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標題: [11-29] 太陽系 (Solar System) 詳盡資料 [打印本頁]

作者: CID冰水 時間: 2007-12-23 15:57 標題: [11-29] 太陽系 (Solar System) 詳盡資料

太陽系 (Solar System)6 B4 H5 S. o* [
土星 (Saturn) * f3 u/ k. j7 l) C1 e. n
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土星檔案   p# j9 ]+ u' q
NASA飛越土星衛星-泰坦表面的動畫  太陽系中第二大的行星，由內而外排行第六，擁有超過四十七顆衛星。土星經常被厚雲覆蓋，大氣狀況與木星相似，但暗帶紋與亮帶不如木星般明顯，刮風也不如木星般頻密，但風力較強，偶然也會出現白色的雲。土星的兩極會產生極光。土星平均密度 (0.7 g/cc)比水低，擁有巨大、明亮、由細小冰粒構成的光環系統，在地球上用望遠鏡可以很容易地觀測到三個同心光環 (A，B 和 C)。光環內有很多結構(例如卡西尼環縫 - Cassini's division) 正受著衛星引力的影響。牧羊衛星 (Shepherd satellites)把最外層的光環局限在它現存的範圍內。光環包含數以萬計狹窄的小環 (ringlets)，是粒子密度較高的地方。
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小行星 (Asteroids) 6 x9 I6 a4 D5 a/ H- J7 ?% h8 z( j

一些繞太陽公轉的細小岩石殘骸。大部份小行星位於火星與木星之間的小行星帶 (asteroid belt)內。它們的軌道可能受這兩顆行星的萬有引力影響 (火星的兩顆衛星可能是被俘獲的小行星) 。只有超過二十多顆小行星的直徑大於 200km，其餘大部份的直徑都只有 ~0.1 km，呈不規則形狀。最大的谷神星 (Ceres)直徑約為月球的三分之一，並於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。大部份天文學家認為小行星是一些不能集結成行星的原始岩石；有些人則認為它們是很久以前一顆瓦解了的行星碎片。阿波羅 -阿莫爾物體 (Apollo - Amor objects) 是數十顆軌道深入內太陽系的小行星，可能仍有很多這類小行星未被發現。
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小行星帶 (Asteroid belt)

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位於火星和木星之間，由散落的小行星組成，它們大都是直徑小於 1 km 的岩石殘骸。
日振學(Helioseismology) 透過研究太陽表面的振動模式來揭示太陽內層結構。太陽內層的狀態會影響不同的振動模式的強弱，運用多普勒效應(表面移近地球->藍移，表面後退->紅移) 量度太陽表面的振動便知道太陽內層的移動、溫度、密度、壓力與自轉速度。

日珥 (Prominence) $ `4 I$ k; e4 N0 l1 s! w
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從強磁場區域噴射出來的紅色熱氣體。這些電離氣體 (主要為氫) 被困在磁場內。不少日珥呈弓形，就像鐵砂灑在磁鐵板上。有些日珥只能維持數小時 (爆發日珥)，有些則可達數月之久(寧靜日珥)。 # W2 j5 i8 F( q8 y! J% ]9 B' v9 s
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日冕 (Corona)
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太陽最外層大氣。只能在日全蝕時看見。向外伸延至很多個太陽半徑。溫度非常高 (500,000-3,500,000 K)，並向外遞增。密度非常低 (~數顆粒子 / cc)。一般相信色球與日冕的異常高溫與太陽強大磁場所釋放的能量有關。

太陽 (Sun) ' R# h: r' K& v" Z
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太陽檔案
位於太陽系中心，是一顆能發光和熱的恆星，它透過在中心的核反應而產生能量。它的質量比地球大三十萬倍。八大行星，從「上面」(地球的北極)看，在近乎圓形的軌道上，繞太陽逆時針方向公轉。 " O, B9 P( M7 l+ Y

太陽風 (Solar Wind)

從太陽吹出來的高能量帶電粒子。
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太陽常數 (Solar Constant)  : c+ {$ C. M  n, ?* |
太陽常數 = 抵達地球表面的太陽能量 ~1360 J/m2s。太陽常數改變 1%，地球溫度便可能改變 1-2°C。太陽常數的變動可導致地球氣候長期改變 (例如冰河時期)，而太陽活動異常低潮的期間，太陽常數遞減 (例如蒙德極小期)。
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太陽黑子 (Sunspots) ( m: N! w' R- k* I8 @6 d0 ^6 r
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太陽表面上較冷和陰暗的區域。一般成群出現。太陽黑子由本影 (umbra) 及圍繞著它的半影 (penumbra)兩部份構成。本影比半影的溫度低(~4,000K)，因此較暗。在黑子的範圍內，磁場非常強大，約為地球磁場平均值的一千倍。強大磁場抑制氣體的對流，使熱氣體的對流受阻，形成較冷的區域。像磁鐵一樣，一群黑子分成南北兩極。南、北半球黑子對的磁極方向相反。

