于10m。土星有土星有18个卫星，最大的是土卫六（个卫星，最大的是土卫六（Tita

33、n），比木卫），比木卫三略小，但大于水星。土卫六的密度为三略小，但大于水星。土卫六的密度为 1.9gcm3，其成份是冰雪与岩石掺半。旅行者其成份是冰雪与岩石掺半。旅行者1号的探测，土卫六的大号的探测，土卫六的大气稠密，表面大气压气稠密，表面大气压1.5atm，温度，温度-180 C。大气成份主要是。大气成份主要是N2（82一一94%），其余部分是甲烷和氩。），其余部分是甲烷和氩。第43页，共88页，编辑于2022年，星期五第44页，共88页，编辑于2022年，星期五3.天王星天王星天王星是太阳系中次于木星、土星的第三大行星。它到太阳天王星是太阳系中次于木星、土星的第三大行星。它到太阳的距离的距

34、离19AU。天王星的成份主要是氢和氦。它的赤道。天王星的成份主要是氢和氦。它的赤道半径半径 25 900 km，是地球直径的，是地球直径的4倍，体积是地球的倍，体积是地球的65倍，质量是地球的倍，质量是地球的14.63倍。平均密度倍。平均密度1.24g/cm3。公转周期是公转周期是 30685地球日，折合地球日，折合84地球年。地球年。自转周期自转周期17 时时 14 分分 24 秒秒(0.71833 地球日地球日)，为逆，为逆向自转。向自转。天王星几乎天王星几乎“横躺横躺”在公转轨道面上，在它的一年内，在公转轨道面上，在它的一年内，太阳光轮流照在它的北极和南极上（目前是它的南极处太阳光轮流照

35、在它的北极和南极上（目前是它的南极处于昼半球）。卫星数于昼半球）。卫星数(已确认的已确认的)27 个个第45页，共88页，编辑于2022年，星期五天天王王星星第46页，共88页，编辑于2022年，星期五4.海王星海王星海王星到太阳的距离海王星到太阳的距离30AU。它的赤道半径。它的赤道半径 24 750 km，是地球赤道半径的，是地球赤道半径的3.88倍，体积是地球的倍，体积是地球的57倍，质倍，质量是地球的量是地球的17.22倍。平均密度倍。平均密度1.67g/cm3。自转周期自转周期 18小时小时12分分24秒（秒（0.658地球日），公转周期是地球日），公转周期是 60190 地球日，折

36、合地球日，折合164.8地球年。地球年。卫星数卫星数：13(已确认的已确认的)海王星的色调偏绿，其大气主要成份氢、氦，尚含有海王星的色调偏绿，其大气主要成份氢、氦，尚含有较多的甲烷。海王星的大气不像天王星那样平静，旅较多的甲烷。海王星的大气不像天王星那样平静，旅行者行者2号在它的南纬号在它的南纬22度处观察到一个度处观察到一个“大黑斑大黑斑”，这，这是和木星大红斑一类的持久气旋。是和木星大红斑一类的持久气旋。第47页，共88页，编辑于2022年，星期五海王星海王星第48页，共88页，编辑于2022年，星期五已发现海王星有已发现海王星有13颗卫星，颗卫星，1989年年8月月24日旅行者日旅行者2

37、飞临飞临海王星时，对海卫一（海王星时，对海卫一（Triton）进行了较详细的考察，确）进行了较详细的考察，确定了它的半径为定了它的半径为1360 km，小于月亮，但它的质量却等，小于月亮，但它的质量却等于于1.9个月亮。海卫一密度较大，其成份应包含相当多的个月亮。海卫一密度较大，其成份应包含相当多的金属和硅酸盐。海卫一具有极稀薄的金属和硅酸盐。海卫一具有极稀薄的N2大气，南北极覆大气，南北极覆盖着固态氮和甲烷的极冠，那里的温度只有盖着固态氮和甲烷的极冠，那里的温度只有37K。海卫。海卫一的表面呈现出许多火山活动的遗迹，加之它的成份一的表面呈现出许多火山活动的遗迹，加之它的成份与附近星体如此不同

38、，人们怀疑它是位与附近星体如此不同，人们怀疑它是位“异乡来客异乡来客”。海卫一的奇特轨道似乎也说明这一点：其轨道面相对海卫一的奇特轨道似乎也说明这一点：其轨道面相对主星赤道面的倾角达主星赤道面的倾角达28 ，却与土星绕日的轨道共面；，却与土星绕日的轨道共面；此外，它绕主星的旋转是逆行的。此外，它绕主星的旋转是逆行的。第49页，共88页，编辑于2022年，星期五海王星与美国大小比较 太阳系的遥远边疆冥王星和冥卫一海王星是太阳系中大气活动最为剧烈的一个行星 50第50页，共88页，编辑于2022年，星期五冥王星是太阳系最外的行星，它很奇特，冥王星是太阳系最外的行星，它很奇特，2006年确定年确定为

