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ⓘ 行星




                                               

金星

金星 (英語、拉丁語: Venus ,天文符號:♀),在太陽系的八大行星中,是從太陽向外的第二顆行星,軌道公轉週期為224.7地球日,它沒有天然的衛星。在中國古代稱為 太白 、 明星 或 大囂 ,另外早晨出現在東方稱 啟明 ,晚上出現在西方稱 長庚 。到西漢時期,作者天文學家司馬遷從實際觀測發現太白為白色,與「五行」學說聯繫在一起,正式把它命名為 金星 。它的西文名稱源自羅馬神話的愛與美的女神, 维纳斯 (Venus),古希腊人称为 阿佛洛狄忒 ,也是希腊神话中爱与美的女神。金星的天文符号用维纳斯的梳妆镜来表示。 它在夜空中的亮度僅次於月球,是第二亮的天然天體,視星等可以達到 -4.7等,足以照射出影子。由於金星是在地球內側的內 ...

                                               

水星

水星 (拉丁語: Mercurius ;英語: Mercury ),中國古稱 辰星 ;到西漢時期,作者天文學家司馬遷從實際觀測發現辰星呈灰色,與「五行」學說聯繫在一起,以黑色配水星,因此正式把它命名為 水星 。 水星是太陽系的八大行星中最小和最靠近太陽的行星,但有著八大行星中最大的離心率 ,軌道週期是87.969 地球日。從地球上看,它大约116天左右與地球會合一次,公转速度遠遠超過太阳系的其它星球。水星的快速運動使它在羅馬神話中被稱為墨丘利,是快速飛行的信使神。由于大氣層极为稀薄,无法有效保存热量,水星表面昼夜温差极大,为太阳系行星之最。白天时赤道地區温度可达432°C,夜间可降至-172°C。極區气温則終年維持在-172°C以下。水星的軸 ...

                                               

木星

木星 是距離太陽第五近的行星,也是太陽系中體積最大的行星,目前已知有六十餘顆衛星。古代的天文學家就已經知道這顆行星 ,羅馬人以他們的神稱這顆行星為朱庇特。古代中國則稱木星為歲星,取其繞行天球一周為12年,與地支相同之故。到西漢時期,作者天文學家司馬遷從實際觀測發現歲星呈青色,與「五行」學說聯繫在一起,正式把它命名為 木星 。 木星是顆巨行星,質量是太陽的千分之一,但卻是太陽系其他行星質量總和的2.5倍。太陽系的行星中,木星和土星是氣體巨星(天王星和海王星是冰巨星)。 從地球看木星,它的視星等可以達到 -2.94等,已經可以照出陰影,並使它成為繼月球和金星之後,是夜空平均第三亮的天體(火星在其軌道的特定點上 ...

                                               

地球

地球 是太阳系中由內及外的第三顆行星,距离太阳149 597 890.7公里/1天文單位,是宇宙中人類已知唯一存在生命的天体,也是人類居住的星球,共有76.6億人口。其質量约为5.97×10 24 公斤,半径约6.371公里,密度是太阳系中最高的。地球同时进行自转和公转运动,分别产生了昼夜及四季的变化更替,一太陽日自转一周,一太陽年公转一周。自转轨道面称为赤道面,公转轨道面称为黄道面,两者之间的夹角称为黄赤交角。地球仅有一顆自然卫星,即月球。 地球表面有71%的面积被水覆盖,称为海洋或湖或河流,其余是陆地板块組成的大洲和岛屿,表面分布河流和湖泊等水源。南极的冰盖及北极存有冰。主體包括岩石圈、地幔、熔融态金属的外地核以及固态金属的 ...

                                               

火星

火星 (拉丁語: Mars, 天文符號♂),是離太陽第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太陽系里四顆類地行星之一。西方稱火星為瑪爾斯,是羅馬神話中的戰神,所以在英语中,火星是罗马战神的意思,通常被称为" 红色星球”;古漢語中則因为它荧荧如火,位置、亮度時常變動讓人無法捉摸而稱之為 熒惑 。火星是太陽系的八大行星中第二小的行星,其質量、體積仅比水星略大。火星的直徑約為地球的一半,自轉軸傾角、自轉週期則與地球相當,但繞太陽公轉周期是地球的兩倍。在地球上,火星肉眼可見,亮度可達-2.91,只比金星、月球和太陽暗,但在大部分時間裡比木星暗。 火星大气以二氧化碳为主,既稀薄又寒冷,其表面特征让人联想起 ...

