太阳系的起源.ppt

1、初二忠 12號 邱浩文,太陽系的起源 太陽系的成員 太陽系的特性 行星介紹,較輕的元素（如氫與氦）是宇宙大爆炸之後所留下來的，約25% 的氦，75% 的氫，與極少量的其它元素。在霹靂爆炸後，接著物質形成，物質再聚集一起，形成星系(galaxy ) 與恆星。在恆星的內部產生核融合，輻射出能量並製造較重的元素。經由超新星爆炸產生比鐵還重的元素，進而將重元素散佈到太空中。這意味著：Stars have died that we might live 。 一星際雲氣由於本身的重力影響開始塌縮，塌縮使得雲氣變扁平而且轉速愈快，最後，變成一扁平而盤狀的雲氣繞著一開始發光的恆星（太陽）。 類地行星是經由碰撞

2、聚集固態的物質顆粒成為微小行星，再聚集微小行星形成的(類地行星形成示意圖)。類木行星以水冰相互吸附為起點，質量夠大後，進一步吸附氫、甲烷，形成氣體行星。,太陽系的起源,太陽系的起源,類木行星的衛星，是外圍的氣態物質，因局部渦流而形成盤狀，後來的產生而凝聚形成的。使得類木行星基本上表現的類似一個小太陽系，有許多衛星環繞著。而類木衛星的公轉與自轉也和太陽系相似。 太陽熱輻射，將行星及小行星之外的其它星際塵埃吹離太陽。類木行星也將部份附近的殘渣，經由重力協助，拋到太陽系外圍，形成歐特雲與柯伊伯帶。 凝結序列(condensation sequence):不同的物質會在不同的溫度區域（離太陽遠近）凝結

3、。例如金屬會在溫度較高處凝結，甲烷會被熱輻射吹到溫度較低處才凝結。這說明了類地行星與類木行星的差別，也說明行星的形成是來自於一些有序的過程。,類地行星:成員包括有水星、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3-5 g/cm3。 類木行星:成員包括有木星、土星、天王星、海王星。是體積大、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1.75 g/cm3，土星的密度約為0.7 g/cm3，木星質量約為地球的318 倍。結構 ：由內而外，中心有岩石核心、液態金屬氫、液態分子氫、充滿氣體的大氣

4、層，表面有漩渦狀的雲層。另有行星環 及為數眾多的衛星環繞著。 小行星帶:是微小的岩石世界，是由一些無法形成行星的物質所組成的。大部份散佈在距離太陽2.8AU 處，亦即火星與木星之間。,太陽系的成員,太陽系的成員,彗星:主要分為彗核與彗尾兩部分：彗核：由冰、二氧化碳與塵埃所組成髒雪球 (dirty snowball)，直徑約幾十公里。彗尾：太陽的輻射蒸發冰，放出氣體與塵埃，再經太陽風與太陽光壓的推送而形成的。 流星體(Meteoroid):在太陽系的太空中飄遊的微小行星。 流星體經過大氣時，因與空氣摩擦而發出短暫的光芒者。 隕石(Meteorite) ：流星掉落地面者。 柯伊伯帶與歐特雲都是彗星

5、的出生地。柯伊伯帶(Kuiper Belt):界於冥王星與奧特雲之間，呈帶狀分佈的冰晶，是短週期彗星的誕生地。歐特雲:在距離太陽五萬天文單位到一光年之間，呈球殼狀分佈的冰晶，是長週期彗星的誕生地。,太陽系的特性,公轉:所有行星的公轉都是以逆時鐘方向運行，而中央的太陽也是以相同的方向自轉。除了水星、冥王星外，其餘行星的公轉軌道都很接近圓形。這些資料告訴我們:太陽系很像是逆時針自轉的盤子。 自轉:行星的自轉大都是以逆時鐘方向運行，和太陽類似，只有金星、天王星是以順時鐘方向運行。 太陽系的年齡:最古老的地球岩石，年齡約39 億年。最古老的月岩，年齡約45 億年。隕石的年齡約46 億年。恆星演化理論推

6、斷太陽的年齡約46 億年。這些資料告訴我們：太陽系的成員大致有相同的年齡50 億年。,太陽系的特性,衛星系統:除了水星與金星外，其餘的行星都有一個以上的衛星，衛星繞行星運行與自轉，與太陽系大約一致，這些行星衛星系統像是具體而微的小太陽系。 殘渣:太陽系的外圍有柯伊伯帶與歐特雲，太陽系“化石”彗星的來源。 行星組成的差異:內行星(水星、金星、地球、火星)： 體積小而密度高的岩石世界 ，大氣稀薄。外行星(木星、土星、天王星、海王星)： 體積大、質量大，密度小的氣體世界。 Titius -Bode 規則 Johann Titius (1766) 與Johann Bode(1772) 找出行星。與太陽

7、之間距離的規則、其中包括了小行星帶，但是無法包括海王星。這些資料告訴我們：行星的形成是來自於一些有序的過程。,行星介紹,太陽,火星,水星,地球,金星,木星,土星,冥王星,海王星,天王星,太陽,與地球的平均距離1AU (150,000,000 km) 直徑(km)1,392,530 質量(M/M地球)330,000 密度(g/cm3)1.41 表面溫度(K)5,800 自轉週期赤道為25天而兩極為35天 太陽為一平凡的黃色主序星，太陽的質量、大小、表 面溫度與化學組成，在繁多的恆星中，皆屬於中庸型。 太陽為離我們最近的恆星，不過陽光仍需發8.3 分鐘才能 到達地球，地球與太陽的距離約為一億五千公

