行星科学概论2吴昊

1、行星科学概论第一次课回顾： 太阳系成员清单 大行星的定义 凯依柏带的概念：位置，成员同学问题：海王星云条带如何形成？/wiki/木星大氣層：木星帶狀結構的起源仍不是完全的清楚，最簡單的解釋是區是大氣湧升流的場所，帶是沉降流的場所。當富含氨的空氣在區上升，它會膨脹並且變冷，形成高和厚實的雲。但是在帶中，空氣下降並因絕熱而變暖，使白色的氨雲蒸發，露出較低和較暗的雲。科里奥力效应：本次课程需要掌握重点黄道面月相是如何形成的？(3) 地球自转倾角的影响以及地球的进动(4) 光学望远镜的三大类型以及望远镜的分辨率当地天空天顶(zenith): 头顶 地平(ho

2、rizon)：离天顶90 的地方子午线(meridian)：通过天顶连接地平上北和南点的线天球不同距离的星体在地球上看起来都像是在一个天球面上黄道(Ecliptic)是太阳通过天球上的视运动轨迹，太阳系中的行星轨道基本在同一个平面上，因此行星的视运动轨道也在黄道上“大”行星轨道平面：除冥王星外都在一个平面内大行星轨道平面“九大”行星公转和自转方向“九大”行星自转轴地球上看到的太阳和行星经过的黄道星座：Aries: 白羊座Taurus: 金牛座Gemini:双子座Cancer:巨蟹座Leo:狮子座Virgo:室女座Libra:天秤座Scorpius:天蝎座Ophiuchus:蛇夫座Sagitta

3、rius:人马座（射手座）Capricornus:魔蝎座Aquarius:水瓶座Pisces:双鱼座月相的形成金星相位：动摇了“地心说”如果金星位于地球和太阳之间，金星的相应该一直为“新月(crescent)”或全暗；如果金星位于太阳之外，金星的相应该一直为“凸起(gibbous)”或“满月”. 太阳系在宇宙中的位置太阳相对于临近的恒星做随机运动，并且绕银河系中心运行，周期为2.3亿年 星系 通过引力结合在一起并且绕同一中心运转的包含数目巨大恒星的群落； 质量：太阳质量的107 1013倍.M31, The Great Galaxy in Andromeda我们的星系：银河系光速有限的隐含意义

4、 光从月亮到达地球：1秒； 光从太阳到达地球：8分钟； 最近的恒星比邻星(Proxima Centauri)：4.22光年. 光线要花费有限的时间到达我们眼里，距离我们越远的地方就是越古代的地方； 在1987年人们发现了在大麦哲伦星云(距离我们150,000光年）中爆发了一颗超新星，实际爆发时间是150,000年以前； 我们看到的越远的星系就越是年轻的星系。猎户座星云中正在形成中的新恒星猎户座星云：1500光年远大爆炸和宇宙膨胀 观测事实： 包含银河系当地组之外的每个星系都在远离我们 距离我们越远的星系离开我们的运动速度越快 如何测量距离？多普勒频移（下节课）：远离我们的星体其光波长红移 远离

5、速度：每秒几十万到上百万公里整个宇宙都在膨胀中在宇宙中的任何一个地方看，其他部分都在远离，越远的星系后退速度越大由于整个宇宙都在膨胀中在宇宙中的任何一个地方看，其他部分都在远离，越远的星系后退速度越大每个葡萄干都看见其他葡萄干在远离自己距离越远的葡萄干速度越快运动中的宇宙地球自转： 1,000 km/hr地球绕日轨道： 100,000 km/hr太阳系相对其他恒星运动: 70,000 km/hr银河系旋转: 800,000 km/hr银河系在星系组中运动宇宙膨胀 如何研究宇宙的过去？ 由于光速有限，我们看到的遥远天体就是远古发生的事件； 我们能否看到宇宙的全貌？ 迄今能够看到最远的地方：137

