清華大學(xué)天文學(xué)導(dǎo)論-12太陽系行星

1、天文學(xué)導(dǎo)論(do ln) IV：行星科學(xué)第12講 太陽系（1）：行星第13講 太陽系（2）：矮行星、小天體 與太陽系形成第14講（太陽）系外行星與地外生命(shngmng)探索共九十一頁天文學(xué)導(dǎo)論(do ln)第12講 太陽系(1) 行星(xngxng) You are a child of the universe no less than the trees and the stars; you have a right to be here, and whether or not it is clear to you, no doubt the universe is unfolding

2、 as it should.DESIDERADA (AUTHOR UNKNOWN)共九十一頁本講內(nèi)容(nirng)太陽系概觀類地行星水星金星(jnxng)地球與月球火星類木行星木星土星天王星海王星共九十一頁太陽系太陽系指太陽本身以及被其引力所束縛(shf)的天體一起所構(gòu)成的體系太陽（一顆“不”普通的恒星）（八大）行星：（4）類地與（4）類木矮行星 （數(shù)目？）小天體：小行星、彗星、流星體等衛(wèi)星撞擊：隕石共九十一頁冥王星的行星(xngxng)地位之爭(zhēng)地球金星、木星、水星、火星，土星天王星、海王星：望遠(yuǎn)鏡與發(fā)現(xiàn)者冥王星（1930年發(fā)現(xiàn)），將其列為第九大行星早已(zoy)被“天文界”稱作“歷史性的誤差

3、”近年來，在海王星軌道以外的柯伊伯帶不斷觀測(cè)到一些天體，它們的質(zhì)量（如“塞德娜”）和冥王星的質(zhì)量相似，有的天體如“鬩神星（齊娜）”甚至比冥王星還大 Planet 10，11，？“塞德娜”、“鬩神星”和冥王星一樣，都應(yīng)該屬于“柯伊伯”帶中質(zhì)量較大的天體共九十一頁國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)（IAU）行星(xngxng)決議案第26屆IAU大會(huì)，2006/8/24，布拉格 現(xiàn)代的觀測(cè)正在改變我們對(duì)行星(xngxng)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。重要的是，我們對(duì)天體的命名需要反映我們目前的理解。特別地，這也適用于對(duì)“行星”的確認(rèn)。最開始“行星”這個(gè)詞描述的只是以天空中移動(dòng)的光點(diǎn)為人所知的“游蕩者”。最近的發(fā)現(xiàn)使得我們可以根據(jù)目

4、前已有的科學(xué)信息創(chuàng)建一個(gè)新的定義。共九十一頁IAU 行星(xngxng)決議案：太陽系的行星(xngxng)定義決議5：IAU因此決議把行星和太陽系內(nèi)的其它天 體定義為如下不同的三類：行星是一個(gè)具有如下性質(zhì)的天體：（a）位于圍繞太陽(tiyng)的軌道上，（b）有足夠大的質(zhì)量來克服固體應(yīng)力以達(dá)到流體靜力平衡的形狀(近于球形)，以及（c）已經(jīng)清空了其軌道附近的區(qū)域。矮行星是一個(gè)具有如下性質(zhì)的天體：（a）位于圍繞太陽的軌道上，（b）有足夠大的質(zhì)量來克服固體應(yīng)力以達(dá)到流體靜力平衡的形狀（近于球形），（c）還沒有清空其軌道附近的區(qū)域，以及（d）不是一顆衛(wèi)星。其它所有圍繞太陽運(yùn)動(dòng)（不是衛(wèi)星）的天體被定義

5、成“太陽系小天體”。共九十一頁IAU 行星(xngxng)決議案：冥王星決議6：IAU進(jìn)一步?jīng)Q議： 根據(jù)上述的定義(dngy)，冥王星是一顆矮行星，并且被認(rèn)定成新一類海（王星）外天體的原型。共九十一頁1。太陽系概觀(gigun)處于中心的太陽，其質(zhì)量為太陽系其它所有成員總質(zhì)量的約1000倍太陽系（八大）行星，由最靠近太陽的行星算起，依次為：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。均為1900年以前被發(fā)現(xiàn)的。 矮行星：冥王星 、谷神星、鬩神星（Eris 齊娜，2003UB313）等 太陽系小天體(tint)：小行星 ，彗星，流星體（流星）等小天體柯伊伯帶（盤狀）和奧爾特云（球殼狀）共

