太阳系与九大行星-课件

太陽系與九大行星班級：二化三姓名：嚴建傑學號：96320007目錄一.太陽系二.九大行星水星(Mercury)金星(Venus)地球(Earth)火星(Mars)木星(Jupiter)土星(Saturn)天王星(Uranus)海王星(Neptune)冥王星(Pluto)三.參考文獻一.太陽系:太陽系的組成：恆星太陽、九大行星、衛星(六十餘顆)、小星體(包括彗星與小行星)、星際物質。太陽系的分類：類地行星：有水星、金星、地球、火星。是小而密的岩石世界，具有較稀少的大氣。內部結構：中心有金屬核心，外為石質的地殼所包圍，表面有相當多的坑洞，平均密度約為3-5g/cm3。類木行星：有木星、土星、天王星、海王星。體積大、質量大、但是密度小的氣體世界，具有濃密的大氣。平均密度約≦1.75g/cm3，土星的密度約為0.7g/cm3，木星質量約為地球的318倍。

太陽系的主要特性公轉自轉Titius-Bode規則衛星系統行星組成的差異殘渣太陽系的年齡太陽系的定義太陽系是以太陽為中心，包含8顆行星、至少165顆已知的衛星、3顆已經辨認出來的矮行星（冥王星和他的衛星）和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、古柏帶的天體、彗星和星際塵。依照與太陽的距離順序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、和海王星8顆中6顆有天然的衛星環繞著，地球的衛星被稱為月球。在外側的行星都有由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著，而除了地球之外，肉眼可見的行星以五行為名，在西方則全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。三顆矮行星是冥王星，古柏帶內最大的天體之一，穀神星，小行星帶內最大的天體，和屬於黃道離散天體的鬩神星。二.九大行星：水星(Mercury)金星(Venus)地球(Earth)火星(Mars)木星(Jupiter)土星(Saturn)天王星(Uranus)海王星(Neptune)冥王星(Pluto)水星

水星是太陽系八大行星中最內側、最接近太陽的行星(距離太陽約0.39個天文單位)，是個佈滿坑洞的小行星。水星的特色：最小的行星。大氣最稀薄的行星。無衛星的行星。自轉最快的行星。最接近太陽的行星。日夜溫差最大的行星。最輕的行星。最扁的行星。

水星的地形外觀水星的半徑約為2440公里，在八大行星中是最小，水星甚至比木星最大的衛星加尼美德以及土星最大的衛星泰坦還要小。在照片中可以看到水星清晰的邊緣，表示水星表面沒有濃厚的大氣層。水星的表面環境水星晝夜溫差極大，白天攝氏430度，晚上約可達零下170度，是個非常不適合人類直接居住的環境，也是太陽系八大行星中溫差最大的一個行星。但是在最近的觀測中發現，在南極與北極的一些永遠不受日照的地方可能有冰的存在，使得水星可能成為一個擁有冰的星球。由下圖可以看出許多大小的坑洞佈滿了整個表面。水星表面的另外一個特點，是到處可見高低差達到好幾公里的斷崖地形，這種地形稱為「皺脊」，其中最長的綿延可達

