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行星

楼主#
更多 发布于:2016-04-19 12:45

如何定义行星这一概念在天文学上一直是个备受争议的问题。国际天文学联合会大会2006年8月24日通过了“行星”的新定义,这一定义包括以下三点:

1、必须是围绕恒星运转的天体;

2、质量必须足够大,它自身的吸引力必须和自转速度平衡使其呈圆球状;

3、不受到轨道周围其他物体的影响,能够清除其轨道附近的其它物体。

一般来说,行星的直径必须在800公里以上,质量必须在50亿亿吨以上。

按照这一定义,目前太阳系内有8颗行星,分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。原先被认为是冥王星卫星的“卡戎”和一颗暂时编号“2003UB313”(齐娜)的天体。国际天文学联合会下属的行星定义委员会称,不排除将来太阳系中会有更多符合标准的天体被列为行星。目前在天文学家的观测名单上有可能符合行星定义的太阳系内天体就有10颗以上。

在新的行星标准之下,行星定义委员会还确定了一个新的次级定义——“类冥王星”。这是指轨道在海王星之外、围绕太阳运转周期在200年以上的行星。在符合新定义的12颗太阳系行星中,冥王星、“卡戎”和“2003UB313”都属于“类冥王星”。

天文学家认为,“类冥王星”的轨道通常不是规则的圆形,而是偏心率较大的椭圆形。这类行星的来源,很可能与太阳系内其他行星不同。随着观测手段的进步,天文学家还有可能在太阳系边缘发现更多大天体。未来太阳系的行星名单如果继续扩大,新增的也将是“类冥王星”。

行星是自身不发光的,环绕着恒星的天体。一般来说行星需要具有一定的质量,行星的质量要足够的大,以至于它的形状大约是圆球状,质量不够的被成为小行星。行星的名字来自于它们的位置在天空中不固定,就好像它们在行走一般。

太阳系内的肉眼可见的5颗行星水星,金星,火星,木星,土星,人类经过千百年的探索,到16世纪哥白尼建立日心说后才普遍认识到:地球是绕太阳公转的行星之一,而包括地球在内的八大行星则构成了一个围绕太阳旋转的行星系── 太阳系的主要成员。行星本身一般不发光,以表面反射太阳光而发亮。在主要由恒星组成的天空背景上,行星有明显的相对移动。离太阳最近的行星是水星,以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。从行星起源于不同形态的物质出发,可以把九大行星分为三类:类地行星(包括水、金、地、火)、巨行星(木、土)及远日行星(天王、海王、冥王)。行星环绕太阳的运动称为公转,行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三大特点。所谓共面性,是指九大行星的公转轨道面几乎在同一平面上;同向性,是指它们朝同一方向绕太阳公转;而近圆性是指它们的轨道和圆相当接近。

在一些行星的周围,存在围绕行星运转的物质环,由大量小块物体(如岩石,冰块等)构成,因反射太阳光而发亮,称为行星环。20世纪70年代之前,人们一直以为唯独土星有光环,以后相继发现天王星和木星也有光环,这为研究太阳系起源和演化提供了新的信息。

卫星是围绕行星运行的天体,月亮就是地球的卫星。卫星反射太阳光,但除了月球以外,其它卫星的反射光都非常微弱。卫星在大小和质量方面相差悬殊,它们的运动特性也很不一致。太阳系中,除了水星和金星以外,其它的行星各自都有数目不等的卫星。

在火星与木星之间分布着数十万颗大小不等、形状各异的小行星,沿着椭圆轨道绕太阳运行,这个区域称之为小行星带。此外,太阳系中还有数量众多的彗星,至于飘浮在行星际空间的流星体就更是无法计数了。

尽管太阳系内天体品种很多,但它们都无法和太阳相比。太阳是太阳系光和能量的源泉。也是太阳系中最庞大的天体,其半径差不多是地球半径的109倍,或者说是地月距离的1.8倍。太阳的质量比地球大33万倍,占到太阳系总质量的99.8%,是整个太阳系的质量中心,它以自己强大的引力将太阳系里的所有天体牢牢控制在其周围,使它们不离不散,井然有序地绕自己旋转。同时,太阳又作为一颗普通的恒星,带领它的成员,万古不息地绕银河系的中心运动。