6、九十一頁行星(xngxng)（+冥王星）的相對(duì)大小共九十一頁太陽和由氣體構(gòu)成的氣態(tài)巨行星（木星、土星(txng)、天王星和海王星）是太陽系中最大的天體相對(duì)(xingdu)直徑共九十一頁行星（+冥王星）到太陽(tiyng)的距離和到太陽的距離相比，行星的大小實(shí)在是微不足道地球(dqi)到太陽的平均距離=1天文單(AU)=1.5x108千米，約為地球直徑的10,000倍共九十一頁行星(xngxng)到太陽的平均距離距離(jl)（軌道，空間）快速增大共九十一頁質(zhì)量（相對(duì)(xingdu)于地球）氣態(tài)(qti)巨行星的質(zhì)量也占行星總質(zhì)量的絕大部分共九十一頁密度(md)氣態(tài)(qti)巨（外）行星的大質(zhì)量是

7、由于其體積大，而不是由于其密度大內(nèi)行星（巖石）是最致密的共九十一頁公轉(zhuǎn)(gngzhun)（Revolution）軌道（Orbit）行星公轉(zhuǎn)軌道(gudo)為橢圓，太陽位于一個(gè)焦點(diǎn)上同向公轉(zhuǎn)：所有行星環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)的方向一致（逆時(shí)針）包括太陽在內(nèi)，大部分行星的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)同向太陽系形成的證據(jù)共九十一頁真實(shí)的軌道大小(dxio)和形狀（按比例）行星不按比例逆時(shí)針公轉(zhuǎn)（順行）Top View1996秋的內(nèi)太陽系共九十一頁1996秋的內(nèi)太陽系白色表示在黃道面上方，黃色在黃道面下方內(nèi)行星軌道基本上在同一(tngy)平面內(nèi)水星軌道面最扁與黃道面夾角最大(7度) Side view共九十一頁太陽系行星(xngx

8、ng)全貌 （1996秋，軌道按比例）注意外太陽系的巨大空間內(nèi)太陽系被壓縮好像(ho xin)變?yōu)橐粋€(gè)軌道（冥王星軌道的偏心率很大）Top View共九十一頁太陽系行星全貌 （1996秋，軌道(gudo)按比例）相對(duì)黃道面，冥王星軌道(gudo)面傾斜很大（17度）Side View共九十一頁軌道(gudo)偏心率共九十一頁2。類地行星(li d xn xn)The terrestrial (Earth-like) planets按比例(bl)的類地行星Earth 地球Venus 金星Mars 火星 Mercury 水星共九十一頁類地行星(li d xn xn)的一般特征像地球(dqi)靠近太

9、陽鐵（鎳）核心和巖石外殼沒有或極少衛(wèi)星體積小質(zhì)量不大致密，密度= 4-5 g/cm3 大氣稀薄共九十一頁類地行星的物理(wl)數(shù)據(jù)直徑（地球=1）質(zhì)量（地球=1）密度（水=1）公轉(zhuǎn)周期(日)恒星日長(zhǎng)度衛(wèi)星數(shù)水星0.380.065.48859日0金星0.950.825.2224243日0地球115.536524小時(shí)1火星0.530.113.968725小時(shí)2共九十一頁Mercury 水星(shuxng)鐵質(zhì)行星Planet 1，距太陽0.39AU0 衛(wèi)星從地面很難研究，因?yàn)楹吞柾涠魂柟?ynggung)污染地面雷達(dá) Mariner （水手）10 號(hào)（1974-1976）“信使”號(hào)水星探

10、測(cè)器：2004/8/3發(fā)射，已于2011年3月18日進(jìn)入水星軌道，將進(jìn)行至少1年的科學(xué)探測(cè)共九十一頁水星表面(biomin)酷似月球表面布滿隕石坑 (craters) 是水星最令人注目的特征(tzhng)。好像月球那樣，屢屢遭受撞擊共九十一頁撞擊坑的典型特征包括輻射紋和中心的小山丘沒有板塊構(gòu)造的證據(jù)怪異軌道和高密度（鐵）特征強(qiáng)大碰撞造成現(xiàn)在的面貌(minmo)！卡路里盆地的另一面長(zhǎng)約5000千米的山脈共九十一頁水星幾乎沒有(mi yu)大氣極稀薄大氣，主要是鈉氣和少量氦氣。表面大氣壓接近零氣態(tài)鈉表明水星表面溫度極高（水星最接近太陽），足以(zy)使巖石中的鈉氣化稀薄大氣 水星表面晝夜溫差極大T