500公里，這種地形可是只有在水星上才能看到。造成這種地形的原因，可能是水星剛形成不久時快速泠卻收縮而造成的皺脊。據推算，水星由初形成至冷卻大約收縮了5%，使得地表嚴重扭曲。水星簡介平均密度在行星之中僅次於地球，高達5.43g/cc，十分不尋常。地球的平均密度大，是因為地球本身的重力擠壓所造成的，但水星重力很小，這意味著構成水星的成分物質很重。因此天文學家推測，水星可能擁有一個很大的鐵核，而且直徑可達水星的2/3至3/4，就像個鐵球一樣，而表面的矽酸鹽成分只是薄薄的一層外殼。表面幾乎沒有大氣層，因此表面容易受到星際物質的撞擊，水星的大氣層跟地球和金星等行星的大氣很不一樣，因為受到太陽風的影響，更換的頻率非常的高，實際上，水星表面的氣體分子與水星碰撞的頻率還要高過互相碰撞的頻率，所以水星的大氣又稱為外氣層。外氣層有鈉雲的存在。具有磁場，但強度很小，約為地球磁場的1％左右。八大行星中兩個沒有衛星的行星之一(另外一顆是金星)。金星太陽系八大行星的第二顆行星，距離太陽約0.72天文單位，軌道在水星與地球之間。金星的一天相當於地球的230天，磁場強度只有地球的10萬分之一左右。此外金星的自轉方向與地球以及其他行星的自轉方向相反，十分奇特。金星表面被一層黃色厚厚的大氣所掩蓋，看不到表面的狀況，也沒有像地球一樣的藍色海洋，只有一層層倒V狀的帶狀雲，由於金星的大氣太濃厚了，由望遠鏡無法得知其表面的概況，因此蘇聯與美國的科學家相繼發射了太空船對金星進一步的觀測，發現金星表面的構成大致由玄武岩質所組成。經由地表圓坑數目的估計，得知金星表面年代較地球年輕，只有五億年左右。金星的地表環境與星體結構地表環境：由於濃厚的二氧化碳所造成的溫室效應，使得金星內部極為酷熱，表面溫度達470度，有如煉獄一般。地表的大氣壓力也達90大氣壓，為地球的90倍，是個高溫，高壓的環境。在這樣的條件下，水的沸點約為攝氏

300度，因此金星表面沒有液態水存在。也極端的不適合地球上的生物居住金星地表的重力與地球滿接近的，約為地球的0.91倍。星體結構：科學家推測金星的內部構造可能和地球相似，依地球的構造推測，金星地函主要成分以橄欖石及輝石為主的矽酸鹽，以及一層矽酸鹽為主的地殼，中心則是由鐵鎳合金所組成的核心。金星的平均密度為5.24g/cc，次於地球與水星，為九大行星中第三密的。金星的大氣結構金星的大氣層主要為二氧化碳，佔約96%，以及氮3%。在高度

50至

70公里的上空，懸浮著濃密的厚雲，把大氣分割為上下兩層。雲為濃硫酸液滴組成，其中還摻雜著硫粒子，所以呈現黃色。在氣候良好的地球上，應該很難想像在太陽系中竟然有這樣瘋狂的世界金星接近地表的大氣時速較為緩慢，只有每小時數公里，但上層的時速卻可達每秒數百公里，金星自轉的速度如此的緩慢，243個地球日才轉一圈，但卻有如此快速轉動的上層大氣，至今仍是個令人不解的謎團。在照片中我們可以觀察到金星表面的雲層呈現倒V型的形狀，這種雲系統稱為帶狀風系統。這種帶狀風的其實是太陽照射所造成的對流。地球

地球是太陽系八大行星的第三個行星，擁有一顆衛星月球(俗稱月亮)，介於金星與火星之間。地球距離太陽的距離定為一天文單位，大約為1億五千萬公里。地球是前四顆岩質行星中最大的一個，也是太陽系中密度最大的。地球也是目前唯一發現生物與大量氧氣的地方。地球的年齡約為45億5千萬年，也許與太陽系的年紀相當。地球的地形外觀地球是太陽系中唯一表面有液態水存在的行星，表面約70％為海洋所覆蓋，所以能孕育滋養生命。雖然在太陽系的其他角落也有發現水的存在，但是大多以冰的型式出現。由於風化作用的進行，地球上並不會看到許多類似月球以及水星表面的隕石顆構造。除了大型的隕石坑，地球上的隕石撞擊痕跡都會逐漸受到風化而消失。雖然如此，地球的表面還是留存著許多大型的地質結構。由太空中看地球，事實上並沒有辦法看到地上的人造建築物如大樓，金字塔，甚至連號稱最大建築物的萬里長城都沒有辦法看見。地球的表面環境地球是目前在太陽系中發現唯一有生物存在的地方，表面溫度的範圍大致在-60度~50度的範圍，不會太酷熱或嚴寒。由於地球的自轉軸有傾斜，因此有四季的分別。在太陽直射北半球時，北半球為夏季，而太陽直射南半球的時候，北半球為冬季。地球的板塊運動仍然很頻繁，時常有地震發生，釋放能量。薄板狀地殼隨著地函的對流而做水平漂移的板塊運動，也是地球獨有的重要特徵。板塊運動造成的物質循環對於地球的外觀影響極大。地球與金星環境的差別：

