太阳系是一个受太阳引力约束的系统,包括太阳和直接或间接绕太阳运行的天体。在直接围绕太阳运行的天体中,最大的八颗被称为行星,其余的比行星小得多,如矮行星、太阳系小行星、彗星等。轨道间接围绕太阳运行的天体是卫星,其中两颗比最小的行星水星还要大。
哈勃太空望远镜拍摄的土星极光
根据目前的理论,太阳系是由星云演化而来的。太阳系刚形成的时候,引力会把密度较大的物质吸引到核心,而太阳风会把密度较小的物质带出去,所以类地行星会分布在太阳附近,而木本行星会在太阳系之外。更多详细信息,请参阅我们的展览场地1楼和2F。
公元2000年5月5日,也就是所谓的& quot大联合& quot将会发生。从地球上看,大部分行星和太阳会集中在20度左右的范围内,但这种情况并不十分罕见。令人费解的是,为什么如此简单而美丽的天文景观经常被占星术比喻为灾难的征兆。
即使只考虑日心坐标系中行星的经度能否相同或相差180度,理论上发生的概率是存在的,但实际上还是不可能的,当然这是在精度要求非常高的情况下。原因是行星绕太阳公转时轨道并不是完全闭合的(受摄动等影响。),所以行星的交会周期要求公倍数最小,精度越高对应的数越大,也就是行星排成一条直线的概率越低。
当然,如果我们要求的精度比较小,行星在一条直线上的概率会比较高。如果把行星会聚在一宫(30度以内)的情况放宽,一百年可以出现几次。
如果你对这些行星轨道和天文计算感兴趣的话,可以参考威尔曼-贝尔出版的、让梅乌斯撰写的相关书籍,比如《MathmaticalAstronomyMorsels》。
今年(2002年)木星视子午线从6h46m移动到99m,大概在双子座和土星视野的位置。
赤经由4h31m移动到5h37m,大概在金牛座的位置,根本不会相交。至于两次交会之间的间隔有多久,只要知道两星每年的行度,很容易就可计算出来。有兴趣的朋友不妨试着自己算算看!由于每一颗行星绕行太阳的周期均不相同,因此,行星两两之间的会合周期便也不相同。其会合周期的算法如下:
对内行星而言(1/P)=(1/T)-(1/E)
对外行星而言(1/P)=(1/E)-(1/T)
其中,T为行星的公转周期(恒星周期),E为地球的公转周期,P则为行星运动会合周期。基本上,将较靠近太阳的放在前者,较远的放在后者,两者公转周期的倒数的差,再做倒数,就是会合周期啦!
例如:地球的公转周期为1年,火星的公转周期为1.8809年,则地球上见到火星从冲的位置到下一冲的位置,需经过会合周期:
1/P=1/1-1/1.8809
P~2.135年~779.9天。
又例:木星绕太阳公转周期为11.862年,土星为29.458年,两者的会合周期为
1/P=1/11.862-1/29.458
P~19.86年。
我们太阳系中的八大行星基本上可按性质分为两大类:与地球类似的类地行星(terrestrialplanets),及与木星类似的类木行星(Jovianplanets)。
类地行星包含比较靠近太阳的四颗行星:水星、金星、地球和火星。这四颗行星的体积与质量都比较小,但平均密度比较大,且都有固体表面,因此科学家推论这四颗行星的基本组成物质大都是岩石与金属。此外,这四颗行星的卫星数量都很少,而且没有光环。
类木行星则包含离太阳较远的四颗巨行星:木星、土星、天王星和海王星。这四颗行星的体积与质量都比较大,但平均密度很小,如土星的密度只有0.7g/cm3,甚至比水还小,如果宇宙中有个够大的游泳池可以将八大行星整个放进去,则除了土星之外,其他八颗行星都会沉入水底呢!由此推知,类木行星的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,而行星周围有都有光环围绕,其中以土星的光环最壮观,在地球上以小型望远镜即可看见,其他三颗行星的光环都是利用间接方式或太空船从旁飞掠时才得以见到。
至于冥王星,因其体积与质量很小、卫星数很少、没有光环,这些特征看来与类地行星类似,但因密度不大、组成成分可能主要是冰,这又与类木行星相似,因此,目前为将冥王星归入上述两类,甚至连「行星」的地位也不保啰!