8、里，如以 每小時一百五十公里的平均時速開車，須費時114年才能 到達太陽。,水星,與太陽的平均距離0.39AU(57,900,000 km) 直徑(km)4,880 質量(M/M地球)0.06 密度(g/cm3)5.4 表面溫度()-173 到430 公轉週期87.97 days 自轉週期58.6 days 水星的大氣非常稀薄，主要的成份有極微量的氦、鈉、氫和氧。 水星的大氣成份，來自受太陽風吹襲與撞擊出的表面物質。由於水星表面的高溫，大氣分子很 容易脫離水星，所以水星並沒有穩定的大氣，需要靠太陽風不斷的補給。由於水星的大氣稀薄， 無法保持穩定的表面溫度，水星的日夜溫差非常極端，白天溫度可高達

9、攝氏430度， 足以融化鋅，而夜間的溫度降至攝氏零下173度，可以讓鈍氣氪凝結。,金星,與太陽的平均距離0.72AU(108,200,000km) 直徑(km)12,100 km 質量(M/M地球)0.95 密度(g/cm3)5.2 表面溫度()450 公轉週期226 days 自轉週期243 days 金星的公轉週期，半徑、質量與密度，皆與地球相近 ，故天文學家常稱金星為地球的姐妹星。但金星的大氣 組成和地球迥然不同，95%為二氧化碳，氮約佔24%，氧 氣的含量不到0.003%。金星的大氣壓力，約為地球大氣壓 力的90倍，表面溫度高達攝氏450度，足可熔鉛。金星的 表面雲霧彌漫，靠可見光無法

10、透視金星的大氣如左半 圖，而微波則可穿透其大氣層，得以分辨金星的表面,地球,與太陽的平均距離1AU(150,000,000 km) 直徑(km)12,760 質量(M地球)5.976*1024 kg 密度(g/cm3)5.497 表面溫度()-50 至50 公轉週期365.26 days 自轉週期24 hours 由外太空看地球，地球為一藍色的行星，70%的表面佈有 生命之泉的液態水。地球是現知的本太陽系中，唯一有 生 命存在的星體。,火星,與太陽的平均距離1.52AU(228,000,000 kmm) 直徑(km)6,800 質量(M/M地球)0.53 密度(g/cm3)3.9 表面溫度()

11、22 至-169 公轉週期686 days 自轉週期24hours,37minutes 火星為一紅色色澤的行星，其色澤是源自氧化鐵，可 以說火星是一顆鏽朽的行星。火星表面曾有河川水流，極冠現在仍有冰存在 ，稀薄的大氣含有微量的氧。,木星,與太陽的平 均距離5.20AU(778,400,000km) 直徑(km)143,800 質量(M/M地球)317.89 密度(g/cm3)1.3 表面溫度(C)-110 公轉週期11year321days 自轉週期9 hours,56 minute 小行星帶外之行星，其性質與組成和內行星有很大的 差異，它們大多有厚重的大氣，大氣的主成份為氫、氦 、甲烷與氨，

12、外行星的典型代表為木星，故外行星常通 稱為類木行星(Jovian planets)。,土星,與太陽的平 均距離9.54AU(1,425,600,000 km) 直徑(km)120,000 質量(M/M地球)95.15 密度(g/cm3)0.7 表面溫度(C)-180 公轉週期29 years, 168 days 自轉週期10 hours, 14 minutes 土星也許 是最易被正確辨識的天體。長期以來，土星的美麗的光 環系即吸引觀星者的目光，光環的主要組成物質為小冰 塊、塵埃與小石塊，土星光環至少由五道同心環所組成 ，比較明顯的部分總寘度達六萬公里，而厚度則少於數 公里。,天王星,與太陽的平

13、 均距離19.2AU(2,867,000,000 km) 直徑(km)52,300 質量(M/M地球)14.54 密度(g/cm3)1.2 表面溫度(C)-220 公轉週期84.01 years 自轉週期約17 hours, 14 minutes 天王星上大氣層的溫度只有攝氏-213度，水和氨皆凍結 成冰晶難以探測。天王星接受的太陽輻射很少，又缺乏 內部能源，所以大氣層裡很平靜。天王星有15 顆衛星， 並有光環系統。,海王星,與太陽的平 均距離30.06AU(4,497,000,000 km) 直徑(km)49,500 質量(M/M地球)17.23 密度(g/cm3)1.7 表面溫度(C)-216 公轉週期164.79 years 自轉週期16 hours, 30 minutes 海王星為太陽系的第八顆行星，1979年1月與1999年3月間為太 陽系最外圍的行星。海王星與天王星的大小、組成與密度 很相近。,冥王星,與太陽的平 均距離39.5AU(5,890,000,000 km) 直徑(km)2,300 質量(M/M地球)0.0022 密度(g/cm3)2.03 表面溫度(C)-230 公轉週期247.7 years 自轉週期6.37 days 冥王星的組成，和類地行星與類木行星差異很大。但冥