11、= 430 C (晝)T= - 170 C (夜)共九十一頁金星 煉獄(lin y)行星Planet 2 from the Sun，距地球最近晨星和晚星-4.4 等，“太白”，“維納斯”0 衛(wèi)星被具有高反射效率(xio l)的云層所包裹探測(cè)器：前蘇聯(lián)：“金星”號(hào)系列；美國：水手號(hào)，先鋒號(hào)，麥哲倫號(hào)共九十一頁金星(jnxng)的自轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)方向和其它行星相反自轉(zhuǎn)軸沒有傾斜，幾乎和公轉(zhuǎn)平面(pngmin)垂直，所以金星沒有四季之分自轉(zhuǎn)非常緩慢，恒星日=243天巨大天體的碰撞？共九十一頁濃密(nngm)大氣與嚴(yán)重的溫室效應(yīng)金星的大氣層濃密，氣壓為地球的90倍大氣成分：90%二氧化碳、3%氮?dú)?、少?sh

12、oling)二氧化硫地球： 79% N2 20% O2 少量CO2 等由于大氣富含二氧化碳等溫室氣體，能把吸收的太陽能圍困于大氣中，造成有效的溫室效應(yīng)金星表面各處的溫度基本一致，差不多都達(dá)500C，是太陽系最熱的行星，也沒有晝夜溫差共九十一頁金星(jnxng)的云和酸雨整個(gè)金星表面被硫酸(H2SO4)云所覆蓋，所以金星上的雨是名副其實(shí)的酸雨酸雨溶解了巖石中的碳酸鹽和硫酸鹽，釋放出二氧化碳和二氧化硫(r yng hu li)，進(jìn)一步加強(qiáng)金星大氣的溫室效應(yīng)和腐蝕性先鋒10號(hào)的紫外像共九十一頁金星(jnxng)的表面光滑和水星不同，金星由于(yuy)受到濃密大氣的保護(hù)，表面隕石坑比較少，比較光滑麥哲

13、倫號(hào)飛船的雷達(dá)資料： 隕石坑、火山、平原、河谷等 殼層只包含一個(gè)板塊古拉蒙斯火山49千米寬的隕擊坑共九十一頁地球(dqi) 金鎖軌道上的行星地球表面適宜水保持液態(tài)0.95-1.5 AU：生命區(qū)域（幾乎）太陽系唯一適宜高等生命生存(shngcn)的星球活動(dòng)的行星共九十一頁質(zhì)量 6x1024 kg. 半徑 6400 km：光每秒可繞地球 7.5圈最高珠峰(zh fn)（8844.43米），只是地球表面一條不起眼的小皺褶平均密度約為水的5.5倍，密度最大的行星除了諸多人造衛(wèi)星，只有一顆自然衛(wèi)星我們的月亮共九十一頁地球(dqi)的結(jié)構(gòu)最深處為地核(鐵和鎳) ，很熱，分內(nèi)外兩層，內(nèi)核固態(tài)(gti)（T6

14、000），外核液態(tài)。維持地?zé)岬哪茉粗饕獊碜缘厍騼?nèi)部的天然放射性物質(zhì)地核之外是呈半液態(tài)的地幔，高溫使固體巖石流動(dòng)最外層是固態(tài)的巖石地殼共九十一頁P(yáng)late Tectonics 大地(dd)板塊構(gòu)造說地殼不是堅(jiān)硬的球體，而是由若干連綿(linmin)數(shù)千公里，但厚度只有50公里，且漂浮在熾熱的軟流層上的板塊所組成共九十一頁地球(dqi)的磁場(chǎng)地心的旋轉(zhuǎn)（對(duì)流）產(chǎn)生了地球磁場(chǎng)磁軸既不和地球自轉(zhuǎn)軸一致(yzh)，也不通過地球的中心磁極南北倒向The magnetic field is tilted by about 18with respect to the rotation axis, so com

