行星

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December 5, 2021

行星(拉丁文planētae 来自希腊语πλανήτης - 一个流浪者)是一个球形的不发光的物体,围绕太阳或另一颗恒星旋转。这个旋转的轨道非常接近椭圆。根据最现代的定义,太阳系的行星被认为是围绕太阳运行的天文物体,具有足够的质量在其自身引力下获得球形形状,并且具有“清洁邻域”,即主宰其轨道。那些满足前两个条件但不满足第三个条件的天体称为矮行星。太阳系外的行星被称为系外行星。行星围绕恒星旋转,并且由于它们被恒星辐射所照亮而可见。除了太阳系,1992 年,在我们系统外的脉冲星 PSR B1257 + 12 附近发现了行星。

历史

在古代,人们注意到天空中的一些物体相对于其他不可侵犯的恒星会改变它们的位置。正是因为这种“流浪”,行星才得名(希腊语πλανήτης - 流浪者)。希腊人和罗马人以众神的名字来称呼行星:赫尔墨斯 - 水星,阿瑞斯 - 火星,宙斯 - 木星,克洛诺斯 - 土星和阿佛洛狄忒 - 金星。行星还包括月球和太阳 [来源?]。古代研究人员认为,所有行星都围绕地球旋转。尽管如此,托勒密还是设法建立了一种行星运动理论,可以准确预测它们在恒星中的位置的未来(和过去)。它已经使用了一千多年。在十六世纪,尼古拉·哥白尼在他的著作《论天球的自转》中提出了一种结构,其中只有月球围绕地球和所有其他行星(特别是,地球)围绕太阳旋转。在哥白尼这本书的匿名序言中,所阐述的理论被宣布为纯粹的数学假设,只是为了简化计算。然而,其他研究人员得出的结论是,这样的图片更好地解释了观察到的现象,世界的日心系统已被普遍接受。在现代,已经发现了另外三颗行星。 1781 - 天王星 (1781, W. Herschel) 1846 - 海王星 (1846, J. Adams, Urben Le Verrier, J. Halle) 1930 - 冥王星 (1930, P. Lovell, K. Tombo) 传统上,在 XVIII - XX 开放世纪。行星也有神话名称:天王星、海王星、冥王星。因此行星的数量达到了九个。 1995 年,这颗恒星的第一颗系外行星被发现,距离地球 50 光年。截至 2015 年 1 月 20 日(根据太阳系外行星百科全书),已可靠地确定 1202 个行星系统中存在 1900 颗系外行星,其中 480 颗拥有不止一颗行星。 2006年8月,冥王星的地位被改为矮行星。

太阳系的行星

今天太阳系有8颗行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 2006年,国际天文学联合会第26届大会取消了冥王星的行星地位。类地行星群——水星、金星、地球、火星——在大小和结构上都相似,它们的物质平均密度为5.52-3.97 g/cm3。与这一组相邻的是行星的一些大型卫星,它们的特征与地球组的行星相似。它们是木星的卫星木卫三、木卫二、欧罗巴、卡利斯托和土星的卫星泰坦。行星由围绕太阳的气体尘埃云形成。今天可以在我们银河系的一些恒星附近观察到这种尘埃云(盘)。从采矿作为未来原材料的角度来看,最有趣的是小行星和离地球最近的行星——月球和火星。下面列出了所有参数与其对地球的价值的关系: 2006 年,国际天文学联合会大会 26 取消了冥王星的行星地位。

