天文学概论_3_太阳系B

1、刘雄伟物理与电子信息学院一，太阳系概况一，太阳系概况二，太阳二，太阳三，月球三，月球四，内太阳系行星：四，内太阳系行星：水星、金星、水星、金星、地球、地球、火星火星五，外太阳系行星：五，外太阳系行星：木星、土星、天王星、木星、土星、天王星、 海王星海王星六、冥王星、柯依伯带、矮行星六、冥王星、柯依伯带、矮行星七，彗星、流星、流星雨和小行星七，彗星、流星、流星雨和小行星柯依伯带冥王星海王星天王星土星木星小行星带火星地球金星水星和谐、美丽、统一的系统和谐、美丽、统一的系统奥尔特云奥尔特云1光年质量21030千克太阳占99%行星轨道为盘状奥尔特云为球状太阳系各种天体和现场是怎么统一的？太阳系各种天体

2、和现场是怎么统一的？四，内太阳系行星四，内太阳系行星水星、金星、水星、金星、地球、地球、火星火星l小行星带以内为内太阳系，内太阳系行星共同特点： 离太阳近，个头和质量比较小，密度较大，有坚硬的外壳，有岩石组成。水星、金星和火星的大小与地球差不多，主要情况也相似，故也统称类地行星。 l离太阳最近（日地距离的0.387）l轨道速度最快（每秒48千米）l表面温差最大（430 C-160 C）l轨道近日点进动最明显。广义相对论验证。l一“年”时间最短（88个地球日），一“天”时间最长（58.65地球日） l轨道最扁（偏心率为0.206）。l外貌像月球：外貌像月球：环形山、大平原、盆地、辐射纹和断崖，陨

3、石坑，大气稀薄。（但环形山数目少一些，坡度平缓一些）l内部像地球：内部像地球：密度接近地球的值，水星也分为壳、幔、核三层，铁质核心所占的比例大些。磁场也是偶极磁场，仅为地球磁场的百分之一。l 与地球很像，被看作是一对孪生姐妹：距离最近；大小相当；也有大气层。l 猜想：温暖而湿润，茂盛的植物，许多动物。科幻小说家描写的“金星人”更是绘声绘色。2，美丽幻想的破灭，美丽幻想的破灭 “水手”2号拍摄的照片，金星被浓密大气包裹着。l 温度高达480C，不分昼夜，不分赤道和两极；l大气中二氧化碳占96%以上；l温室效应：二氧化碳为主的大气允许太阳光自由地穿过到达金星表面，但是却不允许热量再散发出去。 与地

4、球很像，距离也很近，直径6796千米； 火星自转24小时27分，公转687日，四季变化； 火星大气层，稀薄； 两个卫星，比月球小。焦点问题：有无生命？有没有水？焦点问题：有无生命？有没有水？1 1，火星的特点，火星的特点（三），火星（三），火星“海盗海盗”号拍摄的火星号拍摄的火星 美国、苏联和欧洲均有建树，美国最多，美国有：美国、苏联和欧洲均有建树，美国最多，美国有： “水手”号 系列（1964年开始） “海盗”1号和2号（1975年） “探路者”号和“索杰纳”火星车（1996年） “环球勘探者”（1996年） “机遇”和“勇气”（2003年） 2 2，火星的探测（失望而归），火星的探测（失望

5、而归）“勇气勇气”号火星车号火星车有存在过水的特征，但没有发现生命特征 小行星带往外为外太阳系，外太阳系行星共同的特点： 气态或液态的氢、氦、氨、甲烷、水等构成，石质和铁质只占极小的比例，体积大、密度低、都有行星光环，卫星也比较多。五，外太阳系行星：五，外太阳系行星：木星、土星、天王星和海王星木星、土星、天王星和海王星1, 1, 木星的特点木星的特点 平均直径约14.3万千米，地球的11倍多； 质量是地球的318倍； 自转周期9小时50分钟，公转周期为11.86年。 液体行星，较强的红外辐射和射电辐射； 大红斑和光环； 4个伽利略发现的卫星； 焦点问题：大红斑；辐射能量来源；木卫焦点问题：大红

6、斑；辐射能量来源；木卫2 2（一）木星和对它的空间探测（一）木星和对它的空间探测 大红斑是木星大气中特大的气流旋涡。气旋沿逆时针方向旋转。（木星大气温度低，分子运动应缓慢，如何维持这样强大的气旋？） 1979年“旅行者”1号发现木星拥有光环，由大小不一的黑色石块组成的。2 2，木星大红斑和光环，木星大红斑和光环 共62个卫星，伽利略发现的4个卫星最著名； 木卫一上至少有九个活火山；木卫二的表面被冰层覆盖！ 卫星绕木星旋转方向不一样. 3 3，木星的卫星，木星的卫星木卫三 木卫一 木卫二 木卫四1 1，土星的基本情况，土星的基本情况 最美、最扁，液体行星； 直径12.07万千米，离太阳14.4亿

