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第一章 太阳系的最初一瞥

现在,我们已经知道包括我们自己居住的行星在内的这一小群天体,是如何组成一个独立的小团体了。虽然对宇宙来说,这个渺小的团体是微不足道的,但是对于我们来说,却是生存的根本。在详细说明太阳系各个组成部分之前,我们先来浏览一下,看看这个小团体大致是由什么以及如何构成的。

图14 太阳系

首先我们要提到的是太阳。既然我们的小团体以它来命名,就足可以说明它的重要性了。这个在太阳系中央发光的巨大球体,不停地以惊人的速度把光和热辐射出去,并且用它强有力的引力来维持这个系统的运转。

其次则是那些行星。它们在有规则的轨道中环绕太阳——而我们的地球也是其中之一。行星(planet)这个词的本意是游移不定,古时给它们起这名字是因为它们不像恒星一样,在天空中守着相对固定的位置,却在恒星间游移不定。它们可以分为不同的两类,叫大行星与小行星(major and minor)。

大行星一共8颗,是全太阳系中除了太阳外最大的物体。它们到太阳之间的距离按照远近不同,大致按照一种有规律的方式排列。从最近的水星(5800万千米)到最远的海王星(约45亿千米)。水星绕太阳一周只要不到3个月,海王星在它遥远的路程上却要花近165年。

在太阳系的八大行星中,若按它们的质量大小和结构特征,又分为“类地行星”和“类木行星”两类——顾名思义,就是类似于地球或者是木星的两类行星。类地行星主要由石、铁等物质组成,体积小,密度大,自转慢,卫星少。水星、金星、火星都属于类地行星。而类木行星主要由氢、氦、冰、氨、甲烷等物质组成,体积大,密度低,自转相当快,卫星众多,还有由碎石、冰块或气尘组成的美丽光环。木星、土星、天王星、海王星都属于类木行星。

图15 类地行星(从左至右依次为:水星、金星、地球、火星)

大行星分为两群,其间有一道很宽的空隙。内层的4颗类地行星大体上比外层的类木行星要小得多,这4颗行星合起来居然还够不上外层天王星的1/4大。

在两群之间的空隙中旋转的是小行星(asteroids)。和大行星比起来,它们真是渺小得很。它们几乎都在一条很宽的带中,相对太阳来说,这条带从离地球远一点点开始,一直到几乎10倍的地日距离为止。其中大部分约比地球离太阳远四五倍。它们跟大行星还有一点不同,就是数目众多:我们已知有编号的小行星已在10000颗以上,而新的还在不断地被发现,使我们无从估计其总数。

太阳系中的第三类是“卫星”(satellites)或者说“月亮”(moon)。大行星常常有这种小天体绕着旋转。最内层的水星和金星都没有卫星。别的行星,如地球只有一颗卫星(我们的月亮),土星的卫星却已经发现了62颗,木星的卫星更是发现了66颗(截至2012年2月)。因此,除了水星跟金星以外,每一颗大行星都是一个近似太阳系的系统的中心。这些系统有时就以其中央星体作为系名。因此我们就有了火星系——其中有火星与其两颗卫星;木星系——其中有木星、木星光环与其66颗卫星;土星系——其中有土星、土星光环与其62颗卫星……

太阳系中的第四类是“彗星”(comets)。它们绕太阳旋转的轨道是一个非常扁的椭圆。我们只在它们接近太阳时才能看见,这在它们的大多数说来都要隔几百年甚至几千年一次的。就算是那时候,若不遇上有利的情形,也还是会失去机会的。

在上述诸天体之外还有无数微小的岩石块(称为流星体)也按有规则的轨道绕着太阳转,它们大概是跟小行星和彗星多少有点瓜葛的。它们都是完全看不见的,除非碰巧进入了我们的大气中来,那时我们就把它们叫做“流星”(shooting stars)。

下面是以距太阳远近为次序并附其所有卫星的行星表:

(一)内层大行星:

水星(Mercury)

金星(Venus)

地球(Earth) 有1颗卫星

火星(Mars) 有2颗卫星

(二)小行星

(三)外层大行星:

木星(Jupiter) 有66颗卫星 (有光环)

土星(saturn) 有62颗卫星 (有光环)

天王星(Uranus) 有27颗卫星 (有光环)

海王星(Neptune) 有13颗卫星 (有光环)

但是我们将不依照这个次序来叙述它们。我们在叙述完太阳以后就跳过水星和金星来谈谈我们的地球和月亮,然后再回头来依次谈其他的行星。

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