介绍一下木星和水星,
来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/11/16 19:58:20
介绍一下木星和水星,
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介绍一下木星和水星,
木星
木星古称岁星,是离太阳第五颗行星,而且是最大的一颗,比所有其他的行星的合质量大2倍(地球的318倍).木星绕太阳公转的周期为4332.589天,约合11.86年.木星(a.k.a. Jove)希腊人称之为 宙斯(众神之王,奥林匹斯山的统治者和罗马国的保护人,它是Cronus(土星的儿子.)
公转轨道: 距太阳 778,330,000 千米 (5.20 天文单位)
行星直径: 142,984 千米 (赤道)
质量: 1.900e27 千克
木星是天空中第四亮的物体(次于太阳,月球和金星;有时候火星更亮一些),早在史前木星就已被人类所知晓.根据伽利略1610年对木星四颗卫星:木卫一,木卫二,木卫三和木卫四(现常被称作伽利略卫星)的观察,它们是不以地球为中心运转的第一个发现,也是赞同哥白尼的日心说的有关行星运动的主要依据.
木星在1973年被先驱者10号首次拜访,后来又陆续被先驱者11号,旅行者1号,旅行者2号和Ulysses号考查.目前,伽利略号飞行器正在环绕木星运行,并将在以后的两年中不断发回它的有关数据.
气态行星没有实体表面,它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大(我们从它们表面相当于1个大气压处开始算它们的半径和直径).我们所看到的通常是大气中云层的顶端,压强比1个大气压略高.
木星由90%的氢和10%的氦(原子数之比, 75/25%的质量比)及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成.这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的组成十分相似.土星有一个类似的组成,但天王星与海王星的组成中,氢和氦的量就少一些了.
我们得到的有关木星内部结构的资料(及其他气态行星)来源很不直接,并有了很长时间的停滞.(来自伽利略号的木星大气数据只探测到了云层下150千米处.)
木星可能有一个石质的内核,相当于10-15个地球的质量.
内核上则是大部分的行星物质集结地,以液态金属氢的形式存在.这些木星上最普通的形式基础可能只在40亿巴压强下才存在,木星内部就是这种环境(土星也是).液态金属氢由离子化的质子与电子组成(类似于太阳的内部,不过温度低多了).在木星内部的温度压强下,氢气是液态的,而非气态,这使它成为了木星磁场的电子指挥者与根源.同样在这一层也可能含有一些氦和微量的冰.
最外层主要由普通的氢气与氦气分子组成,它们在内部是液体,而在较外部则气体化了,我们所能看到的就是这深邃的一层的较高处.水、二氧化碳、甲烷及其他一些简单气体分子在此处也有一点儿.
云层的三个明显分层中被认为存在着氨冰,铵水硫化物和冰水混合物.然而,来自伽利略号的证明的初步结果表明云层中这些物质极其稀少(一个仪器看来已检测了最外层,另一个同时可能已检测了第二外层).但这次证明的地表位置十分不同寻常--基于地球的望远镜观察及更多的来自伽利略号轨道飞船的最近观察提示这次证明所选的区域很可能是那时候木星表面最温暖又是云层最少的地区.
来自伽利略号的大气层数据同样证明那里的水比预计的少得多,原先预计木星大气所包含的氧是目前太阳的两倍(算上充足的氢来生成水),但目前实际集中的比太阳要少.另外一个惊人的消息是大气外层的高温和它的密度.
木星和其他气态行星表面有高速飓风,并被限制在狭小的纬度范围内,在连近纬度的风吹的方向又与其相反.这些带中轻微的化学成分与温度变化造成了多彩的地表带,支配着行星的外貌.光亮的表面带被称作区(zones),暗的叫作带(belts).这些木星上的带子很早就被人们知道了,但带子边界地带的漩涡则由旅行者号飞船第一次发现.伽利略号飞船发回的数据表明表面风速比预料的快得多(大于400英里每小时),并延伸到根所能观察到的一样深的地方,大约向内延伸有数千千米.木星的大气层也被发现相当紊乱,这表明由于它内部的热量使得飓风在大部分急速运动,不像地球只从太阳处获取热量.
木星表面云层的多彩可能是由大气中化学成分的微妙差异及其作用造成的,可能其中混入了硫的混合物,造就了五彩缤纷的视觉效果,但是其详情仍无法知晓.
色彩的变化与云层的高度有关:最低处为蓝色,跟着是棕色与白色,最高处为红色.我们通过高处云层的洞才能看到低处的云层.
木星表面的大红斑早在300年前就被地球上的观察所知晓(这个发现常归功于卡西尼,或是17世纪的Robert Hooke).大红斑是个长25,000千米,跨度12,000千米的椭圆,总以容纳两个地球.其他较小一些的斑点也已被看到了数十年了.红外线的观察加上对它自转趋势的推导显示大红斑是一个高压区,那里的云层顶端比周围地区特别高,也特别冷.类似的情况在土星和海王星上也有.目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的一段时间.