太陽黑子週期 (sunspot cycle) 7 D0 s" u$ x: m0 N& T' J
黑子數目的變化週期約為11年 (上一次高峰期約在 1990年)。週期之初，黑子群在較高的緯度出現，隨後逐漸移近赤道，整體的黑子磁極方向每週期對調一次 (例如﹕N S R S N)。某些特殊時期內(例如蒙德極小期 (Maunder Minimum，1645-1715)) ，太陽表面幾乎完全沒有黑子。太陽黑子週期亦是太陽活動(solaractivity) 週期。當達到高峰期時，會出現更多黑子、日珥及耀斑。

水星 (Mercury)
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水星檔案 + F! l) q& B& s1 [$ _
在太陽系中最接近太陽的行星，對地面觀測者來說，水星顯得經常在太陽附近。也就是昏星和晨星。它沒有可以保留熱力的大氣層(大氣層由於表面過熱和行星重力過弱而流失)，所以晝、夜的溫度相差很大 (-170°C -430°C)，而且表面保留了很多環形山未有被大自然侵蝕(例如卡勞維斯盤地 (Caloris Basin)是被一塊巨大的隕石撞擊而成的，環形山之間的平原 (intercrater plains)相信是由凝固的熔岩流形成的。)。 " q: S" B$ a* ]/ a( h2 L+ y
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火星 (Mars) # w+ J% f0 x3 L8 s6 Q9 N) ?

火星檔案 : i! r# U& q7 X
在太陽系眾行星中由內而外排第四位。土壤蘊含豐富的鐵質，所以呈現紅色(鐵鏽)；在火星表面上觀看，天空呈現粉紅色，這是表面上吹起的紅色塵埃造成的。表面有不少環形山，也擁有巨大的火山 (例如奧林匹斯山，Olympus Mons )、峽谷 (例如水手谷，Valles Marineris )和乾涸的河床，並經常發生巨大的塵埃風暴。火星的質量不足地球的11%，故引力也較弱，數十億年前的火星大氣層比現時的密度高很多，但易揮發的氣體不斷流走，現在只剩下稀薄的大氣層 (約為地球的1%)，主要成分為二氧化碳。它的兩極有極冠 (polarcaps)，含有多層凝固的乾冰覆蓋著一些冰（固態水﹞。火星還擁有兩顆形狀不規則的衛星。  2 ~$ Z1 j' w- d- b! S+ x* \
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木星 (Jupiter) 1 Y9 m; ]7 i6 `$ R2 h0 c% u1 k
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木星檔案
太陽系中最大的行星，由內而外排第五位。它擁有暗且薄、由細小粒子組成的光環，也擁有至少六十三顆衛星。木星的急速自轉 (週期約為10小時)使它變得扁平。複雜的天氣現象造成色彩絢麗的暗帶紋 (dark belts) 與亮帶 (light zones)，著名的大紅斑 (GreatRed Spot) 是一個維持了超過 300 年的巨大氣旋。內在壓力非常強大，氫氣被壓縮成金屬液態氫 (liquid metallichydrogen) - 一種十分好的導電體。導電物料的急速旋動產生強大的磁場 (約為地球的 100倍)，把繞著行星的帶電粒子困在一層薄薄的電流片 (current sheet) 上。

天王星 (Uranus) 1 Q& I( u3 i; @1 t4 f

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天王星檔案
在太陽系眾行星中由內而外排第七位。大氣層內的甲烷使它呈現藍色，大氣流動亦遠不如木星般明顯。順時針方向自轉。自轉軸平行於公轉軌道的平面，因此在天王星的觀測者會看到太陽在半個公轉週期內永不沒落，但在隨後的半週期內卻永不升起。它擁有暗淡、狹窄、很疏和垂直於公轉軌道平面的光環系統。還擁有至少二十七顆衛星，全都是岩石世界。天王星是在 1781年被英國學者威廉赫歇耳 (William Herschel) 發現的。
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地球 (Earth) + o3 Z( p& w, u& x2 i" U% y; }
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地球檔案  0 @9 R/ U- b- g) Y7 d  O) {' e6 y
太陽系中的行星，由內而外排第三位。地球的直徑約1.3×104 千米，地球不斷作週期一天的自轉，形成晝與夜。地球與太陽的平均距離為 1 AU1.5×108 千米，形成四季。  ; A0 P3 P+ a9 j0 e# |( G