                                               

海王星

海王星 是太陽系八大行星中距离太阳最遠的,體積是太陽系第四大,但質量排名是第三。海王星的質量大約是地球的17倍,而性質極為類似的天王星密度較低,質量大約是地球的14倍。海王星以羅馬神話中的尼普顿(Neptunus)命名,因為尼普顿是海神王,所以中文譯為海王星。天文學的符號(♆,Unicode編碼U+2646),是希臘神話的海神波塞頓使用的三叉戟。 作爲一個冰巨行星,海王星的大氣層以氫和氦為主,還有微量的甲烷。在大氣層中的甲烷,只是使行星呈現藍色的一部分原因。因為海王星的藍色比有同樣份量的天王星更為鮮豔,因此應該還有其他成分對海王星明顯的顏色有所貢獻。 海王星有太陽系最強烈的風,測量到的風速高達每小時2.100公里。 1989年 ...

行星
                                     

ⓘ 行星

English version: Planet

行星 (英語: planet ;拉丁語: planeta ),通常指自身不發光,環繞著恆星的天體。其公轉方向常與所繞恆星的自轉方向相同(由西向東)。一般來說行星需具有一定質量,行星的質量要足夠的大(相對於月球)且近似於圓球狀,自身不能像恆星那樣發生核聚變反應。2007年5月,麻省理工學院一組空间科學研究隊發現了已知最熱的行星(2040攝氏度)。隨著一些具有太陽大小的天體被發現,「行星」一詞的科學定義似乎更形迫切。歷史上行星名字來自於它們的位置(与恒星的相对位置)在天空中不固定,就好像它們在星空中行走一般。太陽系内肉眼可見的5顆行星水星、金星、火星、木星和土星早在史前就已經被人類發現了。16世紀後日心说取代了地心说,人類瞭解到地球本身也是一顆 行星 。望遠鏡被發明和萬有引力被發現後,人類又發現了天王星、海王星,冥王星(2006年后被排除出行星行列,2008年被重分類為类冥天体,属于矮行星的一种)還有為數不少的小行星。20世紀末人類在太陽系外的恆星系統中也發現了 行星 ,截至2013年7月12日,人類已發現2000多顆太陽系外银河系中的行星。

                                     

1. 名称及由來

  • 尚书。舜典:" 在璇玑玉衡以齐七政。”孔颖达疏:" 七政,其政有七,于玑衡察之,必在天者,知七政谓日月与五星也。木曰岁星,火曰荧惑星,土曰镇星,金曰太白星,水曰辰星。
  • 在中國,根據西漢史記、曆書記載「黃帝考定星曆,建立五行,起消息(修正曆法,訂出正月起始)。」
  • 1792年日本学者本木良永在翻译哥白尼的地动说时将" 行星”译作" 惑星”,取其位置游移不定让人迷惑之意。明治时代亦有京都大学的学者使用" 遊星”一词来指" 行星”。
  • 1859年伟烈亚力与李善兰合作翻译的谈天是中文文献中第一次介绍哥白尼的地动说,也是中文" 行星”一词第一次出现。
  • 英文行星一词planet源于古希腊文" πλανήτης (planētēs)”,意为" 游走者”(wanderer)。
                                     

2. 历史

从古典时代的神圣的游星演化到科学时代的实在的实体,人们对行星的认识是随着历史在不停地进化的。行星的概念已经不仅延伸到太阳系,而且还到达了其他太阳系外系统。对行星定义的内在的模糊性已经导致了不少科学争论。

                                     

2.1. 历史 古典时代

古人观察星空,发现天体分作两类:一类固定在天球上,组成各个星座,形成一幅永恒的天空背景,称之为 恒星 ;另一类天体在黄道附近运行,不断穿过黄道上的十二个星座,称之为 行星 。这些行星包括七颗,分别是阴阳 - - 太阳和太阴月球,以及五行 - - 金木水火土五个肉眼可见的經典行星。它们在天空中极为特殊:一方面,它们不断运行,不断进入不同的星座;另一方面,它们极为明亮,全天成千上万颗星体中,七颗行星亮度分别排行第1.2.3.4.5.6.9。他们对神学、 宗教宇宙学 和古代天文学都有重要的影响。在古代,天文学家记录了一些特定的光点是相对于其他星星如何移动跨越天空。古希腊人把这些光点叫做" πλάνητες ἀστέρες ”(即 planetes asteres ,游星)或简单的称为" πλανήτοι ”( planētoi ,漫游者),今天的英文名称行星(planet)就是由此演化出来的。在古代希腊、中国、巴比伦和实际上所有前现代文明中,是人们几乎普遍的相信,地球是宇宙的中心,并且所有的" 行星”都围绕着地球旋转。会有这种认识的原因是,人们每天都看到星星围绕着地球旋转,而且看起来好像是常识的认为,地球是坚实且稳定的,应该是静止的而不是会移动的。