39、太阳系的二级行星为太阳系的二级行星矮行星。冥王星到太阳的距矮行星。冥王星到太阳的距离离39.4AU。它的赤道半径。它的赤道半径 1500 km，体积是地球的，体积是地球的0.009倍，质量是地球的倍，质量是地球的0.0026倍。平均密度倍。平均密度1.1g/cm3。自转周期自转周期 6.3872地球日，公转周期是地球日，公转周期是 90800 地球日，地球日，折合折合248地球年。地球年。卫星数卫星数(已确认的已确认的)3 五五.矮行星（冥王星）矮行星（冥王星）第51页，共88页，编辑于2022年，星期五冥王星冥王星第52页，共88页，编辑于2022年，星期五1766年德国天文学家提丢斯（年德

40、国天文学家提丢斯（J.Titius）偶然发现一）偶然发现一个数列：个数列：(n+4)/10，将，将n=0,3,6,12,代入，可相当代入，可相当准确地给出当时已知行星的轨道半径。那时天王星尚准确地给出当时已知行星的轨道半径。那时天王星尚未发现，提丢斯未发现，提丢斯波得定则对土星以内的所有行星波得定则对土星以内的所有行星（包括地球）的位置都描述得很成功，只是在（包括地球）的位置都描述得很成功，只是在 2.8AU处有个空档。处有个空档。1781年英国天文学家赫歇尔根据公式推年英国天文学家赫歇尔根据公式推算发现了天王星，天王星的发现进一步证实这公式有算发现了天王星，天王星的发现进一步证实这公式有效，

41、更激发了人们在火星和木星之间寻找这颗效，更激发了人们在火星和木星之间寻找这颗“缺失缺失”行星的热情。行星的热情。六六.小行星带小行星带 1.提丢斯提丢斯波得定则波得定则第53页，共88页，编辑于2022年，星期五1801年，意大利的皮亚齐（年，意大利的皮亚齐（G.Plazzi）在例行的天文观）在例行的天文观测中偶然发现在测中偶然发现在2.77 AU处有个小天体，即把它命名为处有个小天体，即把它命名为谷神星（谷神星（Ceres）。其实它的半径只有）。其实它的半径只有500 km，算不，算不得是颗行星。得是颗行星。1802年德国天文学家奥伯斯年德国天文学家奥伯斯（H.Olbere）在同一区域内又发

42、现另一小行星，随后）在同一区域内又发现另一小行星，随后命名为智神星（命名为智神星（Pallas）。尔后数年，又有人发现另外）。尔后数年，又有人发现另外两颗小行星两颗小行星婚神星（婚神星（Juno）和灶神星（）和灶神星（Vesta）。）。2.2.小行星带的发现小行星带的发现 第54页，共88页，编辑于2022年，星期五现在拍摄下来的小行星有现在拍摄下来的小行星有50多万。大部分小行星在火星和多万。大部分小行星在火星和木星之间，到太阳的平均距离是木星之间，到太阳的平均距离是2.8AU，其中半数的轨道在，其中半数的轨道在此数此数2.8 0.25AU的范围内。的范围内。轨道与地球轨道相交的小行星，统称

43、阿波罗小行星。轨轨道与地球轨道相交的小行星，统称阿波罗小行星。轨道已查明的阿波罗小行星有道已查明的阿波罗小行星有28个，它们都很小（个，它们都很小（0.4-8km）。估计阿波罗小行星的总数约）。估计阿波罗小行星的总数约1300。与地球相。与地球相撞的概率是撞的概率是25万年中有一次。万年中有一次。近来天文界则认为，太阳与木星的引力平衡带是形成小近来天文界则认为，太阳与木星的引力平衡带是形成小行星带的主要原因。在这个引力平衡带中，任何大块的星行星带的主要原因。在这个引力平衡带中，任何大块的星体都会被太阳和木星的引力扯碎。体都会被太阳和木星的引力扯碎。第55页，共88页，编辑于2022年，星期五第

44、56页，共88页，编辑于2022年，星期五1.彗星概况彗星概况 七七.彗星彗星 1687年牛顿提出，彗星是和其它天体（行星）一样在绕日轨年牛顿提出，彗星是和其它天体（行星）一样在绕日轨道上运行的天体，它们遵从同样的天体力学定律。哈雷道上运行的天体，它们遵从同样的天体力学定律。哈雷（E.Halley）注意到，）注意到，1682年出现的彗星与年出现的彗星与1607和和1531年年的管星极其相似，认为它们是同一天体，每的管星极其相似，认为它们是同一天体，每76年出现一次，年出现一次，并预言它将在并预言它将在1758年再次来临。年再次来临。彗星与行星的重大区别之一，是它们轨道的偏心率很大，彗星与行星的