光球層 (Photosphere)  8 N0 @+ y/ R: [
可見的太陽表面，由一層很薄的氣體構成。我們在地球上接收到的陽光，大部份是從光球射來的。溫度大約是 6000 K。(攝氏溫度 (°C) = 絕對溫度 (K) - 273°，例如 6000 K = 5727°C。) 密度~水平線上空氣密度的 0.1%。  2 r+ n* W& U0 R  p

色球層 (Chromosphere)  . b6 H* Q- L/ S2 Q# O0 l
光球上面一層厚度約為 10,000 km 的氣體。亮度比光球暗很多，只能在日蝕時看見。頂端的溫度達到 1,000,000K。密度降至比空氣密度稀薄約十萬億倍。  * u/ A) ]: l& {# E

米粒 (Granule) 5 G9 |( \  {  F; \2 K
被暗條紋分隔開的氣泡狀結構，直徑約為 1,000 km，平均壽命約 20 分鐘。米粒是對流現象，熱氣體從米粒中心上升，較冷的氣體從邊緣下沉。  1 o3 W' L, {$ c, g* z0 Z, S+ m

伽利略衛星 (Galilean Satellites) , v/ q& R* E) U4 R

[img]http://www.phy.cuhk.edu.hk/astroworld/dictionary/pictures/gal_sat_1.jpghttp://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/35/[/img], y0 j0 D0 X. U4 I
木星最大的四顆衛星，由意大利物理學家及天文學家伽利略發現，因此以他命名。它們包括木衛一 (Io) 、木衛二 (Europa) 、木衛三 (Ganymede) 和木衛四 (Callisto) 。

金星 (Venus)
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金星檔案  9 L) Z8 W: }: W' i& A
第二接近太陽的行星，它順時針方向自轉。表面隱蔽在高密度而穩定的雲層之下。很久之前，大部份水被太陽輻射分解，乾燥而濃密的大氣層(約為地球大氣層密度的 100 倍)，成份主要為二氧化碳 (CO2)，正因二氧化碳困住太陽輻射帶來的能量，造成溫室效應 (greenhouseeffect)，令表面非常酷熱 (470°C)，也使大氣層佈滿氣體化合物。雷達顯示金星表面主要被起伏的平原 (rolling plains)覆蓋著，間中有一些高山和火山。廣泛分佈的斷層 (faults) 證明表面曾經有火山活動。

柯伊伯帶 (Kuiper Belt) : `% q1 _8 ~: W1 G+ Z
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http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1995/26/
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美國籍荷蘭天文學家柯伊伯 (Kuiper, Gerard Peter)(1905-1973)在海王星的軌道外 (30 - 100 AU)存在一些細小的冰質物體，可能是很多短週期彗星的來源。冥王星也可能只是柯伊伯帶中的物體。截至二零零三年，在已經發現的柯伊伯帶物體中，最大的兩顆是Sedna 及 2003UB313 (Xena)，後者可能較冥王星還大，並於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。  : c9 O7 h& ?2 B5 O! w
原始星雲 (Solar Nebula)  一團旋轉中的混沌氣體與塵埃，旋轉時產生離心力 (centrifugal force) 使這團星雲變成扁平的碟狀，一些離開核心的物質形成行星，因此大部份行星在同一平面上繞太陽公轉，自轉方向相同。  2 w5 A# ^8 Q, Y% C2 J5 o
海王星 (Neptune) : h) Q7 T1 n9 d" R
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海王星檔案
在太陽系眾行星中由內而外排第八位。大小、質量和大氣狀況與天王星類似。在海王星上亦發現了一些氣旋 (例如大黑斑- Great Dark Spot)。由凝固的甲烷構成的白色雲層，在高緯度的地方漂浮著。海王星也擁有細小、暗淡的光環和至少十三顆衛星。海王星是在 1846 年被德國天文學家伽勒(J G Galle)在勒威耶估計距離一度的地方發現的。 + H8 p* z8 d, ~# d3 c5 n% D

冥王星 (Pluto)

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冥王星檔案  一九三零年被發現，曾被列作第九大行星。細小、密度低 (可能含有大量冰)，既不是類地行星，亦不是類木行星，於二零零六年八月二十四日被國際天文學聯會重新歸類為「矮行星」(DwarfPlanets)。順時針方向自轉，自轉軸傾斜60°。公轉軌道是長橢圓形，部份更與海王星的軌道重疊，有時會比海王星更接近太陽。沒有光環，但有一顆相對地較大的衛星 - 查倫(Charon)及兩顆小衛星(Nix 和 Hydra)。冥王星的公轉軌道與八大行星的公轉平面有17.2°的傾斜。
流星雨 (Meteor Shower)  有些隕星是彗星的碎片，它們散佈在彗星的公轉軌道上，當地球在某彗星軌道附近掠過時，便產生壯觀的流星雨 (meteor shower)。
針狀物 (Spicules)  是伸延自光球的火焰狀結構。  5 P0 O3 q( h# A1 t3 G; x