原因可能是由於不可逆的溫室效應的結果。據推測，原始金星的成分與地球相近，不過由於大氣中含有的二氧化碳過多，溫室效應的結果使得溫度上升，地殼中的二氧化碳也分解釋出了，更多的二氧化碳又繼續加深溫室效應的效果，如此一來，就在也無法回頭了，所以稱為不可逆的反應。地球的星體、大氣結構、衛星星體結構地球內部的結構大致可以分成地殼、地函、地核。其中地殼以及地函是由矽酸鹽所構成的，而地核由液態(外部)以及固態(內部)的鐵鎳合金所構成。地球內部的熱對流仍然頻繁，地震火山的活動仍然隨處可見，由於台灣處於地震帶，固地震的發生也相當頻繁。大氣結構地球上的氣壓大約為一大氣壓附近。主要由氮氣與氧氣所組成的。高空有由水所形成的白色雲。地球表面的大氣活動非常明顯而且活躍，容易見到許多氣旋的構造。在台灣夏天的時候常常會受到熱帶氣旋(颱風)的襲擊。衛星地球有月球這個半徑約地球4分之

1的不相稱大型衛星，木星和土星雖然擁有比月球大的衛星，但是和行星本身比起來，只不過是個小小的天體而已。月球的誕生月球的成因目前最有力的說法是撞擊說，內容是這樣的，在地球剛形成時，有一個火星大小的行星撞擊地球，造成地球部分地函物質離開地球，撞擊後約1個月後即在外形成原始月球。這也說明了月球的密度為什麼較地球低許多。月球距離地球的距離約為38萬4400公里，可說是十分接近，在地球上觀測月球，月球的亮度可達-12.7等，而其視直徑約為0.5度。月球也是目前人類除了地球以外，曾經踏上過的另一塊土地。月球很大，這意味著月球引力對地球引發的潮汐作用很強。目前月球與地球仍未達到平衡，月球會漸漸遠離地球，而地球的自轉也會漸漸的慢下來。直到月球繞地球的時間為一周五十五天，地球自轉一周也是五十五天時，才會達到平衡。火星火星

-太陽系八大行星的第四顆行星，介於地球與小行星群之間，距離太陽約1.52AU，體積大小僅為地球的1/6，而重量為地球的1/10，為類地行星中距離太陽最遠的。火星古代又被稱為熒惑，而英文Mars的意義為戰神的意思。右圖為火星表面圖火星的表面環境火星的表面環境是九大行星中最接近地球的。雖然火星的大小與地球不相稱，但是火星在自轉軸偏向(25.19度，跟地球的23.44度相近)，自轉速度(1.026個地球日)，以及表面溫度(-87～5度，與地球的-50～50接近)，都與地球十分類似，因此火星上也有與地球相似的四季之分，一天的時間與地球相似，大家不需要改變生活作息習慣，而溫度看起來也較金星與水星宜人的多，人們對於未來對火星的研究充滿興趣跟期待。上圖中可以看出火星的地表被褐色的沙所覆蓋，還有許多石頭散落在地表上。火星的照片有一個特點，那就是看起來地平面很近，這是由於火星很小的關係，曲率比較大，所以地平面很快就消失在眼前，產生這樣的效果。火星的星體、大氣結構、衛星星體結構火星中心有個以鐵為主要成份的核，並含有硫、鎂等輕元素，火星的核所佔比例，應較地球小，核的外層則厚厚地包覆著一層富含氧化鎂的矽酸鹽地函，表面為岩質的地殼.火星的密度為類地行星中最低的，僅3.93g/cc。大氣結構火星擁有稀薄的大氣，約有95％是二氧化碳、3％是氮氣，與金星一樣，以二氧化碳為主，但厚度相差很多，因此表面仍然冰冷，而水蒸氣僅佔0.03％，非常乾燥。火星表面的平均氣溫很低，即使赤道一帶也才攝氏零下50度，極少的時間火星溫度會在0度以上。在長期監測火星表面中發現，在火星表面常常會有大規模的沙塵暴發生，所涵蓋的範圍甚至可遍佈全球。衛星