各个文明对星座的划分方法与行星轨迹密切相关:太阳在黄道上一年运行一圈,太阴在黄道上一个月运行一圈。西方文明中,太阳的轨迹把黄道分作十二段,每月一段,每段一个星座组成黄道十二宫。中国文明中,太阳的轨迹把黄道分作四段,每个季度一段,即天空的四象青龙白虎朱雀玄武;而太阴的轨迹把黄道分作28段,每天一段,即天空的28个星宿;然后结合太阳和太阴的划分,四象=28宿,每一象被分作七宿,这七宿分别对应阴阳金木水火土七大行星,组成一个星期七天,因此每个月被四象分成四个星期。

                                     

2.2. 历史 日心说时代

  • 卫星的概念在稍后也随着伽利略卫星的发现逐渐被接受,有一个短暂时期,这些卫星都被认为是行星,很快行星被限定必须直接围绕太阳运行,因此月球也被排除在行星行列之外。
  • 日心说确立了太阳在天空中心的地位,太阳不动而地球在运行,因此地球就取代了太阳的地位成为行星,太阳则被归入恒星。
  • 最终,日月金木水火土七大行星变为地金木水火土六大行星。
                                     

2.3. 历史 新发现时代

  • 1781年,第七颗行星天王星被发现;
  • 1846年,第八颗行星海王星被发现;
  • 1801年,谷神星被发现,有长达49年的时间被称为第8颗行星;
  • 1930年,冥王星被发现,有长达76年的时间被称为第9颗行星;

新时代发现新的大行星,同时也发现新的绕日运行的较小天体。1850年,谷神星因尺寸太小,且发现一系列更小的同类型星体,其行星地位被免除,同时行星的定义出现一个不成文的概念:并非所有直接绕太阳公转的天体都是行星,行星必须足够大且卓尔不群。20世纪发现的冥王星与谷神星的地位非常相似,它也因尺寸太小,且发现一系列更小的同类型星体(还包括一颗较大的同类型星体阋神星),而于2006年被降格为矮行星。冥王星的行星地位之争,把原有不成文的概念确立成准确定义:直接绕太阳公转、流体静力平衡(足够大)、清空其轨道(卓尔不群)。

                                     

2.4. 历史 太阳系外时代

虽然人類无法通过天文望远镜直接观测系外行星,但通过间接手段,包括观测恒星运动、掩星等等,天文学家现已发现2000多颗太阳系外的行星。

                                     

3. 定義

在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行星第26屆國際天文聯會上,表決了該會第5、6號共四份決議草案,分別把行星同時符合以下三點:

  • 已清空其軌道附近區域(即是該區域內最大天體,即以其自身引力把軌道兩側附近的小天體「吸引」成為自己的衛星)
  • 有足夠大的質量來克服固體應力,以達到流體靜力平衡的形狀(即近於球形)
  • 圍繞於恆星運轉(即公轉)
                                     

3.1. 定義 發現時的分類

下面的表格中列出的是在發現時被歸類為行星的太陽系天體:

                                     

4.1. 太陽系以內的行星 沿革

由於1801年元旦被意大利天文學家皮亞齊發現穀神星時,曾依據「提丟斯-波得定則」來定義它為行星,但後來以望遠鏡觀測看不到視圓面,以此定其直徑比月球還小,在1802年起短短六年間,相繼發現類似軌道之三顆小行星, 在18世紀的首數十年間曾同時並列在行星之列 (在1850年曾出現18顆行星的紀錄),至1847年發現5號小行星「義神星」後,歐洲天文學家始為該組陸續發現之小天體另外歸類為「小行星」,以「行星爆炸論」為由把該組小天體降格為與彗星、行星衛星的一類,統稱為「小行星」(minor planets)並沿用至今。

而1930年發現冥王星後,太陽系的行星被約定俗成為9顆(亦即九大行星),但經測定,其質量、直徑、偏心率均其它八顆相距甚遠,根本不能稱為「大行星」,而自1992年起陸續發現冥王星外與冥王星相若的天體;1999年初,有傳媒報道部分天文學家曾提倡把體積與其他行星相比較懸殊的冥王星剔除太陽系之列,IAU曾為此於該年2月5日澄清並無此事,但社會與科學界亦開始討論冥王星應否列入行星與一直只被約定俗成的行星定義。而此時亦開始陸續發現多顆在庫伯帶內繞太陽公轉的天體。