行星大小比较(1)类地行星:水星,金星,地球,火星

顾名思义,类地行星的许多特性与地球相接近,它们离太阳相对较近,质量和半径都较小,平均密度则较大。类地行星的表面都有一层硅酸盐类岩石组成的坚硬壳层,有着类似地球和月球的各种地貌特征。对于没有大气的星球(如水星), 其外貌类似于月球,密布着环形山和沟纹;而对于像有浓密大气的金星,则其表面地形更像地球。

星早在史前就已经被人类发现了。后来人类了解到,地球本身也是一颗行星。

(2)带光环的巨行星和遥远的远日行星

木星和土星是行星世界的巨人,称为巨行星。它们拥有浓密的大气层,在大气之下却并没有坚实的表面,而是一片沸腾着的氢组成的"汪洋大海"。所以它们实质上是液态行星。

天王星,海王星,冥王星这三颗遥远的行星称为远日行星,是在望远镜发明以后才被发现的。它们拥有主要由分子氢组成的大气,通常有一层非常厚的甲烷冰、氨冰之类的冰物质覆盖在其表面上,再以下就是坚硬的岩核。

编辑本段冥王星失去行星地位

位居太阳系九大行星末席70多年的冥王星,自发现之日起地位就备受争议。经过天文学界多年的争论以及本届国际天文学联合会大会上数天的争吵,冥王星终于“惨遭降级”,被驱逐出了行星家族。从此之后,这个游走在太阳系边缘的天体将只能与其他一些差不多大的“兄弟姐妹”一道被称为“矮行星”。

2006年8月24日,根据国际天文学联合会大会11时通过的新定义,“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。按照新的定义,太阳系行星将包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,它们都是在1900年以前被发现的。

根据新定义,同样具有足够质量、呈圆球形,但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。其他围绕太阳运转但不符合上述条件的物体被统称为“太阳系小天体”。

从2006年8月24日11起,新的太阳系八大行星分别是:金星、木星、水星、火星、土星、地球、天王星和海王星。

新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外,属于太阳系外围的柯伊伯带,这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来,天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。比如,美国天文学家布朗发现的“2003UB313”,就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。

行星是如何形成的呢?在一个恒星边上,可能吸收了比较多的宇宙灰尘聚集,拿太阳举例:太阳大约在40亿年前,就吸收很多灰尘,灰尘之间互相碰撞,粘到一起。长期以来,出现了大量的行星胚叫做星子,当时至少有几十亿的星子围绕太阳运动。星子之间作用规律是:两个星子如果大小差距悬殊,并且彼此的速度不大,碰撞以后,小星子就会被大星子吸引而被吃掉。这样,大的星子越来越大。如果两个星子大小差不多,彼此速度很大,他们碰撞后就会破裂,形成许多小块,而后,这些小块又陆续被大星子吃掉。这样,星子越来越少。大行星就是当时比较大的星子,无数小行星就是当时互相吞并时期没有被吃的幸运儿。

编辑本段新的行星定义引发争议

就在行星的新定义公布后不久,12名天文学家联名在英国《自然》杂志网络版公开发表了《抗议冥王星降级请愿书》,严重质疑数百位天文学家通过投票表决的方式让冥王星离开“行星宝座”的做法。按照新的行星定义的第三条来要求,地球可能也会被开除。

12位天文学家在《自然》网络版发表《抗议冥王星降级请愿书》

2006年8月31日,12名天文学家联名在英国《自然》杂志网络版公开发表了《抗议冥王星降级请愿书》,严重质疑数百位天文学家通过投票表决的方式让冥王星离开“行星宝座”的做法。天文学家们还表示,第26届国际天文学联合会上对新的行星的定义也不完全准确。

据称,投票天文学家只占全球天文学家5%,有专家称“这是个草率的决议”。

据了解,第26届国际天文学联合会会期为10天,很多专家由于经费问题,没有等到最后投票的时刻已经先行离开,实际参加冥王星地位表决的专家只有几百人,这样的投票规模遭到了联名情愿的天文学家的质疑。在请愿书中,这些科学家指出,参加布拉格会议投票的天文学家仅仅占全球天文学家的不足百分之五。这样的比例作出这样重大的决定实在缺乏说服力。