15、passes point to a magnetic pole that is in northern Canada.共九十一頁Aurora 極光(jgung)地球磁場(chǎng)俘獲太陽風(fēng)所攜帶的帶電粒子，并把它們導(dǎo)向地球兩極(lingj)。當(dāng)帶電粒子與地球大氣中的原子和分子碰撞時(shí)，這些原子和分子便會(huì)發(fā)光，產(chǎn)生絢麗多彩（多為綠色）的極光地球磁場(chǎng)由于屏蔽了太陽風(fēng)而保護(hù)了我們共九十一頁北極光（Alaska） 共九十一頁南極光（奮進(jìn)號(hào)航天飛機(jī)(hngtinfij)）共九十一頁地球(dqi)大氣氮?dú)?8%氧氣(yngq)20%其它：氬氣，二氧化碳等溫室氣體二氧化碳二氧化硫甲烷共九十一頁溫室效應(yīng)(wn sh xi

16、o yn) Greenhouse Effect（自學(xué)） 地球大氣中的溫室氣體能有效阻擋紅外線向外太空輻射，從而使地球溫度(wnd)升高，即溫室效應(yīng)大量溫室氣體能強(qiáng)烈影響一顆行星的表面溫度If increase CO2 in Earths atmosphere, probably get global warming (uncertain?)共九十一頁月球(yuqi)引起的潮汐Tide月球?qū)Φ厍虻囊ψ饔茫詫?duì)近月的海水最強(qiáng)、地球本身次之，而對(duì)遠(yuǎn)端的海水最弱相對(duì)地心來說，這個(gè)引力差形成了兩處隆起的海水地球自轉(zhuǎn)導(dǎo)致同一(tngy)地點(diǎn)海水一天兩次漲潮的現(xiàn)象共九十一頁太陽引起(ynq)的潮汐太陽對(duì)地

17、球及海水的引力是月球的一半，其引力差同樣造成同一地點(diǎn)海水一天兩次漲潮(zhng cho)在新月或滿月時(shí)，月球和太陽的影響會(huì)疊加在一起，所以當(dāng)日的漲潮更高共九十一頁月球(yuqi)地球唯一的天然衛(wèi)星地月平均距離為地球直徑(zhjng)的30倍月球直徑僅為地球的1/4，質(zhì)量則為1/81，因此月球表面的引力只有地球的1/6月面上較暗的部分稱為月海maria, 滴水全無，只是遠(yuǎn)古時(shí)期月殼形成時(shí)凝固了的熔巖月面上較亮的部分稱為山，其實(shí)不是山，而是由大量星際物質(zhì)撞擊月面時(shí)所形成的環(huán)形山（隕坑）（伽利略命名）marehighland共九十一頁死寂(sj)的月球月面上保存了大量完好的環(huán)形山（隕擊坑crater

18、s，非火山(hushn)），暗示月球內(nèi)部的演化已處于停滯期，甚至可以說月球已經(jīng)死亡月球存在水！共九十一頁環(huán)形山的成因(chngyn)簡(jiǎn)單環(huán)形山形如一個(gè)碗復(fù)雜環(huán)形山則有一個(gè)小山丘在隕坑中央。小山丘是由撞擊(zhungj)后變形的月殼物質(zhì)反彈所形成的共九十一頁月球(yuqi)無大氣引力(ynl)太小不能有效束縛大氣So temperature goes through extremes: -100 C (night) to 130 C (day) !平均表面溫度：-42共九十一頁月球(yuqi)成因？姊妹說：同源于一個(gè)母體-太陽系原始星云母女說：月球是地球形成后從地球分離出去的一部分形成的情侶說：

19、月球另有來源，特定條件下被地球俘獲撞擊(zhungj)說（主流觀點(diǎn)）：地球形成初期，一個(gè)火星般大小的原行星劇烈撞擊(zhungj)尚未凝固好的年輕地球，造成地球自轉(zhuǎn)軸傾斜，并噴發(fā)出一部分由原始地球和撞擊(zhungj)物組成的物質(zhì)，從而形成月球，并緩慢遠(yuǎn)離地球共九十一頁月球(yuqi)探測(cè)月球是目前(mqin)人類唯一踏足過的天體。自二十世紀(jì)六十年代末至七十年代初，美國的阿波羅登月計(jì)劃便有六次載人成功登陸月球新一輪探月（登月、月球基地）高潮已經(jīng)開始日本的月亮女神2007年9月14日發(fā)射成功中國的嫦娥一號(hào)2007年10月24日發(fā)射成功中國的嫦娥二號(hào)2010年10月1日發(fā)射成功共九十一頁火星(hu