火星有弗伯斯和迪摩斯這兩顆扁圓形的小衛星。佛伯斯較大，

迪摩斯較小，由於這兩顆衛星體積較小，重力不夠強大，其外型都不是圓形的。木星木星是太陽系中八大行星中的第五個行星，距離太陽有5.2AU，大約為7.8億公里。

木星為太陽系最大的行星。做個比喻，如果木星是個中空的球體，那麼其內部大約可以放入1300個地球，可見木星有多巨大?可由右圖所示。不過由於木星的密度較地球低，其質量僅為地球的317倍。位於木星之外的行星，包括土星，天王星，海王星等，主要都是由氣體所組成的，通稱為類木行星。木星的地形外觀木星表面有紅、褐、白等五彩繽紛的條紋圖案，可以推測木星大氣中的風向是平行於赤道方向，因區域的不同而交互吹著西風及東風，是木星大氣的一向明顯特徵。大氣中含有極微的甲烷、乙烷之類的有機成份，而且有打雷現象，生成有機物的機率相當大。木星表面最大的特徵，首推南半球的大紅斑。這個巨大的圓形漩渦超過地球直徑的３倍。大紅斑的豔麗紅色令人印象深刻，顏色似乎來自紅磷。科學家發現木星大氣含有硫的成份。木星表面環境、星體結構表面環境：木星的成份絕大部分是氫和氦。木星離太陽比較遠，表面溫度低達攝氏零下150度，木星內部散放出來的熱，是它從太陽接受的熱的兩倍以上，所以如果木星只靠太陽的熱來加溫，表面溫度還會再低20度。星體結構：木星的表面是由液態氫以及氦所組成的，在深入地心為液態的金屬氫，其核心為一個岩質的核，約有地球的兩倍大，十倍重木星擁有非常大的磁場，表面磁場的強度超過地球的１０倍。木星的磁氣圈分佈範圍比地球磁氣圈的範圍大上１００多倍，是太陽系中最大的磁氣圈。由於太陽風和磁氣圈的作用，木星也和地球一樣在極區有極光產生。木星的行星環、衛星行星環：木星也有環，只是遠遜於土星的環，據從地面進行光譜觀測的結果顯示，木星薄環的成份可能是岩石（矽酸鹽類），寬度超過十萬公里。衛星：

Io

Europa

Ganymede

Callisto伊奧歐羅巴加尼美德

卡利斯托木星擁有超過61顆衛星，是太陽系中擁有最多衛星的行星。其中靠近內側的地方有4顆特別大。從靠近木星的一端數起依序為：伊奧、歐羅巴、加尼美德、卡利斯托，是由物理學家伽利略最早發現的，又稱為伽利略四大衛星。土星土星是太陽系八大行星中的第六個行星，是個擁有美麗的"環"的行星。土星距離太陽有9.5天文單位(約14億公里)，一個比較直覺的說法是，土星與太陽之間的距離可以塞下100,000個地球直徑。土星是太陽系中第二大行星，僅次於木星。與其他的類木行星一樣，土星幾乎全由氣體組成，因此密度非常小，是八大行星中密度最低的行星。此外，土星也是類木行星之一。在希臘神話之中，土星代表農業之神，而其英文名稱Saturn也與星期六(Saturday)有關。土星的地形外觀與表面環境地形外觀：土星是一顆十分特別的行星，擁有令人讚嘆不已的土星環，而土星本體的外表，則像是一個木紋球。由於土星大部分由氣體組成，加上高速的旋轉，外觀上是一顆扁平行星。其赤道半徑以及兩極之間的距離相差10%，是類木行星中最