建筑

太阳系的行星分为两大类——类地行星和巨行星。类地行星的特点是平均密度较高。可以假设,密度高于其他行星的水星,有一个致密的铁核,约占行星质量的60%;金星的质量和密度与地球相似,其核心的铁含量比地球的要高,其外壳中的硅酸盐密度略大于地球外壳中的硅酸盐;地球有一个复杂的结构壳(地幔),深度达2900公里,下面是地核,明显是金属(铁),在地幔的边界上——液体,在中心——固体;在密度相对较低的火星,如果有铁核,则很小(不超过半径的30%),其壳层硅酸盐岩的密度略高于地球。巨行星的平均密度非常低,它们的大气主要由氢和氦组成。它们的物质类似于太阳能。有一种假设认为木星有一个液态金属核心,因为它的磁场比地球上的强得多。土星的结构与木星相似。密度更大的天王星和海王星显然有一个由液态或固态的水、氨和甲烷混合物组成的核,周围环绕着巨大的氢氦气氛,然而,它只占质量的 10% 左右。周围环绕着巨大的氢氦气氛,然而,它只占质量的 10% 左右。周围环绕着巨大的氢氦气氛,然而,它只占质量的 10% 左右。

巨行星

在巨行星木星、土星、天王星、海王星中,平均密度为1.4 g/cm3,即接近太阳。木星和土星与太阳一样,主要由氢和氦组成。土星、木星、天王星和海王星有一个由岩石和冰砾形成的环系统。它们是土星中最大的——它们的宽度达到 137,000 公里。

类地行星

水星是太阳系中的第一颗行星。它具有类地群行星中最极端的温度特性:白天温度达到+427°C,夜间最高可达-183°C。相对较高的平均密度 - 5.44 g / cm3,显然是由于相对较大的核心,富含铁,占地球体积的 42%(地球核心 - 16%,火星 - 9%)。金星是太阳系中的第二颗行星。在类地行星中,大气密度最大,主要由二氧化碳组成。厚厚的 15 公里厚的含有浓硫酸的云层会导致所谓的“温室效应”。表面温度 - 约 464 °C,压力 - 约 93 atm。地表有平原、山脉、火山口、断层、岩石。大约 85% 的金星表面 - 平原和火山低地有沟(峡谷,由熔岩流形成)。太阳系中最大的犁沟——波罗的海河谷——全长 6800 公里。金星岩石的成分与陆地岩石接近。金星地壳的平均厚度为20-40公里,巨大的铁核约占行星体积的12%,地核与地幔的边界深度约为行星直径的一半。地球上没有板块构造和大陆漂移。取而代之的是,所谓的地幔羽毛具有特征——热地幔物质的上升,导致形成直径数百公里的圆形或椭圆形地层——冠部,内部有许多火山和熔岩流。地球是太阳系中的第三颗行星。它以椭圆轨道(非常接近圆形轨道)围绕恒星旋转,平均速度为 29.765 公里/秒,平均距离为 1.496 亿公里,周期为 365.24 天。地球有一颗卫星——月球,它绕地球公转平均距离为 384,400 公里。地轴与黄道平面的倾角为 66°33'22``。行星绕其轴的自转周期为 23 小时 56 分 4.1 秒。绕其轴的自转引起昼夜变化,轴的倾斜与绕太阳的自转一起引起季节变化。地球的形状是大地水准面,近似椭圆体。地球的平均半径为 6371.032 公里,赤道 - 6378.16 公里,极地 - 6356.777 公里。地球表面积5.1亿平方公里,体积1083*1012平方公里,平均密度5518公斤/平方米。地球的质量是 5976 × 1021 kg。地球有磁场和密切相关的电场。地球的引力场决定了它的球形和大气的存在。火星是太阳系的第四颗行星。根据漫游者精神和机遇号,地球上的温度白天达到+20°C,晚上下降到-125°C。大气成分:CO2 (95%)、N2 (~ 2.5%)、Ar (1.5-2.0%)、H2O(高达 0.1%)、CO (0.06%)。风速高达 100 m/s 的沙尘暴频繁发生。火星岩石与陆地岩石相似。地表有火山山脉、高地、有火山口的沙漠。海拔差异 - 30 公里(地球上 - 20 公里)。有极冠:它们的上层由冰冻的二氧化碳组成,下层是水冰)。行星核心的可能半径为1300-2000公里。未划分为单个板块的岩石圈的厚度约为 200 公里。地表岩石已有 38 亿年的历史。木星的卫星木卫三的直径为 5,268 公里,比太阳系中最大的卫星水星还要大。人们相信它的表面覆盖着冰和岩石。艾奥有80多座活火山。就火山活动而言,它是地球唯一的类似物。欧洲很可能被海洋覆盖——它也是地球的类似物,但已经存在大量液态水。 Callisto 的表面也可能有水(冰)和岩石。泰坦的直径为 5150 公里,也比水星还大。其稠密的大气主要由氮气和少量其他气体(甲烷等)组成。人们相信泰坦上的现代条件与地球上生命出现之前存在的条件相似。泰坦的直径为 5150 公里,也比水星还大。其稠密的大气主要由氮气和少量其他气体(甲烷等)组成。人们相信泰坦上的现代条件与地球上生命出现之前存在的条件相似。泰坦的直径为 5150 公里,也比水星还大。其稠密的大气主要由氮气和少量其他气体(甲烷等)组成。人们相信泰坦上的现代条件与地球上生命出现之前存在的条件相似。