20、xng)紅色行星共九十一頁Fascination for the possibility of life It will be possible to see cities on Mars, to detect navies in its harbors, and the smoke of great manufacturing cities and towns. Is Mars inhabited? There can be little doubt of it . conditions are all favorable for life, and life, too, of a high

21、 order. Is it possible to know this of a certainty? Certainly.- quoted in Feb., 1973 National Geographic (from a book called World Making 1895 by Samual Leland Phelps a professor of astronomy)Viking 2 海盜(hido) 2共九十一頁地球生命(shngmng)來自火星？1996年在地球南極發(fā)現(xiàn)的火星隕石(ynsh)中顯現(xiàn)出36億前的原始生命的可能跡象! Tube-like structures (t

22、iny bacteria?) + several lines of chemical evidence, very controversial, but intriguing! 共九十一頁火星(huxng)探測(cè)器1997-7-4，火星(huxng)探路者（Mars Pathfinder）：火星小車“索杰娜”Spirit and Opportunity勇氣號(hào)和機(jī)遇號(hào)2004-1-4和5名稱：一個(gè)小姑娘的提議/home/index.html共九十一頁“火星(huxng)像地球”Planet 4，1.38AU-1.67AU，-2-1.5星等火星是一顆（桔）紅色的行星，這是由于其表面有豐富的氧化鐵（惑

23、星或熒惑）火星的自轉(zhuǎn)周期為1.026天，自轉(zhuǎn)傾角為24，所以火星也有四季和晝夜長(zhǎng)短的變化和地球一樣，火星擁有極冠，但主要為固態(tài)的二氧化碳(干冰) 和少量(sholing)水冰, 且夏消冬長(zhǎng)火星年有680多天0.53倍地球半徑共九十一頁稀薄(xb)大氣火星質(zhì)量?jī)H為地球的1/10，表面重力不及地球的4/10，因而大氣層十分稀薄，表面壓力只有地球的1%。大氣主要由二氧化碳(95%)和氮(3%)組成，水蒸氣0.01%。雖然大氣主要由二氧化碳組成，但是火星大氣太稀薄，不能有效束縛太陽能，因此它的表面溫度變化很大：-130C - 30C。 由于火星距離太陽遙遠(yuǎn)，所以表面平均氣溫很低火星也有云，有些(yux

24、i)云是白色的，由水汽和二氧化碳組成；有些(yuxi)云則是黃色的，其中參雜了大量的沙塵，橙紅色天空大溫差干燥導(dǎo)致劇烈變化氣候，因而火星上多風(fēng)，時(shí)常沙塵暴，可席卷整個(gè)火星，但風(fēng)速不大共九十一頁火星(huxng)地表Viking 2 lander (1976)Mars Pathfinder (1997 July 4)The Sky is not Blue!共九十一頁水：？ ！Mars Pathfinder (1997): 大量平原(pngyun)沒有河流，生命？古老河床：曾經(jīng)有過豐富的水資源，目前水可能存在于永久凍結(jié)帶和極冠區(qū)域NASA火星勘測(cè)軌道器：堆積在火星極地附近的冰層火星全球勘測(cè)者：火星

25、表面在過去七年形成的溪谷火星不久前還有水噴出共九十一頁有趣(yuq)的地形火星表面有許多火山，大多數(shù)比地球的更壯觀火星上沒有活火山，但仍留下大量與火山活動(dòng)有關(guān)的地貌(dmo)，是由于缺乏類似于地球的板塊漂移運(yùn)動(dòng)所致太陽系最大的火山：奧林匹斯火山，高達(dá)25公里（珠峰高度的3倍），直徑600公里共九十一頁火星和地球火山(hushn)的形成共九十一頁火星表面(biomin)的峽谷火星另一個(gè)重要特征是峽谷。最大的一個(gè)是綿延5000公里、寬200公里、深7公里的水手(shushu)峽谷（深度為美國大峽谷的4.4倍）火星沒有類似于地球的板塊運(yùn)動(dòng)也可由其表面欠缺綿延不斷的山脈得到證明共九十一頁火星(huxn