"扁"的一顆相較於木星，土星表面的花紋就沒有那麼顯著了，當然由於土星是由氣體構成的，由衛星照片沒有辦法看出陸地的結構。表面環境：土星上是不可能住人的，如果登陸土星，便會落入無窮無盡的"氫海"之中。土星的表面溫度也相當的低，低於零下150度。

土星的大氣運動與木星極為相似，此外，和木星不同的是，土星的風幾乎都是西風。土星大氣中有一個很奇特的圖案，那就是以北極為中心的巨大六角形。這個酷似海星的圖案在北緯76度附近環繞北極一圈，並伸出六條直線條紋匯集於北極。土星大氣每隔一段時間就會出現漩渦狀斑點圖案，和木星相似，土星斑點圖案是白色的所以稱為『大白斑』。土星的行星環土星最大的特徵是雄偉壯觀的土星環，是太陽系九大行星中最顯著的。它是由無數顆細微的粒子所匯集而成的，絕大部分是冰。環上到處都有空隙，比較大的空隙命名為『卡西尼環隙』、『恩克環隙』等等。如果有某個天體進入土星半徑2.44倍以內的範圍，便會被土星的潮汐力摧毀。這個半徑範圍稱為『洛希極限』，但只是理論上的想法，小衛星不管靠得多近都不會被摧毀。在眾環之中，有的環扭曲成奇怪的形狀，有的環還擁有自行車的輪輻狀圖案，像這類足以推翻環之傳統觀念的形狀，應該跟土星中極為複雜的共振系統有關連。土星的衛星土星擁有超過35個衛星，是太陽系中擁有衛星第二多的行星。除了泰坦之外，其他的和木星的衛星相比較下，冰的比例高出許多。土星最大的行星為泰坦，泰坦的大氣濃度為地球的1.5倍，這在太陽系中十分罕見。一個大小不到地球二分之一的衛星能維持如此濃密的大氣，最主要的原因是它的環境非常冷。(攝氏零下180度)，其環境和原始地球相似，也許生命誕生之學說便在其中。泰坦目前是太陽系中第二大的衛星。土星的衛星泰坦原本被認為是太陽系中最大的衛星，不過在1980年時航海家一號造訪土星，當時的探測結果發現，泰坦的大氣層實在太厚了，以致於其固體的表面其實比木星的衛星加尼美德還要小一點，不過泰坦還是比行星水星以及矮行星冥王星還要大。天王星天王星是太陽系八大行星中的第七個行星，介於土星與海王星之間，是太陽系中唯一躺著運轉的行星。天王星是在1781年由英國天文學家威廉赫歇爾所發現的。天王星與太陽的距離已經非常遙遠了，太陽光從太陽發出到達天王星需要經過2.7小時之久。天王星繞行太陽則需要約84年才能繞完一圈。另外天王星也是類木行星之一。天王星的地形外觀藍綠色的天王星是以氣體為主要成份的類木行星，因此表面沒有明顯的地形結構。藍藍的一片看起來十分完美，且表面沒有像木星以及土星所擁有的明顯環狀結構，在航海家第一次拍攝天王星的時候，也沒有看到過跟明顯的颱風構造(如木星的大紅斑以及海王星的大黑斑)，但是其實天王星的表面仍然有大氣的活動。右下圖由哈伯太空望遠鏡的觀察顯示，天王星的表面事實上也有雲的結構，下圖是由哈伯望遠鏡所拍攝的天王星表面，其紅色的斑點就是天王星表面的雲氣構造。經過特殊處理的照片也能看出事實上天王星也有環的結構。天王星的表面環境、星體結構表面環境：天王星的大氣成份絕大部分為氫，另外還有甲烷、氦等等。表面重力達8.9m/s2，比地球的9.8m/s2略小。由於距離太陽已經十分遙遠了，天王星表面的溫度約為-200度，十分寒冷。星體結構：天王星中心可能有個由冰和岩石所組成的核，外層則有氣體和冰混雜組成的濃密大氣。天王星的自轉軸傾斜了98度，換言之，天王星是橫躺著繞太陽公轉。天王星的所有衛星也都繞著天王星傾斜的赤道面上公轉。天王星的磁場軸也偏離了自轉軸有60度左右。天王星的行星環、衛星行星環：天王星也擁有環。天王星總共有13個環，但每個環都細細的，只有幾十公里寬，不如土星環寬厚。衛星：天王星總共有27個衛星，其中五個比較大。最靠內側的米蘭達是最引人注意的大衛星。這個衛星半徑雖然只有250公里左右，但其表面遍佈著似乎被某種東西劃過的巨大地形。以及深達20公里的溝渠。