7、千米； 体积是地球的745倍，密度为0.7克/厘米3； 自转周期10小时14分，公转周期29.46年； 十分宽大、明亮的光环； 大气成份主要是氢和氦，少量甲烷和氨等； 大气温度比预期值高约30，有能源。 关键问题：关键问题：全面考察土星、卫星和光环全面考察土星、卫星和光环（二），土星和对它的空间探测（二），土星和对它的空间探测“卡西尼卡西尼”号拍摄的号拍摄的土星土星“旅行者”号拍 摄的土星光环照片显示出光环由无数条细环组成。2，土星的光环 土星有60颗卫星，仅次于木星。最引人注目是土卫六，其直径4840千米，太阳系中第二大卫星3 3，土星的卫星，土星的卫星土卫六（泰坦）土卫六（泰坦）土星的其它

8、卫星土星的其它卫星 天王星和海王星离太阳远，是两颗很暗、很寒冷、公转周期很长的天体。属于类木行星，也称远日行星。 早在1690年天王星以恒星的身份被列入星表。1781年赫歇尔发现它是一颗行星。 天王星的运行轨迹与理论计算不相符。人们猜想，可能是受外面的一颗行星的影响。亚当斯和勒威耶，分别于1845年和1846年计算出这颗未知行星的轨道、质量和大概位置。即后来发现的海王星。 比较暗，最亮时6等星； 直径是地球的4倍多； 质量为地球的14.54倍； 大气层较厚，主要成分是氢、氦和少量甲烷；由于甲烷散射光线，天王星呈蔚蓝色； 很冷，摄氏零下200度；天王星及其光环和天王星及其光环和卫星（哈勃镜拍摄）

9、卫星（哈勃镜拍摄）2,2,天王星概况天王星概况l公转周期84年，自转却很快，为16.8小时。与其他行星不同，它的自转轴几乎和公转轨道平面平行， 就好像是在公转轨道上滚动。 l与木星、土星不同,其核心是岩石物质，外面是一层水冰和氨冰。没有发现其内部有能源。l卫星很多，有27 颗。l也有光环，但环带细而暗，环缝将环分为11条。海王星及其光环“旅行者”号拍摄3,3,海王星概况海王星概况与天王星相似，有岩石核心、较厚云层、更暗一些的光环 、13颗卫星，直径略小，为4.9万千米；公转164.8年，自转约17小时；表面温度-227c， 表面有一层厚冰；但其大气却比较活跃，风速达325米秒；有类似木星大红斑

10、的“大黑斑”，寿命较短，仅2年。物物电电数数学学计计算算机机外外语语国国土土商商学学院院化化学学体体育育生生科科管管理理新新传传教教育育文文学学院院法法学学院院政政治治历历史史音音乐乐32 20 15 14 12 12 10 9855432211142+13=155人六、冥王星、柯依伯带、矮行星六、冥王星、柯依伯带、矮行星 2006年 8月24日，国际天文学联合会第26届大会决议，把冥王星开除出行星的行列，归入“矮行星”的一类。 其主要原因是冥王星更具有柯依伯天体的特质，而与八个行星格格不入。（一）（一）, ,冥王星冥王星1,1,冥王星概况冥王星概况冥王星、卡戎卫星（冥卫冥王星、卡戎卫星（冥卫

11、1 1） 最暗、最冷、最小；（直径2300千米） 公转248.6年，自转约6天9小时 卡戎卫星卡戎卫星 自转与公转周期 相同，6.387天， 直径1200千米 双行星？l冥王星直径最早估计是6600千米，但近年测出的值是2300千米。远比其它行星小。l1978年发现冥王星的卫星，计算出冥王星和卡戎的总质量仅有地球的1/400。l冥王星的偏心率达到0.25以上，其他行星的轨道几乎接近圆形。l冥王星的自转周期（大于6天）比相邻的6颗行星长很多。 美籍荷兰天文学家柯伊伯在1951年提出预言：在海王星轨道之外太阳系边缘地带的某个区域，可能还存在着一群与彗星类似的小天体围绕着太阳运行。 1992年，发现

12、第一个柯伊伯带天体。上世纪末，已发现柯伊伯带天体约100个。（二），柯伊伯带（二），柯伊伯带1，柯伊伯带的预言及发现，柯伊伯带的预言及发现 2002年: “夸欧尔”直径约为1250千米; 2004年: “塞德娜”直径为1700千米; 2005年: “2003UB313”直径2400千米，体积超过了冥王星。与太阳的平均距离大约是冥王星的3倍。 柯伊伯带天体大都是由冰组成，冥王星和这些天体的成分非常相似。 2 2，柯伊伯带中直径较大的天体，柯伊伯带中直径较大的天体: :（三）矮行星（三）矮行星 冥王星； 齐娜， 比冥王星大； 卡戎 （冥卫一）； 谷神星（1号小行星）；七，彗星、流星、流星雨和小行星