木星向外辐射能量,比起从太阳处收到的来说要多.木星内部很热:内核处可能高达20,000开.该热量的产量是由开尔文-赫尔姆霍兹原理生成的(行星的慢速重力压缩).(木星并不是像太阳那样由核反应产生能量,它太小因而内部温度不够引起核反应的条件.)这些内部产生的热量可能很大地引发了木星液体层的对流,并引起了我们所见到的云顶的复杂移动过程.土星与海王星在这方面与木星类似,奇怪的是,天王星则不.
木星与气态行星所能达到的最大直径一致.如果组成又有所增加,它将因重力而被压缩,使得全球半径只稍微增加一点儿.一颗恒星变大只能是因为内部的热源(核能)关系,但木星要变成恒星的话,质量起码要再变大80倍.
木星有一个巨型磁场,比地球的大得多,磁层向外延伸超过6.5e7千米(超过了土星的轨道!).(小记:木星的磁层并非球状,它只是朝太阳的方向延伸.)这样一来木星的卫星便始终处在木星的磁层中,由此产生的一些情况在木卫一上有了部分解释.不幸的是,对于未来太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号设计的专家来说,木星的磁场在附近的环境捕获的高能量粒子将是一个大障碍.这类辐射类似于,不过大大强烈于,地球的电离层带的情况.它将马上对未受保护的人类产生致命的影响.
伽利略号号飞行器对木星大气的探测发现在木星光环和最外层大气层之间另存在了一个强辐射带,大致相当于电离层辐射带的十倍强.惊人的是,新发现的带中含有来自不知何方的高能量氦离子.
木星有一个同土星般的光环,不过又小又微弱.(右图)它们的发现纯属意料之外,只是由于两个旅行者1号的科学家一再坚持航行10亿千米后,应该去看一下是否有光环存在.其他人都认为发现光环的可能性为零,但事实上它们是存在的.这两个科学家想出的真是一条妙计啊.它们后来被地面上的望远镜拍了照.
木星的光环较土星为暗(反照率为0.05).它们由许多粒状的岩石质材料组成.
木星光环中的粒子可能并不是稳定地存在(由大气层和磁场的作用).这样一来,如果光环要保持形状,它们需被不停地补充.两颗处在光环中公转的小卫星:木卫十六和木卫十七,显而易见是光环资源的最佳候选人.
1994年7月,苏梅克-利维9号彗星碰撞木星,具有惊人的现象.甚至用业余望远镜都能清楚地观察到表面的现象.碰撞残留的碎片在近一年后还可由哈博望远镜观察到.
在夜空中,木星是空中最亮的一颗星星(仅次于金星,但金星在夜空中往往不可见).四个伽利略的卫星用双筒望远镜可很容易的观察到;木星表面的带子和大红斑可由小型天文望远镜观测.迈克·哈卫的行星寻找图表显示了火星以及其它行星在天空中的位置.越来越多的细节,越来越好的图表将被如灿烂星河这样的天文程序来发现和完成.
http://baike.baidu.com/view/8223.html
水星
英文名:Mercury
水星最接近太阳,是太阳系中第二小行星.水星在直径上小于木卫三和土卫六,但它更重.奇观五星联珠
水星基本参数:
轨道半长径: 5791万 千米 (0.38 天文单位)
公转周期: 87.70 天
自转周期: 58.65 日
平均轨道速度: 47.89 千米/每秒
轨道偏心率: 0.206
轨道倾角: 7.0 度
行星赤道半径: 2440 千米
质量(地球质量=1): 0.0553
密度: 5.43 克/立方厘米
卫星数: 无
公转轨道: 距太阳 57,910,000 千米 (0.38 天文单位)
赤道逃逸速度 4.25 km/sec 平均地表温度 179°C
最高地表温度 427°C 最低地表温度 -173°C
大气组成 氦 42% 钠 42% 氧 15% 其它 1%
在古罗马神话中水星是商业、旅行和偷窃之神,即古希腊神话中的赫耳墨斯,为众神传信的神,或许由于水星在空中移动得快,才使它得到这个名字.
早在公元前3000年的苏美尔时代,人们便发现了水星,古希腊人赋于它两个名字:当它初现于清晨时称为阿波罗,当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯.不过,古希腊天文学家们知道这两个名字实际上指的是同一颗星星,赫拉克赖脱(公元前5世纪之希腊哲学家)甚至认为水星与金星并非环绕地球,而是环绕着太阳在运行.
仅有水手10号探测器于1973年和1974年三次造访水星.它仅仅勘测了水星表面的45%(并且很不幸运,由于水星太靠近太阳,以致于哈博望远镜无法对它进行安全的摄像).