隕石 (Meteorites) + d0 X9 O; b& b+ g7 b' [

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大部份隕星都在穿過大氣層時被燒毀，那些僥倖抵達地面的殘餘部份稱為隕石。放射測年法顯示隕石的年齡約為 46 億歲，與整個太陽系的年齡大致相同。

隕星 (Meteoroids)
星際間細小的岩石殘骸。它們擊中地球後便如一轉瞬即逝的光痕，劃破黑夜長空，這就是大家熟悉的流星 (meteors)。  # v2 u4 |; p- G# e: f: p6 `
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彗尾 (Tail) 6 a! W/ ^) h7 x

蒸發的物質被太陽風和太陽輻射的壓力吹成尾巴狀，指向離開太陽的方向。

彗星 (Comets) % G/ c8 ?/ E: C% f8 L

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在非常橢長的軌道上繞太陽公轉的「骯髒雪球」，大部份散佈在冥王星以外很遠的地方 (可能遠至 50,000 AU)。它們的週期大多數很長 -公轉一周可能需時十萬至一百萬年。一些為數不多的「短週期彗星」週期與人的壽命相若 (例如哈雷彗星的週期為 76年)。它們在接近太陽時它的軌道會因為物質被蒸發而出現明顯的變化，變得光亮並產生彗尾。當彗星最接近太陽時，彗髮與彗尾變得最明顯。彗星有時會被其他行星俘獲甚至被瓦解 (例如在 1994 年 7 月，Shoemaker - Levy 9 彗星與木星發生碰撞)。在巨大而遙遠的奧特斯雲(Oort cloud) 內，儲存了成千上萬不活躍的彗星。估計有接近一萬億顆彗星在距離太陽 30,000 AU 至 1 ly的範圍內繞太陽公轉，只有極少數的彗星受擾後會進入太陽系。

彗核 (Nucleus) ! z# t/ X4 u/ b1 b3 y
彗星主要的固體部份，體積很小 (衹有數公里)。彗星離太陽很遠時就只有這部份。  0 l  ~) L  N+ V4 c& x: [& Z# v
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彗髮 (Coma)* K% R$ f" @1 k: a% U! ~* j
  塵埃與被蒸發的氣體包圍著彗核，最大時體積可以與木星相比。  8 c+ g4 J* Z" |, ~- b1 m7 X! E
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奧特斯雲 (Oort Cloud)
  一團圓球狀雲，充滿冰凍物體，包圍著整個太陽系，身處太陽以外約 20,000 - 150,000 AU 的地方。荷蘭天文學家奧爾特提出奧特斯雲是「長週期彗星」的溫床。

裂谷 (Lobate Scarp)) i* g8 ]+ O! |& u! }& [
  巨大的彎曲懸崖。例如水星表面上因收縮而形成的裂谷。

超米粒 (Supergranule)/ a0 \0 y7 r; m) R3 U# X! j! M
  比米粒更大、但對流速度非常緩慢的區域，約包含 ~300 顆米粒。
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臨邊昏暗 (Limb Darkening)- g: F/ O- }/ R. v
  太陽的邊緣顯得較暗。  ( E5 ]6 |# w0 }0 I* \5 C" \

類木行星 (Jovian Planets)
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木星、土星、天王星和海王星，位於外太陽系。外觀像氣體、主要由氫和氦構成，密度較低 ( ~1g/cc)。沒有固體的表面，但內部有很厚的液體層，可能有如地球般大小的岩石核心。體積與質量較大，重力較強而產生強大的潮汐力，有光環系統(ring systems)、很多衛星、濃厚的氫大氣層、有強大的氣壓和很多複雜氣象變化。

類地行星 (Terrestrial Planets)

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水星、金星、地球和火星，位於內太陽系。密度相對地較高 ( ~3 - 5 g/cc，比較：水的密度 = 1g/cc)，由鐵和鎳構成的核心被高密度的岩石外層包裹著。質量與體積較小，重力較弱，衛星數目較少(例如：地球只有一顆，火星有兩顆)，有稀薄的大氣層，沒有光環系統。而且表面滿佈環形山。  ; {9 B8 q3 E: i2 g# c* x
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耀斑 (Flares) 2 C8 C- T; B- q* n' `! `

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非常猛烈的「色球爆發」，在數分鐘內到達爆發的高峰，不到一小時或在更短的時間內完全瓦解。一個巨大耀斑可以釋放出相等於 20 億噸 TNT的能量。耀斑會發放 X 射線、紫外線、可見光和高能粒子流。紫外線和高能帶電粒子增加地球大氣層內電離程度，干擾無線電通信，並在兩極附近形成極光(auroras)。而耀斑往往在磁場強大的黑子群附近出現。

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