行星的特征

虽然每颗行星的物理特征都是独一无二的,但它们之间有很多共同之处,包括天然卫星、环和其他共同特征的存在。这些特征通过特征特征来识别——每个行星的动态和物理特征。

动态特性

行星的动力学特性与行星在空间中作为天体的所有动力学特征有关,即天体(行星)在空间中运动的特性。这些包括轨道的特征、自转轴的倾角、自转和行星的其他动态特征。

行星的轨道

根据定义,行星是围绕恒星运行的天体。这消除了单个行星存在的可能性,这些行星可以被称为“孤立行星”。在另一个物体(如恒星)的引力场中运动的轨迹称为轨道。它可以是圆、椭圆、抛物线或双曲线的形式。在太阳系中,所有行星在其轨道上都向一个方向旋转,与太阳绕其轴旋转的方向相同。但至少最近发现的一颗系外行星 WASP-17b 的自转方向与其恒星的自转方向相反。行星围绕恒星旋转的周期称为恒星自转周期或行星年。一年的长度很大程度上取决于行星到恒星的距离,因为如果行星离恒星很远,然后它会移动得更慢(因为它受恒星引力的影响较小),而且,它必须克服更长的路径。由于任何已知行星的轨道都不是一个精确的圆,因此太阳与其轨道上的行星之间的距离会发生变化。行星离太阳最近的轨道点称为近日点,而轨道最远的点称为远日点。因为行星在近日点距离发光体最近,结果是行星的速度增加,就像高抛的石头在接近地球时会加速一样,当行星在远日点时,它的速度会降低,就像同一块石头被抛出。在它飞行的顶部减速。任何行星的轨道都由几个要素决定: 偏心率 - 决定行星轨道的拉长程度。偏心率小(接近于零)的轨道形状接近圆形,而偏心率大(接近统一)的轨道形状为椭圆形(拉长)。太阳系行星的离心率很小,它们的轨道几乎像一个圆。彗星和柯伊伯带天体(以及众多系外行星)具有很大的离心率,因此具有高度椭圆的轨道。长半轴是行星到椭圆中心的距离。这个距离不等于在 apoastra 或 periastra 中到行星的距离,因为中心恒星不在椭圆的中心,而是在它的焦点。轨道的倾角是轨道平面之间的夹角和基准平面。在太阳系中,基面被认为是地球轨道的平面,称为黄道面。太阳系所有八颗行星的轨道都在黄道平面附近,而彗星和柯伊伯带天体,如冥王星,有大角度的轨道。对于系外行星,这样的平面被认为是地球观测线上的天体平面。行星与基准面相交的点称为轨道的升交点和降交点。升交点的经度是基准面与轨道升交点之间的夹角[来源?]。星周参数(或近日点参数)是轨道升交点与星周(行星轨道中最靠近恒星的点)之间的角度。星周参数(或近日点参数)是轨道升交点与星周(行星轨道中最靠近恒星的点)之间的角度。星周参数(或近日点参数)是轨道升交点与星周(行星轨道中最靠近恒星的点)之间的角度。