水星的轨道偏离正圆程度很大,近日点距太阳仅四千六百万千米,远日点却有7千万千米,在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行(岁差:地轴进动引起春分点向西缓慢运行,速度每年0.2",约25800年运行一周,使回归年比恒星年短的现象.分日岁差和行星岁差两种,后者是由行星引力产生的黄道面变动引起的.)在十九世纪,天文学家们对水星的轨道半径进行了非常仔细的观察,但无法运用牛顿力学对此作出适当的解释.存在于实际观察到的值与预告值之间的细微差异是一个次要(每千年相差七分之一度)但困扰了天文学家们数十年的问题.有人认为在靠近水星的轨道上存在着另一颗行星(有时被称作Vulcan,“祝融星”),由此来解释这种差异,结果最终的答案颇有戏剧性:爱因斯坦的广义相对论.在人们接受认可此理论的早期,水星运行的正确预告是一个十分重要的因素.(水星因太阳的引力场而绕其公转,而太阳引力场极其巨大,据广义相对论观点,质量产生引力场,引力场又可看成质量,所以巨引力场可看作质量,产生小引力场,使其公转轨道偏离.类似于电磁波的发散,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,传向远方.--译注)
在1962年前,人们一直认为水星自转一周与公转一周的时间是相同的,从而使面对太阳的那一面恒定不变.这与月球总是以相同的半面朝向地球很相似.但在1965年,通过多普勒雷达的观察发现这种理论是错误的.现在我们已得知水星在公转二周的同时自转三周,水星是太阳系中目前唯一已知的公转周期与自转周期共动比率不是1:1的天体.
由于上述情况及水星轨道极度偏离正圆,将使得水星上的观察者看到非常奇特的景像,处于某些经度的观察者会看到当太阳升起后,随着它朝向天顶缓慢移动,将逐渐明显地增大尺寸.太阳将在天顶停顿下来,经过短暂的倒退过程,再次停顿,然后继续它通往地平线的旅程,同时明显地缩小.在此期间,星星们将以三倍快的速度划过苍空.在水星表面另一些地点的观察者将看到不同的但一样是异乎寻常的天体运动.
水星上的温差是整个太阳系中最大的,温度变化的范围为90开到700开.相比之下,金星的温度略高些,但更为稳定.
水星在许多方面与月球相似,它的表面有许多陨石坑而且十分古老;它也没有板块运动.另一方面,水星的密度比月球大得多,(水星 5.43 克/立方厘米 月球 3.34克/立方厘米).水星是太阳系中仅次于地球,密度第二大的天体.事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩;或非如此,水星的密度将大于地球,这表明水星的铁质核心比地球的相对要大些,很有可能构成了行星的大部分.因此,相对而言,水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地壳.
巨大的铁质核心半径为1800到1900千米,是水星内部的支配者.而硅酸盐外壳仅有500到600千米厚,至少有一部分核心大概成熔融状.
事实上水星的大气很稀薄,由太阳风带来的被破坏的原子构成.水星温度如此之高,使得这些原子迅速地散逸至太空中,这样与地球和金星稳定的大气相比,水星的大气频繁地被补充更换.
水星的表面表现出巨大的急斜面,有些达到几百千米长,三千米高.有些横处于环形山的外环处,而另一些急斜面的面貌表明他们是受压缩而形成的.据估计,水星表面收缩了大约0.1%(或在星球半径上递减了大约1千米).
水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地,直径约为1300千米,人们认为它与月球上最大的盆地Maria相似.如同月球的盆地,Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中,那次碰撞大概同时造成了星球另一面正对盆地处奇特的地形.
除了布满陨石坑的地形,水星也有相对平坦的平原,有些也许是古代火山运动的结果,但另一些大概是陨石所形成的喷出物沉积的结果.
水手号探测器的数据提供了一些近期水星上火山活动的初步迹象,但我们需要更多的资料来确认.
令人惊讶的是,水星北极点的雷达扫描(一处未被水手10号勘测的区域)显示出在一些陨石坑的被完好保护的隐蔽处存在冰的迹象.
水星有一个小型磁场,磁场强度约为地球的1%.
至今未发现水星有卫星.
通常通过双筒望远镜甚至直接用肉眼便可观察到水星,但它总是十分靠近太阳,在曙暮光中难以看到.Mike Harvey的行星寻找图表指出此时水星在天空中的位置(及其他行星的位置),再由“星光灿烂”这个天象程序作更多更细致的定制.
未知点
水星的密度(5.43克/立方厘米)几乎与地球相同,但在许多方面它与月球更为相似,它是否在一些早期灾难性大碰撞中丢失了轻质岩石?
通过水星表面的光谱分析,并未发现铁的痕迹.由于我们假定巨大铁质核心的存在,这种情况便很古怪,水星是否与其他类地行星竭然不同呢?
水星平坦的平原是如何形成的?
在我们无法看见的另一面是否存在着惊人的景观呢?以地球获得的低分辨雷达图片并未显示出任何奇迹,但这种事谁知道呢?
最近一项关于两次新水星任务的建议已被定于1999年执行,另几项建议以经费问题而被予以否决
http://baike.baidu.com/view/3048.htm