13、七，彗星、流星、流星雨和小行星 小天体包括小行星、彗星、流星和流星雨等。它们的个头都不大，但都在绕太阳运行。 彗星：太阳系中特殊的成员, 围绕太阳运动，轨道比较特殊。以亿计数, 观测到近2000颗。 彗星是冰冻物质，保存着太阳系诞生时的信息。曾经为地球带来水、冰和有机物，研究彗星有助于揭开生命起源之谜；1, 1, 彗星的观测特性彗星的观测特性 离太阳远时，像一个发光的云雾状斑点，中间的圆球叫“彗核”，周围的云雾状物质叫“彗发”。 接近太阳时，彗发在太阳风和太阳辐射压力作用下形成两条彗尾，一条“离子彗尾”，一条“尘埃彗尾”。主要来自柯伊伯带和奥尔特云柯伊伯带和奥尔特云 2 2，彗星的空间探测彗星

14、的空间探测第一次：1986年哈雷彗星走到了地球附近，全球有好几个探测器升空，量出了其彗核的长径是16公里，短径是8公里；第二次：1998年，美国发射“深空一号”探测器，在2001年飞近“波瑞利”彗星，量出它的长径是8公里；第三次：1999年上天的“星尘”号探测器，收集到“怀尔德二号”彗星的物质；第四次：2004年发射的“罗塞塔”探测器，正在奔向“丘鲁莫夫捷拉西门科”彗星，将于2014年在它上面着陆；第五次：2005年1月12日升空的“深度撞击”号探测器，探测“坦普尔一号”彗星。 1999年上天的“星尘”号探测器，2004年1月1日与“怀尔德二号”彗星交会。1月2日成功收集彗星的微粒。2006年

15、1月15日返回地球。“星尘星尘”号探测器收集彗星物质号探测器收集彗星物质“星尘”号拍摄的“怀尔德二号”彗星“深度撞击”号2005年1月12日升空， 7月4日与“坦普尔一号”相遇，发射撞击舱（重113公斤，主要是一块铜合金锥体），自带的摄像机和探测器都拍摄到撞击过程。“深度撞击深度撞击”号探测号探测“坦普尔一号坦普尔一号”彗星彗星 流星是被称为流星体的尘埃微粒和固体团块闯入地球大气燃烧发光而形成（流星体的直径从10微米到几米不等）偶发流星：流星体和地球在太空中偶然相遇所产生的，出现的时间和方向都是没有任何规律的。流星雨：由许多流星体组成的流星群进入地球大气层而产生的。看起来，像是从天空中某一点辐

16、射出来。以辐射点所在的星座命名。l彗星每经过太阳一次，都要损失一些物质，最终要把自己所有的物质散落在轨道上，成为流星群。l当地球穿过彗星轨道面时，流星群被地球的引力所吸引而穿越地球大气，形成流星雨现象。l流星雨每年都会在固定的时段发生；l由于流星群在轨道上的分布很不均匀，同一个流星雨在不同年份的强度不一样，强度与彗星的周期有关。如狮子座流星雨33年的周期；l目前已发现流星群1000个以上，每年可以看到的流星雨约四五十次。七大著名流星雨：英仙座流星雨、天琴座流星雨、狮子座流星雨、双子座流星雨、猎户座流星雨、金牛座流星雨和天龙座流星雨。l 比矮行星更小，有坚实的表面，有山丘、岩石和坑洞。有硅、氧、

17、铁、镍、碳等等。在公转，也有自转；l 没有大气层，表面温度常年在摄氏零下120度左右。到处都是冰冻的世界。l 有的小行星也有卫星。火星和木星之间的主小行星带，目前发现的小行星中有98%来自这个带；另外一个是柯伊伯带l已发现近万颗小行星，95%分布火星木星之间的小行带内。l小行星的名字可由发现者命名，这是各类天体中绝无仅有的。当然，名字也是五花八门。l有些小行星可进入地球轨道以内，被称为近地小行星。尽管碰撞地球的可能性很小，但需要全方位巡视，及时发现，跟踪观测。l2004年发现的“阿波菲斯”的小行星倍受关注，它可能在2029年4月13日撞上地球。 人们曾多次亲眼看到过小天体撞击地球事件，其中最大

18、的是1908年6月30日俄罗斯通古斯地区发生陨星事件。造成极大的破坏，波及上百千米的范围。据估计，这是一颗直径仅60米的小行星袭击地球的事件。 据估计，5万吨级的陨星，每10万年有一个。而造成恐龙灭绝的、直径10千米、重达1万亿吨的陨星平均一亿年有一个。 又叫巴林杰陨星坑，直径1.2公里、深180米。约5万年前形成的。陨星的主要成分是铁，尺度约几十米。撞击速度约在每秒1020公里每秒之间。l用核弹炸毁小行星；直径100米以内的，需要一颗数万吨级的核弹；l用强激光系统摧毁小行星，速度快、精度高、拦截距离远、不受干扰等优点。但目前还没有； l改变小行星运行轨道，避免与地球相撞。例如，在小行星体表面上安装一台大型火箭或一面“太阳帆”，使小行星改变轨道。发射大质量人造天体到小行星附近，把小行星引开或推开。l地球和行星轨道周期和速度不同，相对位置