26、g)的衛(wèi)星：“雙月懸天”火星有兩顆細(xì)小且不規(guī)則的天然(tinrn)衛(wèi)星，較大一顆（火衛(wèi)一）的直徑僅27千米自轉(zhuǎn)周期=公轉(zhuǎn)周期。極可能是俘獲的小行星Phobos 火衛(wèi)一Deimos 火衛(wèi)二共九十一頁3。類木行星(li m xn xn) The Jovian (Jupiter-like) planets The jovian planets to the same scaleJupiter 木星(mxng)Uranus 天王星Neptune 海王星Saturn 土星共九十一頁類木行星的一般(ybn)特征像木星，離太陽遠(yuǎn)體積大， 質(zhì)量大密度低：0.7-1.7 g/cm3擁有很多衛(wèi)星巖石/鐵核心 +

27、液態(tài)濃密大氣層快速(kui s)自轉(zhuǎn)共九十一頁類木行星的物理(wl)數(shù)據(jù)直徑（地球=1）質(zhì)量（地球=1）密度（水=1）公轉(zhuǎn)周期(年)恒星日長(zhǎng)度衛(wèi)星數(shù)木星11.2317.91.311.910小時(shí)61土星9.495.20.729.410.7小時(shí)31*天王星4.014.51.383.817.2小時(shí)21*海王星3.917.21.8163.716.1小時(shí)8* Up to 2002 May共九十一頁木星(mxng)行星巨無霸彩色云帶：與赤道(chdo)平行Lots of swirl spots: stormy充當(dāng)源自奧爾特云的小天體撞擊地球的巨大屏障？共九十一頁木星(mxng)的基本特征Planet 5

28、from the Sun太陽系內(nèi)體積和質(zhì)量最大的行星半徑 11 Earth 0.1 Sun質(zhì)量 320 Earth 10-3 Sun 低密度（1.3）自轉(zhuǎn)周期(zhuq)約10小時(shí)。高速自轉(zhuǎn)使木星兩極扁平、赤道隆起為橢球形共九十一頁木星內(nèi)部(nib)的引力坍縮 Gravitational collapse大質(zhì)量木星的強(qiáng)大引力，令其內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)大的引力坍縮，不斷(bdun)將物質(zhì)的引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為熱能結(jié)果，木星向外太空輻射的能量比它從太陽得到的能量還要多但是木星的質(zhì)量不夠大，其引力坍縮所產(chǎn)生的熱能不足以點(diǎn)燃?xì)洌驈牟粫?huì)產(chǎn)生核反應(yīng)因此，我們?nèi)祟惡苄疫\(yùn)，木星沒有成為另一個(gè)“太陽”。假如共九十一頁木星主要

29、(zhyo)成分主要成分(chng fn)為氫和氦 (like Sun), 以及少量的甲烷和氨 表面氣壓極大，超過地球的1000倍，以致木星的中心由金屬相的氫組成金屬核的超高速自轉(zhuǎn)解釋了木星的強(qiáng)大磁場(chǎng)和在木星兩極觀測(cè)到的極光共九十一頁木星(mxng)的大紅斑 The Great Red Spot通常只看到木星的上層(shngcng)大氣。通過望遠(yuǎn)鏡可看到木星表面的云帶和斑 (bands and spots) 木星大氣極度動(dòng)蕩，其表面風(fēng)速每小時(shí)可超過1000千米著名的木星大紅斑，就是木星大氣上的臺(tái)風(fēng)，它淡淡的紅色來自硫化物。和地球上的臺(tái)風(fēng)不同，這個(gè)風(fēng)暴足有地球的3倍大，已經(jīng)刮了300多年仍未止息

30、（但發(fā)生了變化）共九十一頁木星的光環(huán)(gunghun)系統(tǒng)和土星一樣，木星亦有光環(huán)系統(tǒng)，但它的光環(huán)十分暗淡，地面望遠(yuǎn)鏡根本看不到事實(shí)上，（光）環(huán)系統(tǒng)也是四顆類木行星(li m xn xn)的共同特征共九十一頁木星(mxng)的衛(wèi)星木星(mxng)有61個(gè)衛(wèi)星，包括四顆著名的伽利略衛(wèi)星：木衛(wèi)一艾奧 Io, 木衛(wèi)二歐羅巴 Europa（生命？）木衛(wèi)三加尼未 Ganymede木衛(wèi)四卡利斯托 CallistoBrightness, structure, and crater density of moon terrains give clues to geological activity共九十一頁艾