6、.7亿光年远，而宇宙的年龄：137.7亿光年. Fornax(天炉座）宇宙有多大？ 银河系是1000亿个星系中的一个；、 每个星系中包含1011 恒星，x 1011 星系 = 宇宙中恒星的数量，1022 相当于地球上所有海滩的干沙子的颗粒数本影和半影区域 月蚀的产生机理月蚀的产生机理 三种月蚀：月全蚀整个月球进入地球的本影区月偏蚀月球只有部分进入地球的本影区半影月蚀月球进入地球的半影区，光度减弱 地球的自转轴倾斜了23.5 度 自转轴的北端指向北极星(89198 (2012)地球自转轴倾斜的后果： 四季的产生 天空中星体的视运动 并且依赖于我们在地球的纬度位置 太阳和行星沿黄道的视运动 地球自

7、转轴的进动 到公元14000年左右，织女星将成为“北极星”地球自转轴的进动 (放回转仪视频！)季节的形成 地球的自转轴相对于轨道平面倾斜 倾斜角度使得入射太阳光角度改变 在同一个地点，太阳倾角随时间改变：季节 不同的行星具有不同的自转倾角，因此有不同的季节类型（四季的产生）（四季的产生）四个特殊位置：春分夏至秋分冬至夏季：所在的半球“正对着”太阳方向冬季：所在的半球“斜对着”太阳方向在北半球，地球在夏天距离太阳最远，冬天距离太阳最近太阳系中的极端气候：42年之久的夏天 “躺着”运行的天王星: 自转轴几乎在轨道平面内 天王星每84年绕太阳一周 天王星的北极连续42(地球)年是夏天自转轴轨道平面思

8、考：描述站在天王星北极看到的一个天王星年的景象概念测验 有人认为冬天和夏天的温度差别是因为地球和太阳的距离变化所产生，冬天距太阳远，夏天距太阳近。以下事实中，哪个可以用来反驳这一论断：a) 冬天的白天比夏天的要短b) 冬天的北极太阳几乎从不升起c) 北半球的冬天是南半球的夏天在赤道，星星的视运动？在北极，星体的视运动：水平在北纬40度看到的星体视运动这是在什么地方?行星科学概论第二部分内容 电磁波谱：各类观测技术简介 行星探测分类简介：成功和失败案例光谱学：亮度光谱学：亮度(brightness)+色彩度色彩度(colorfulness/saturation/chroma) (色度色度/饱和度

9、饱和度/彩度）彩度）可见光：可见光：“数百公里长琴键数百公里长琴键”中的八度音中的八度音天然铀衰变的伽马光谱：光滑的连续背景上的分立谱线，天然铀衰变的伽马光谱：光滑的连续背景上的分立谱线，226镭，镭，214铅，铅，214铋，铋，伽马射线：由原子核衰变和原子核反应产生的高能射线伽马射线：由原子核衰变和原子核反应产生的高能射线原子核从受激态向基态跃迁产生，能量为几个原子核从受激态向基态跃迁产生，能量为几个kev到到Mev1电子伏特电子伏特1.6x10-19焦耳焦耳紫外-可见光谱：分子中的电子吸收能量从基态到激发态产生的跃迁O3的吸收截面不同O3浓度下到达地表的太阳辐照度；A=440DU, B=400DU, C=360DU,D=310DU, E=258DU, F=185DU,G=66DU, H=地外太阳辐照度每个成像单元由四个像素组成：r+2g+b光谱学简介：以月球为例光谱学简介：以月球为例:(1) 拍摄，存储为拍摄，存储为raw image;(2) 增加饱和度增加饱和度(saturation=colorfulness)哥白尼撞击坑哥白尼撞击坑静海静海澄海澄海第谷撞击坑第谷撞击坑Hue: 成熟与不成熟的香蕉成熟与不成熟的香蕉Saturation:浓稠和不浓稠的咖啡浓稠和不浓稠的咖啡 Brightness: 烤糊了的和未