直徑寬達1610公里的天王星最大衛星泰坦尼亞的表面很少隕石坑，科學家懷疑它比較晚近的時期曾經發生過某種地質活動，但仍未得到確切的答案。海王星海王星是太陽系中的第八個行星，介於天王星與冥王星之間。是個擁有大暗斑的類木行星。在冥王星被從九大行星中除名後，目前成為八大行星中的最後一個行星。另外海王星也屬於類木行星之一。海王星的地形外觀、星體結構地形外觀：在海王星表面的南緯22度，有的類似木星大紅斑及土星大白斑的蛋型漩渦，以大約16天的週期一反時鐘方向旋轉，稱為『大暗斑』。大暗斑每18.3小時左右繞行海王星一圈，比海王星的自轉週期還要長，因此導致大暗斑附近的緯度吹著秒速300公尺的強烈西風。星體結構：海王星的赤道半徑接近25000公里，比天王星稍微小了一點，不過平均密度卻是類木行星中最高的一個。海王星的大氣主要成份是氫和氦，此外還包含甲烷等氫化物。海王星呈現藍綠色就是因為甲烷充份吸收了紅光所致。海王星的行星環、衛星行星環：海王星與木星，土星跟天王星一樣，都有行星環的結構，但是行星環遠較土星薄，十分黯淡再地球上不易觀測到。

距離海王星中心大約1.5～2.5被赤道半徑的範圍內，發現了4條環。海王星的環像天王星一樣非常暗淡，這可能是因甲烷冰受放射線而呈現黑色的緣故。衛星：海王星至少擁有13顆衛星，最大的衛星特里頓是一個很特殊的天體，它的公轉方向和海王星的自轉方向相反，屬於逆行衛星。就和地球和月亮一樣，特里頓也始終以同一面朝向海王星。衛星之中，發現擁有大氣的只有特里頓和土星的衛星泰坦。特里頓大氣的主要成份是氮，而且含有微量的甲烷。冥王星長久以來被認為是太陽系中一個的行星，但是爭議不斷。2019年以前與其他的八大行星並稱九大行星，但2019年的天文大會已經將他降級成矮行星。冥王星是個軌道偏離太陽系平面的矮行星。右側的照片是冥王星與衛星的合影，左下角為冥王星，右上角的亮點則是冥王星的衛星凱倫。冥王星被人發現的時間是1930年。其英文名稱『Pluto』是冥界之神的意思。冥王星的大小冥王星的直徑為2320公里，目前(2019)準確程度已經達到1%。目前仍然需要更精確的觀測才能獲得更確定的大小。冥王星的大小甚至比地球的衛星月球(直徑約3400公里)還要小，大約為月球直徑的三分之二左右，但是比最近發現的克伯帶星體賽德娜(Sedna)以及夸歐爾(Quaoar)還要大一些。其大小排列順序為:

地球>月球>冥王星>夸歐爾冥王星的外觀冥王星距離太陽十分遙遠，最清晰的照片是由哈伯望遠鏡所拍攝的，但僅能顯示冥王星表面的明暗程度，無法了解確切的地貌。左圖是由哈伯望遠鏡的資料分析所製