行星的基本资料可参考太阳月球行星常数表。下表则是类地行星与类木行星的基本比较:
| 包含行星 | 体积 | 质量 | 平均密度 | 组成成分 | 卫星数 | 光环 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 类地行星 | 水金地火 | 较小 | 较小 | 较大 | 岩石、金属 | 较少 | 无 |
| 类木行星 | 木土天海 | 较大 | 较大 | 较小 | 气体、冰 | 较多 | 有 |
目前并不确定。最广为接受的推测是,流浪的小行星在远古时期与行星相撞后留下的残骸。它们也可能是与行星在同时期形成,未能与行星凝结在一起,又因为行星潮汐力而无法形成卫星的行星产物“垃圾”。最近,曾经被航海家太空船观测过的一颗土星卫星似乎消失了,根据哈伯太空望远镜的观测显示,它的残骸可能变成了两颗外型奇特的新的小卫星。天文学家推测这颗航海家号曾观测过的卫星后来可能被某物体撞击,并分裂成两块以上,以不同的轨道继续绕行土星。如果再过去十年中真的有发生类似事件,那么在数十亿年前太阳系形成之初,这种由撞击事件而造成行星环的可能性就相当高了。
八大行星中,有光环构造的有:木星、土星、天王星、海王星,都是成分为气体与冰、体积及质量较大、较靠太阳系外侧的类木行星。其中,在地球上,只有土星环可以用小型望远镜观测到,其他三颗行星的光环都太细、太薄,在地球上只能用掩星等间接的方法观察到,否则就只好依靠太空船飞掠这些行星附近时所拍摄的照片来研究光环的细节。
八大行星的命名,可从中文与英文两部分来讨论:
英文的八大行星名称来自希腊与罗马神话故事,除了地球之外(Earth一词是由古英语与德语演绎而成),您可以参考http://www.nineplanets.org/。
中文名称的来源分两个部分:肉眼可见的金木水火土五颗行星,与五行之名相同,究竟谁先谁后,史无记载,已不可考;至于天王星、海王星及冥王星,则是英文名词的翻译。
卫星的数目每年几乎都会变动,目前(至2016/04/30为止的资料)行星卫星数依序分别是:
| 行星 | 卫星数 |
|---|---|
| 水星Mercury | 0 |
| 金星Venus | 0 |
| 地球Earth | 1 |
| 火星Mars | 2 |
| 木星Jupiter | 67 |
| 土星Saturn | 62 |
| 天王星Uranus | 27 |
| 海王星Neptune | 14 |
PS:原被除名之木星卫星S/2000J1,因再度发现并确认,故将其加回木星卫星行列中。
矮行星的部分则为:
| 行星 | 卫星数 |
|---|---|
| 谷神星Ceres | 0 |
| 冥王星Pluto | 5 |
| 阋神星Eris | 1 |
| 鸟神星希望 | 1 |
| 妊神星Haumea | 2 |
因此太阳系中行星和矮行星的天然卫星目前共有182颗。您也可以参考网站http://solarsystem.nasa.gov/planets/index.cfm
了解最新的状况。
八大行星中,水星离太阳最近,海王星离太阳最远。
建议您参考:
本馆出版之天文年鉴,或太阳月球行星常数表。
八大行星的网站:http://www.nineplanets.org/。
国际天文联合会(InternationalAstronomicalUnion,IAU)于2006年8月24日做出最新的决议,关于矮行星的定义为:
(a)环绕太阳运行的天体;
(b)质量必须大得使其自身的重力足以抵抗刚体结构强度,使球体维持静态平衡(近乎圆球形)的外型;
(c)无法清除轨道邻近区域中的物质;
(d)不是卫星。
在此定义下,目前太阳系首先归类在矮行星类的天体有谷神星(Ceres)、冥王星(Pluto)和2003UB313;在未来几个月到几年内,IAU将会陆续公布其他矮行星的成员。而冥王星是海王星外天体的矮行星中,最重要的代表星体(prototype)。
| 天体名称 | 英文名 | 原分类 | 发现日期 | 绕日公转周期 | 与太阳平均距离 | 约略平均直径 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Kokukamiboshi | 谷神星 | 小行星(主小行星带) | 1801年1月1日 | 1.7年 | 2.8 | 952公里 |
| 冥王星 | 冥王星 | 行星 | 1930年2月18日 | 247.8年 | 39.5 | 2306±20公里 |