45、重大区别之一，是它们轨道的偏心率很大，即近日点和远日点的距离相差甚远。即近日点和远日点的距离相差甚远。第57页，共88页，编辑于2022年，星期五彗彗 星星第58页，共88页，编辑于2022年，星期五哈雷彗星哈雷彗星第59页，共88页，编辑于2022年，星期五彗星分为短周期和长周期两类。彗星分为短周期和长周期两类。短周期彗星的扁椭圆轨道完全处在太阳系中，周期小于短周期彗星的扁椭圆轨道完全处在太阳系中，周期小于 200地球年。现已知的这类彗星约地球年。现已知的这类彗星约 100个。其中最典型的个。其中最典型的就是哈雷彗星，其近日点在就是哈雷彗星，其近日点在0.587 AU处（金星以里），处（金星

46、以里），远日点差不多在海王星轨道处，轨道偏心率达远日点差不多在海王星轨道处，轨道偏心率达0.9672。大多数短周期彗星是顺行的，但约有大多数短周期彗星是顺行的，但约有1/20是逆行的，是逆行的，哈雷彗星即属此例，其轨道面倾角为哈雷彗星即属此例，其轨道面倾角为162.2。长周期彗星的轨道延伸到冥王星以外很远的地方，很难长周期彗星的轨道延伸到冥王星以外很远的地方，很难说它们的轨道是椭圆还是抛物线。说它们的轨道是椭圆还是抛物线。第60页，共88页，编辑于2022年，星期五2.彗星的成分与结构彗星的成分与结构 彗星的质量极小，其形状和大小随它们相对于太阳的位置显彗星的质量极小，其形状和大小随它们相对于

47、太阳的位置显著地变化。著地变化。彗星的结构主要由彗核（彗星的结构主要由彗核（nucleus），彗发（），彗发（coma）和彗）和彗尾（尾（tail）三部分组成。）三部分组成。1950年年F.Whipple提出彗星的提出彗星的“脏雪球脏雪球”理论，认为彗理论，认为彗核由一些易挥发物质（如水、核由一些易挥发物质（如水、CO2、HCN、甲醛、甲烷、甲醛、甲烷、氨等）的冰组成，其中混杂着一些硅酸盐尘埃和岩石氨等）的冰组成，其中混杂着一些硅酸盐尘埃和岩石碎块。碎块。1986年年2月当哈雷彗星再次到达近日点时，苏月当哈雷彗星再次到达近日点时，苏联发射的一对联发射的一对“金星一哈雷彗星（金星一哈雷彗星（Ve

48、ga）”飞行器在飞行器在离彗核仅八、九千米处穿过它。探测的结果都肯定了离彗核仅八、九千米处穿过它。探测的结果都肯定了脏雪球理论。脏雪球理论。第61页，共88页，编辑于2022年，星期五彗核彗核气体彗尾气体彗尾离子彗尾离子彗尾彗发彗发太阳太阳彗星运动方向彗星运动方向彗星结构彗星结构62第62页，共88页，编辑于2022年，星期五彗星的结构彗星的结构第63页，共88页，编辑于2022年，星期五 彗发体积的彗发体积的80%是水汽，其密度只有地球海平面上空是水汽，其密度只有地球海平面上空气密度的气密度的 3 10-12，。彗发中除水外，最多的成分是，。彗发中除水外，最多的成分是 CO2。哈雷探测器还在

49、离彗核哈雷探测器还在离彗核 106km处探测到处探测到 CO+、CH+、C+、H2O+、H+、C2+、OH+、H3O+等离子和等离子和 OH、C2、C3、CN、NH、NH2等自由基，这些无疑是阳光光化学作用的等自由基，这些无疑是阳光光化学作用的产物。产物。彗尾有两个，第一个永远沿着背离太阳的方向，随彗尾有两个，第一个永远沿着背离太阳的方向，随着到太阳的距离而消长。这种彗尾由高激发态的气体离着到太阳的距离而消长。这种彗尾由高激发态的气体离子组成，发着荧光。第二个彗尾的指向稍落后于前者，子组成，发着荧光。第二个彗尾的指向稍落后于前者，它弥散暗淡，由自身不发光的尘埃组成，只反射阳光。它弥散暗淡，由自

50、身不发光的尘埃组成，只反射阳光。第64页，共88页，编辑于2022年，星期五 哈雷彗星哈雷彗星（1986年）年）哈雷彗星哈雷彗星 65第65页，共88页，编辑于2022年，星期五海尔海尔波普彗星波普彗星海尔海尔波普彗星波普彗星 (1997年年)66第66页，共88页，编辑于2022年，星期五百武彗星百武彗星百武彗星百武彗星67第67页，共88页，编辑于2022年，星期五68第68页，共88页，编辑于2022年，星期五第69页，共88页，编辑于2022年，星期五3.彗星的运行周期与来源彗星的运行周期与来源 彗星的周期是不太准的，例如哈雷彗星每次总迟到彗星的周期是不太准的，例如哈雷彗星每次总迟到4