这12名签名的天文学家包括美国宇航局“新地平线号”负责人阿兰·斯登、美国行星科学学院的马克·塞克斯等等。他们还在请愿书倡议反对冥王星降级的天文学家继续签名。阿兰·斯登在接受媒体采访时说:“对该问题的争论不会因24号得决议停止。因为有来自75个国家2500多位的国际天文学会,只有 300人参与了投票。这是个草率的决议,是糟糕的科学。一切都没有结束。”

运用动力学的标准来定义行星会出新问题

刚刚参加完此次会议回国的北京天文馆馆长朱进博士向本报记者介绍说,这次国际天文学联合会的一项很重要的决定,就是把行星和太阳系的其他天体分为三个不同的类别来定义。

行星的定义有三个要求:一是位于围绕太阳的轨道上;二是有足够大的质量使其表面达到流体静力平衡的形状(近于球形);最后是已经清空了其轨道附近的区域。符合这些要求的也只有1900年前发现的8个行星。

相对于表决程序上的欠妥,参加请愿的科学家最不能接受的正是新的行星定义。

对于行星定义的第二条,请愿的天文学家认为,新的定义运用的是动力学而不是物质本身的特性,这种特性是决定能否成为一颗行星的必要条件。而且这个结果将影响到天文学其他体系的定义,比如恒星、星系、星云甚至小行星。因为在这些体系的定义中,动力学并不是决定性因素。

按照新的行星定义的第三条来要求,地球可能也会被开除。

这些天文学家指出,如果按照新定义的第三条,那么像是地球、木星这样的行星也不符合定义,也要被“开除”。新的定义第三条说,行星要有足够引力以清空其轨道附近的区域。如果按照这样的定义,地球、土星、木星它们的轨道之间都有很多的小行星,这样它们就不能被认为是“清空轨道附近区域”。

除这些签名的天文学家外,参加表决会议的威廉斯大学天文学家杰·帕萨克弗也仍然坚持冥王星是一颗行星。他说:“这次会议的精神在于对未来科学发现和行为的规范,但不应是对过去的否定。”

洛威尔天文台主任米李斯也表示,他希望的是增加新的行星,而不是排除冥王星。

附:1、行星的定义:

a.天体;b.围绕恒星运转;

c.自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状;d.能够清除其轨道附近的其它物体。

太阳系内符合这一行星新定义的包括:

水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,总计八颗。

2、矮行星的定义:

a.天体;b.围绕太阳运转;

c.自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状;

d.不能够清除其轨道附近的其它物体;e.不是卫星。

太阳系内符合这一定义的包括:

谷神星、冥王星、齐娜,总计三颗。

附资料

谷神星:直径约950公里,平均距日距离约4.2亿公里,公转周期约4.6年。原属于小行星的范畴。

冥王星:直径约2400公里,平均距日距离约59亿公里,公转周期约248年。冥王星有三颗卫星,卡戎、S/2005 P1、S/2005 P2,后两颗卫星直径约50到60公里,公转周期为38天和25天。原属于九大行星的范畴。

齐娜:天文编号为2003UB313,齐娜是它的昵称,直径在2300到2500公里之间,平均距日距离约160亿公里,公转周期约560年。2003年新发现的天体,正是由于它的发现,导致太阳系天体类别划分的争论。(既然冥王星都是行星,那么齐娜就应该成为太阳系的第十大行星)

卡戎:直径1200公里,围绕冥王星旋转,公转周期等于冥王星的自转周期为6.4天。虽然卡戎的直径比谷神星还要大,但它是冥王星的卫星,所以不属于矮行星的范围。

3、太阳系小天体的定义:

a.天体;b.围绕太阳运转;c.不符合行星和矮行星的定义。

原来的小行星、彗星等全部归入太阳系小天体的范畴。

小行星:小行星 asteroid,minor planet 或 planetoid

小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体。

至今为止在太阳系内一共已经发现了约70万颗小行星,但这可能仅是所有小行星中的一小部分,只有少数这些小行星的直径大于100千米。到1990年代为止最大的小行星是谷神星,但近年在古柏带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大,比如2000年发现的伐楼拿(Varuna)的直径为900千米,2002年发现的夸欧尔(Quaoar)直径为1280千米,2004年发现的2004 DW的直径甚至达1800千米。2003年发现的塞德娜(小行星90377)位于古柏带以外,其直径约为1500千米。