| 2003UB313 | 小行星(古柏带) | 2003年10月21日 | 560年 | 67.7 | 2400±100公里(2) |
国际天文联合会(InternationalAstronomicalUnion,IAU)于2006年8月24日做出最新的决议,关于行星的定义为:
(a)环绕太阳运行的天体;
(b)质量必须大得使其自身的重力足以抵抗刚体结构强度,使球体维持静态平衡(近乎圆球形)的外型;
(c)清除了轨道邻近区域中的物质。
在此定义下,目前太阳系仅有8颗行星,分别为:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)和海王星(Neptune)。
| 天体名称 | 英文名 | 与太阳平均距离 | 约略平均直径 |
|---|---|---|---|
| 水星 | 汞 | 0.39 | 4879公里 |
| 金星 | 金星 | 0.72 | 12104公里 |
| 地球 | 地球 | 1.0 | 12746公里 |
| 火星 | 三月 | 1.5 | 6780公里 |
| 木星 | 木星 | 5.2 | 138346公里 |
| 土星 | 土星 | 9.6 | 114632公里 |
| 天王星 | 天王星 | 19.2 | 50532公里 |
| 海王星 | 海王星 | 30.0 | 49105公里 |
国际天文联合会(InternationalAstronomicalUnion,IAU)于2006年8月24日做出最新的决议,太阳系天体区分为3类(卫星不计入这3种分类中):
行星(planets):仅有8颗,即大家熟知的水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)和海王星(Neptune)。
矮行星(dwarfplanets):此为新设的太阳系天体类型,与行星不同,目前首先归类在矮行星类的天体有谷神星(Ceres)、冥王星(Pluto)和2003UB313;在未来几个月到几年内,IAU将会陆续公布其他矮行星的成员。之前的12颗「候选行星」,现在也都全部转为「候选矮行星」,而且这个名单将会因持续的新发现,或是对已经列在候选名单中的天体的物理性质了解的更多而不断变动。
太阳系小天体(SmallSolarSystemBodies):所有行星及矮行星以外、环绕太阳运行的太阳系天体(卫星除外),全部归于此类。换言之,这一类包含了绝大部分的小行星(asteroids)、海王星外天体(trans-Neptunianobjects,TNO)、彗星(comets)和其他小天体等。
根据美国航太总署(NASA)喷射推进实验室(JPL)太阳系动力学网站(SolarSystemDynamics)提供的资料,太阳系各种已知天体的数量(2016.04.30为止)分别如下:
太阳系各已知天体的数量
| 恒星 | 1 | |||
|---|---|---|---|---|
| 行星 | 8 | |||
| 矮行星 | 5(5颗已命名) | |||
| 自然卫星 | 行星 | 173 | 已命名 | 147 |
| 暂时编号 | 26 | |||
| 矮行星 | 9 | 已命名 | 8 | |
| 暂时编号 | 1 | |||
| 小行星 | 212 | 已命名 | 11 | |
| 暂时编号 | 201 | |||
| 太阳系外围天体 | 77 | 已命名 | 12 | |
| 暂时编号 | 65 | |||
| 彗星 | 3,413 | 已编号(含碎核) | 415 | |
| 暂时编号(含碎核) | 2,998 | |||
| 无正式编号,待确认 | 1,708 | |||
| 小行星 | 713,094 | 永久编号 | 464,622(19,471颗已命名) | |
| 暂时编号 | 248,472 | |||
| 太阳系外围天体 | 1,942 | 已编号 | 328(37颗已命名) | |
| 暂时编号 | 1,614 | |||
| 环系统 | 5 | 行星 | 4 | |
| 半人马族天体 | 1 |
相关资料可参考:
http://ssd.jpl.nasa.gov/?body_count
http://www.johnstonsarchive.net/astro/sslist.html
以上所有内容由@南充天文在线从台北网络天文馆整理排版而得
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