自2005年7月公佈發現冥外天體鬩神星以後,因其比冥王星直徑還大,以往曾鬧得沸沸揚揚的「十大行星」的話題亦甚囂塵上,為此IAU在2006年初組織「行星定義委員會」,因為更動名字將會影響至所有相關科學書籍、百科全書、中小學教科書以至相關設備帶來更動,因而社會十分重視。

                                     

4.2. 太陽系以內的行星 決議

2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行之第26屆國際天文學聯會上的定義,初時曾提出包括鬩神星、冥衛一與穀神星的十二行星,但爭議與反響頗大,亦引起天文愛好者與民間熱烈討論;至8月24日下午第26屆國際天文學聯會上的定義:太陽系有八顆行星(決議時曾出現「 古(經)典行星 」一詞,指的也是這八顆),分別為 水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星與海王星 。質量不夠的將會被IAU會議決議歸類為矮行星(如冥王星)或太陽系內小天體(如小行星、彗星等)。

                                     

4.3. 太陽系以內的行星 以行星表面岩質劃分

  • 类海行星(又称" 冰巨行星”):即天王星和海王星,在浓厚的大气下,有" 冰质”表面,这些冰主要由水、甲烷、氨构成。
  • 类地行星(又称" 岩质行星”):即水星、金星、地球和火星,表面是岩石固体。
  • 類木行星(又称" 气态巨行星”):即木星和土星,主要成分是氣體。
                                     

4.4. 太陽系以內的行星 以行星視運動規律劃分

(此分類方法因以地球為界,故必會忽略地球)

  • 外側行星:太陽系中地球軌道外側的行星,包括火星、木星、土星、天王星、海王星。
  • 內側行星:太陽系中地球軌道內側的行星,包括水星與金星。
                                     

5. 其它恆星系的行星

至2009年2月,人们在其他恒星身上一共发现了339颗系外行星,不少均拥有比木星高的质量。

也有一些行星,其体积比较小,例如脉冲星PSR B1257+12、天琴座μ星、巨蟹座55及GJ 436均各自拥有与地球差不多质量的小型行星,而Gliese 876一颗达地球质量6至8倍的行星,可能拥有岩石结构。

人们对新发现的大型系外行星仍未完全了解,大多估计其物质构成与太阳系的大型行星类似,又或是从未见过的大型氨行星或碳行星。值得注意的是,一些大型行星在极接近恒星的地方公转,拥有近乎完美的圆形轨道,这些行星被称为「热木星」,它们比太阳系的大型行星接受更大量的太阳辐射,造成其表面温度极高。也有一种热木星,其大气会被恒星的热力逐步蒸发并流失,并以彗尾形态释出,它们被分为Chthonian型行星。

太陽系外行星(Extrasolar planet)是環繞其他恆星公轉的行星,長久以來,人們認為其他恆星和太陽一樣,均有行星環繞其恆星公轉,但一直未能證實。直至1992年PSR B1257+12被證實以來,至今已有百多個太陽系外行星被發現。這些發現增加了對外星人存在與否的問題提出了支持的觀點。

現時在其他恆星發現的行星大多是類似木星的氣體行星,有的質量甚至比木星還要大。質量較小的行星有脈衝星PSR B1257+12的三顆與類地行星相若的天體,以及位於天壇座μ星的一顆有14個地球質量的行星。

也有一種行星,沒有圍繞特定的恆星公轉,它們像是宇宙的流浪客,稱為星際行星(Interstellar planet)。2011年科學家利用重力微透鏡法首度發現了星際行星,並推測銀河系中木星大小的星際行星數量有恆星的兩倍之多。

現時人類的科技僅能偵測質量較大、公轉週期較短的行星。但隨著科技的進步,更強的望遠鏡得以建造,在未來可望能發現更多質量較小及公轉週期較長的行星。

                                     

5.1. 其它恆星系的行星 搜尋太陽系外行星的方法

由於用天文儀器搜尋太陽系外行星的難度極大,天文學家一般採用間接的方法。下面介紹幾種主要的方法:

  • 天體測量法(Astrometry)

天體測量法是搜尋太陽系外行星最古老的方法。這個方法是精確地測量恆星在天空的位置及觀察那个位置如何随着時間的改變而改變。如果恆星有一顆行星,则行星的重力将造成恆星在一條微小的圓形軌道上移動。這樣一來,恆星和行星圍繞著它們共同的质心旋轉。由於恆星的質量比行星大得多,它的運行軌道比行星小得多。