轴的倾角

行星有不同的轴角,即它们与母星的赤道平面成一定角度。这就是为什么一个或另一个半球接收到的光量一年四季都不同的原因。因为这颗行星的北半球比南半球亮,反之亦然。因此,地球上的大部分地区都有季节变化,即一年中的气候变化。半球之一最面向太阳的时间称为冬至。在轨道旋转一圈(行星在其轨道上旋转一圈)期间,有两个至点;每个半球都在夏至,白天最长,而另一个半球在冬至,白天极短。由于这种安排,半球接收到不同数量的光和热,这是地球上天气条件每年变化的原因。木星的轴倾角非常小,季节变化很小,而天王星的轴倾角却很大,几乎“在它的一侧”围绕太阳旋转,在冬至期间,它的一个半球或一直在阳光下,或者一直在黑暗中。至于系外行星,它们的轴倾角肯定是未知的,但理论上大多数“热木星”的轴倾角很小,这是靠近恒星本身的结果。或者一直在黑暗中。至于系外行星,它们的轴倾角肯定是未知的,但理论上大多数“热木星”的轴倾角很小,这是靠近恒星本身的结果。或者一直在黑暗中。至于系外行星,它们的轴倾角肯定是未知的,但理论上大多数“热木星”的轴倾角很小,这是靠近恒星本身的结果。

行星的自转

除了行星围绕恒星旋转的事实外,它们还围绕它们的轴旋转。行星绕轴自转的周期已经确定——天。太阳系中的大多数行星围绕它们的轴旋转的方向与它们围绕它们的恒星太阳旋转的方向相同,即逆时针旋转,相对于太阳的北极标记。而金星和天王星这两个行星顺时针旋转,尽管天王星的极端轴向倾斜引起了关于行星本身的南极和北极是否被认为是逆时针或顺时针旋转的争论,但什么意见没有坚持关于天王星自转的争议,但承认它相对于其轨道的逆行自转类型。行星上一天的长度也有显着差异:毕竟,金星绕轴自转一圈需要 243 个地球日,而气态巨行星只需几个小时。系外行星的自转周期尚不清楚,但是,“热木星”的恒星位置很近,这意味着行星的一侧是永恒的黑夜,另一侧是永恒的白天(因为轨道和自转是同步的) .

纯轨道

将天体定义为行星的标准之一是其轨道附近没有其他类似物体。一颗通过其引力影响积累了足够质量的行星必须将其轨道附近的所有天体聚集起来并将它们连接起来(或将它们变成卫星),或者相反地将它们驱散。因此,它将孤立地在其轨道上运行,而不会与其他大小相当的物体共享它。国际天文学联合会于 2006 年 8 月批准了这一行星地位标准。正是根据这个标准,冥王星被剥夺了行星的地位,厄里斯和谷神星从未获得过。这些天体属于矮行星。应该指出的是,目前批准的行星定义仅适用于太阳系的行星。强大的望远镜已经探测到许多恒星系统,处于原行星盘阶段的行星在原行星中有“纯轨道”的迹象。

太阳系行星学 可能的系外行星系统列表

文学

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笔记

关联

国际天文学联合会网站 NASA Photo Planet NASA Planet Quest - Exoplanet Exploration Illustrated Catalog of Planets and the Solar System Criteria for Determination Planets and Stern and Levinson Classifications Planetary Science Research Discoveries Website When Planets Forming [link not available] from July 2019] Catalogue of Planets系外行星 NASA 行星数据系统网站 NASA 网站上的图像搜索引擎 关于行星及其定义