31、奧：最著名的是它的火山活動(dòng)，噴出大量硫化物，并形成非常年輕的地貌加尼未是太陽系最大的衛(wèi)星歐羅巴和卡利斯托的冰層(bn cn)下可能存在湖泊IO：火山口（黑點(diǎn)(hi din)）；內(nèi)部熔化共九十一頁土星(txng)有光環(huán)的“天神”共九十一頁土星(txng)的基本特征Planet 6 from the SunLarge size and mass, 2nd largest在眾多行星中，密度最低(0.7g/cm3），比水輕，“水上漂”土星和木星十分相似：高速自轉(zhuǎn), 10 hr 15 min類似的內(nèi)部熱能(rnng)轉(zhuǎn)化機(jī)制 類似的大氣成分(Mostly H, He), 云帶（不顯著）金屬氫核心強(qiáng)磁場(chǎng)

32、共九十一頁華麗(hul)的光環(huán)土星的光環(huán)名聞遐邇。光環(huán)的厚度約1公里(n l)，主要由數(shù)毫米至數(shù)米的塵埃和冰塊組成光環(huán)并非連續(xù)，有無數(shù)小環(huán)組成。地球上可見4-5個(gè)環(huán)因此土星光環(huán)有很多寬窄不一的暗的狹縫，最明顯的是兩個(gè)主環(huán)之間的卡西尼縫 Cassini divisionVoyager 2 旅行2號(hào) image of outer B ring共九十一頁土星光環(huán)(gunghun)的成因在很久以前，土星的潮汐力曾把一個(gè)或數(shù)個(gè)衛(wèi)星撕碎（或者說，土星的強(qiáng)大潮汐力使它周圍的物質(zhì)未能形成衛(wèi)星），便形成了現(xiàn)在的美麗光環(huán)光環(huán)位于赤道上，與其軌道(gudo)面成27度夾角 每29年側(cè)對(duì)地球兩次（e.g., in 1

33、995）共九十一頁牧羊衛(wèi)星(wixng)部分土星光環(huán)，在其外圍和內(nèi)圍都有一顆衛(wèi)星，稱之為牧羊衛(wèi)星，它們的引力作用猶如牧羊犬的作用，可以把離群(l qn)的碎片趕回光環(huán)之內(nèi)，穩(wěn)定環(huán)的結(jié)構(gòu)Voyager 2 images of Epsilon Ring 共九十一頁土星(txng)的衛(wèi)星 土星有很多衛(wèi)星（3161顆），最著名的是土衛(wèi)六泰坦（Titan 太陽神）：Largest among moons around Saturn大氣(dq)濃厚，主要由氮組成煙霧彌漫，有溫室效應(yīng)甲烷湖泊Life possible? 共九十一頁“卡西尼” 細(xì)探土星(txng)，“惠更斯”登陸泰坦1997/10/5 發(fā)射，

34、2004/7/1進(jìn)入(jnr)繞土星軌道2004/12/25，“惠更斯”與“卡西尼”分離，于2005/1/14到達(dá)泰坦表面共九十一頁天王星躺著自轉(zhuǎn)(zzhun)的行星Planet 7 from the Sun1781發(fā)現(xiàn)（威廉 赫歇爾）軌道周期 84 年主要成分： H, He, + 很冷：60K由于大氣中的甲烷散射蘭光，天王星呈現(xiàn)出蔚藍(lán)色與木星和土星不同，天王星的大氣相對(duì)較為平靜，因而缺乏(quf)表面特征，云帶不顯著共九十一頁極端(jdun)季節(jié)天王星最有趣的特征是它的自轉(zhuǎn)軸幾乎和公轉(zhuǎn)軌道平面平行，因此天王星就好像是在公轉(zhuǎn)軌道上滾動(dòng)著，結(jié)果造成極端氣候(qhu)！巨大天體的撞擊？共九十一頁天王星和土星、木星在很多方面十分相似：大氣成分內(nèi)部熱能