  • 視向速度法(Radial Velocity)

視向速度法利用了恆星在行星重力的作用下在一條微小的圓形軌道上移動這個事實,目標現在是測量恆星向著地球或離開地球的運動速度。根據多普勒效應,恆星的視向速度可以從恆星光譜線的移動推導出來。

  • 凌日法(Transit Method)

當行星運行到恆星前方的時候,恆星的光芒會相應減弱。光芒減弱的程度取決於恆星和行星的體積。在恆星HD 209458的例子中,它的光芒減弱了1.7%。天文學家用凌日法發現了恆星HD 209458的行星HD 209458b。

  • 脈衝星計時法(Pulsar Timing)

通過觀察脈衝星的信號週期以推斷行星是否存在。一般來說,脈衝星的自轉週期,也就是它的信號週期是穩定的。如果脈衝星有一顆行星,脈衝星信號週期會發生變化。

  • 重力微透鏡法(Gravitational Microlensing)

用重力透鏡效應來發現行星的方法。比如行星OGLE-2005-BLG-390Lb就是用這種方法發現的。

                                     
  • 行星 分異是 行星 科學中 行星 密度較高的成分向中心下沉 較輕的物質上升至表面 使中心密度愈行增高的過程 這樣的過程傾向於創造核心 地殼和地函 當太陽在太陽星雲被點燃時 臨近太陽附近的氫 氦和其他易揮發物質都成為蒸汽 太陽風和光壓將這些密度較低的物质推離太陽 岩石和沉陷其中的物质推積成為微 行星
  • 堤喀 英語 Tyche 是太阳系奥尔特云内的一颗假设的气态巨 行星 的昵称 路易斯安那大学拉斐特分校的天文学家约翰 马泰塞 英语 John Matese 和丹尼尔 惠特迈尔 英语 Daniel Whitmire 曾多次发表声明表示 基于长周期彗星运行轨道的不规则性 他们发现了该天体存在的证据 他们提到
  • 行星 環是指圍繞著 行星 運轉的宇宙塵和小顆粒形成扁平盤狀的區域 最廣為人知的 行星 環就是圍繞著土星的土星環 但是太陽系的其他三顆氣體巨星 木星 天王星和海王星 也都有自己的 行星 環 最近的報告認為土星的衛星麗亞可能也有自己的環系統 它可能成為唯一擁有自己的環系統的衛星 行星
  • 占星術中的 行星 有著別於現代天文對於甚麼是 行星 解釋之含意 在望遠鏡問世的時代以前 夜空被認為由兩個相似的構成要素組成著 恆星 相對於其他星體祂是一動也不動得 加上 游星 古希臘語 ἀστέρες πλανῆται asteres planetai 祂相對於恆星而言在一年的過程中不斷在移動著
  • 微 行星 Planetesimal 被認為是存在於原 行星 盤和岩屑盤內的固態物體 一種被廣為接受的 行星 形成理論是維克托 薩夫羅諾夫 Viktor Safronov 的微 行星 假說 說明 行星 的形成是由微小的塵埃顆粒經由不斷的碰撞和黏合 形成越來越大的個體 當這個個體的直徑達到大約1公里的大小 就可以直接
  • 太陽系外 行星 亦稱系外 行星 Exoplanet 即位於太陽系之外 不繞行太陽公轉的 行星 截至2018年10月28日 已經被確認的系外 行星 總共有3869顆 另有超過2800顆尚待確認 當中74 是透過凌日現象發現的 這些 行星 分屬2887個 行星 系 其中有638個多 行星 系 克卜勒任務已經檢測到18
  • 鑽石的成份 目前的行星形成模型預測含鐵豐富的 行星 將在內側的軌道或含有豐富鐵質的大質量恆星的原 行星 盤中形成 富含鐵的 行星 會比其他類型的 行星 小且密度更高 當這種 行星 在成型後快速的冷卻時 可能沒有板塊構造或是強磁場 鐵 碳 行星 系外 行星 類地 行星 矮 行星 Gillett, Stephen L. Ben
  • 原 行星 是在原 行星 盤內大小如同月球尺度的胚胎 行星 它們應該是由公里尺度的微 行星 因彼此的重力相互吸引與碰撞而形成的 根據太陽星雲形成的理論 原 行星 在軌道輕微的擾動下和因此導致的巨大撞擊與碰撞下逐漸形成真正的 行星 在太陽系中 一般認為微 行星 的碰撞形成了數百個 行星 胚胎 這些天體類似穀神星和冥王星 其質量約

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