根据估计,小行星的数目大概可能会有50万。最大的小行星直径也只有1000 公里左右,微型小行星则只有鹅卵石一般大小。

直径超过 240 公里的小行星约有 16 个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交,曾有某些小行星与地球发生过碰撞。

小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为,它们可能是一颗神秘行星的残骸,这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看,它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体,那它的直径只有不到 1500 公里——比月球的半径还小。

彗星:除了离太阳很远时以外,彗星的长长的明亮稀疏的彗尾,在过去给人们这样的印象,即认为彗星很靠近地球,甚至就在我们的大气范围之内。1577年第谷指出当从地球上不同地点观察时,彗星并没有显出方位不同:因此他正确地得出它们必定很远的结论。彗星属于太阳系 小天体。 每当彗星接近太阳时,它的亮度迅速地增强。对离太阳相当远的彗星的观察表明它们沿着被高度拉长的椭圆运动,而且太阳是在这椭圆的一个焦点上,与开普勒第一定律一致。彗星大部分的时间运行在离太阳很远的地方,在那里它们是看不见的。只有当它们接近太阳时才能见到。大约有40颗彗星公转周期相当短(小于100年),因此它们作为同一颗天体会相继出现。

历史上第一个被观测到相继出现的同一天体是哈雷彗星,牛顿的朋友和捐助人哈雷(1656一1742年)在1705年认识到它是周期性的。它的周期是76年。历史记录表明自从公元前240年也可能自公元前466年来,它每次通过太阳时都被观测到了。它最近一次是在1986年通过的。离太阳很远时彗星的亮度很低,而且它的光谱单纯是反射阳光的光谱。当彗星进入离太阳8个天文单位以内时,它的亮度开始迅速增长并且光谱急剧地变化。科学家看到若干属于已知分子的明亮谱线。发生这种变化是因为组成彗星的固体物质(彗核)突然变热到足以蒸发并以叫做彗发的气体云包围彗核。太阳的紫外光引起这种气体发光。彗发的直径通常约为105千米,但彗尾常常很长,达108千米或1天文单位。

科学家估计一般接近太阳距离只有几个天文单位的彗星将在几千年内瓦解。公元1066年,诺曼人入侵英国前夕,正逢哈雷彗星回归。当时,人们怀有复杂的心情,注视着夜空中这颗拖着长尾巴的古怪天体,认为是上帝给予的一种战争警告和预示。后来,诺曼人征服了英国,诺曼统帅的妻子把当时哈雷彗星回归的景象绣在一块挂毯上以示纪念。中国民间把彗星贬称为“扫帚星”、“灾星”。像这种把彗星的出现和人间的战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾难联系在一起的事情,在中外历史上有很多。彗星是在扁长轨道(极少数在近圆轨道)上绕太阳运行的一种质量较小的云雾状小天体。

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沙发#
发布于:2016-04-19 12:46
脉冲星行星是环绕脉冲星公转的行星。人类发现的第一个系外行星就是脉冲星行星。这是因为脉冲星行星很容易被发现。因为脉冲星自转速度不变,所以只需透过脉冲计时侦测脉冲的变化,便可发现行星。这种行星是以超新星爆发残余物质产生的。脉冲星行星被强大的电磁辐射照射著,因此不可能供人类已知的生命居住。
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板凳#
发布于:2016-04-19 12:47
超级地球,即质量大於地球1.5到10倍,温度类近地球的类海王星或与类地球行星。这些星球温度或与地球相若,只是重力大了些。如果这些超级地球位於适居带,且拥有接近地球的大气层,那麼这些星球便可能适合人类居住,成为人类第二个家园。
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地板#
发布于:2016-04-19 12:48
热海王星是类似海王星,但距离母星较近的行星。这些行星甚至比地球还要接近母星。因此,其表面温度被加热至数百度,使其表面的「海洋」被加热至沸腾,你可不想上去游泳!
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4楼#
发布于:2016-04-19 12:48
"微"巨星:迷你海王星
迷你海王星即是质量低於天王星和海王星,但却和它们类似的行星。这些行星大气层有氢和氦,而下方则有「海洋」。如果没有厚大气层的话,这些行星则会被归类为海洋行星。
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5楼#
发布于:2016-04-19 13:03
不用多说,冷木星就是无论在体积、成分,还是轨道,都类似木星和土星。可是,「冷木星」只代表行星轨道位於行星系较冷的区域,但就没考虑其内热
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6楼#
发布于:2016-04-19 13:03
离心木星是其中一类气体匪行星,因轨道离心率大而得名。其轨道形状接近彗星。因为其轨道让它几乎经过整个行星系的所有地方,所以它会将所有类地行星"扫"出行星系,名符其实的"大扫除"。


约7%恒星都有一颗离心木星,比热木星更普遍。
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7楼#
发布于:2016-04-19 13:03
气态行星:又名类木行星,就是以气体组成的巨型行星。太阳系中就有四个气体巨行星:木星、土星、天王星与海王星。近年来,气体巨行星也是人类发现的主流系外行星。这些气体巨行星主要於行星系外围形成,但也有经行星迁移后到达内围的气体巨行星。气体巨行星具有大量氢与氦,且具有熔融岩石核心。
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8楼#
发布于:2016-04-19 13:04
太阳系的双胞胎:冰巨星,如天王星和海王星,其实与木星和土星不同。因为,它们的成份只有20%是氢气,而木星和土星却高达九成是氢气。而因为冰巨星的主要成份为「冰」,即比氢和氦更重的元素,所以得此名称。
尽管冰巨星仍然拥有氢气大气,但其下就是呈「冰」状的水、氨与甲烷。
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发布于:2016-04-19 13:04
类地行星简单来说,就是由岩石组成的行星,与气体巨星并列为两大类行星。类地行星的中央通常是一个以铁为主的核心,而周围则是以矽酸盐为主的岩石。与气体巨星不同,类地行星通常位於行星系内侧,且形成时间远比气体巨星长久。无论在体积、质量、轨道半径、自转速度等,都比气体巨星小。但是,其密度则比气体巨星高。脉冲星行星、超级地球、冥府行星、海洋行星、沙漠行星、碳行星、铁行星等都是类地行星的子分类。
在太阳系中,地球和金星占了太阳系全部类地行星质量的大部份,其中地球更占了总质量的一半。
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发布于:2016-04-19 13:05
类冥矮行星:顾名思义,即类似冥王星的天体。虽然现在没有类冥矮行星被归类为行星,但在2006年前冥王星曾是行星,所以亦加入於此。类冥矮行星的核心是冰、与太阳的距离比海王星更远、形状接近球体。简单来说,就是一个岩石冰球。
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发布于:2016-04-19 13:05
冥府行星是外层被剥离的气体巨星。简单来说,就是气体巨星的残骸。当气体巨星的大气层被剥离后,其核心就会成为一个类似类地行星的行星。
水星有可能是冥府行星。首先,虽其体积小,但密度异常地高,达5.4 g/cm3(地球比水星大20倍,密度亦只有5.5 g/cm3)这可被解释为水星原本是气体巨星的核心,要承受巨大压力,导致其密度如此高。其次,其富含金属的核心也可被解释为是气体巨星的核心。
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发布于:2016-04-19 13:05
海洋行星就是一种表面的大部分或全部都为液体所覆盖,而地球就是其中一员。这类行星的海洋最深可达数百公里,远深於地球上的海洋。但如果巨大的海洋行星表面有浓厚的大气层,则会被归类为冰巨星。

木卫二其实也是一个海洋星球,但它只是卫星。
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发布于:2016-04-19 13:05
沙漠行星即表面完全为尘土覆盖的行星。这些行星可能原本有海洋,但现已完全蒸发。代表行星为火星。
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发布于:2016-04-19 13:06
碳行星与类地行星一样,碳行星有富含金属的核心,以及碳化矽和碳化钛地函。但其地表则是以碳组成。而部份碳行星更可能整颗都是钻石。相信一个钻石行星将会是一个很好的礼物
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