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宇宙之行星

( 科普2013-06-11 19:37:50)

行星(planet)

在橢圓軌道上環繞太陽運行的、近似球形的天體。行星本身一般不發射可見光,而以表面反射太陽光而發亮。太陽系有九大行星,即水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星(冥王星前些年被排除於大行星隊伍)。在以恆星組成的各個星座的天空背景上,行星有明顯的相對移動,而且這種移動幾乎都沿著黃道進行。行星有一定的視圓面,所以在大氣抖動下,不像點狀恆星那樣有星光閃爍現象。如果仔細對比,還可以發覺各行星有其顏色特徵,在不同的時候亮度也有變化。按照這些特徵,在晴朗無月的夜晚,不難將它們從點點繁星中識別出來。經常觀察還可以發現它們在群星之間時現、時隱、時進、時退。行星一詞的原意指這種在天空上遊盪的天體。這個詞在希臘語中的含義是「流浪者」的意思。

人類對行星的認識和研究可以追溯到遙遠的古代,例如在中國的甲骨文里就有關於木星的記載。九大行星中最先被人們知曉的是水星、金星、火星、木星、土星五顆。中國早在戰國時期就有了「五星」的說法,即:辰星、太白、熒惑、歲星、鎮星(或填星),它們是這五顆行星在古代更為通用的名稱。以後又有「五行」、「遊星」、「惑星」以及把日、月和五星合稱為「七曜」。在古代西方,五大行星很早就以神話人物的名字來命名。我們的祖先憑藉肉眼和簡單的量角儀器對這五個行星作了大量的位置觀測,對它們的公轉周期和會合周期作了很準確的推算和總結。古人以行星來紀歲和占卜人事凶吉,並且還提出過包括行星在內的各種宇宙模式。

太陽系另外三個行星是在發明望遠鏡和建立開普勒定律、牛頓萬有引力定律以後發現的。1781年F.W.赫歇耳用自製的望遠鏡發現了天王星。法國的勒威耶和英國的J.C.亞當斯各自推算出海王星的位置,德國的伽勒於1846年用望遠鏡找到了它。最微弱的冥王星直到1930年才為美國的湯博發現。至於是否存在第十顆甚至更多的行星,至今還在探索(見冥外行星、水內行星)。此外,太陽系還有許多質量較小的行星,另列為一類──小行星。

隨著空間技術的發展,開始了實地考察行星的新階段。近年來,曾多次向水星、金星、火星、木星和土星發射探測器。發現木星和水星都存在磁場和磁層,水星和火星也有環形山,木星有環;基本上否定了火星上有生命存在的說法。此外,還獲得大量的照片和數據,大大增加了對行星各方面的了解。

在離太陽較近的恆星中就發現許多顆恆星有波狀的自行軌跡,說明這些恆星也可能帶有一個或幾個行星。因此,行星可能不是太陽系特有的。為了引伸行星的普遍定義,某些天體物理學家認為,對行星必須加上質量不超過0.07太陽質量,即未達到能產生熱核反應的主序星下限這個限制條件。這就是說一個天體是不是行星要從運動和質量兩個方面來判斷,而質量的不同才是行星同恆星最本質的區別。

行星的公轉 行星環繞太陽的運動稱為公轉。行星公轉的路徑稱為公轉軌道,它們都是一些偏心率不大的橢圓。從北黃極看來,行星都是逆時針方向運行(順行)的。行星公轉的軌道具有共面性、同向性和近圓性三個特點。所謂共面性,是指九大行星的公轉軌道面幾乎在同一平面上;所謂同向性,是指它們朝同一方向繞太陽公轉;而近圓性是指它們的軌道和圓相當接近。

自轉 行星以本體內某一直線為軸的旋轉。行星自轉的快慢以「恆星周期」來表示,它是用天球上固定的一參考點(春分點)來度量行星自轉一周的時間。例如,地球自轉的恆星周期是 23小時56分4.1秒,比日常所用的一晝夜(24小時)約短 4分鐘。行星自轉的方向以行星自轉軸對公轉軸的傾角來表示,小於90°者稱為正向自轉,大於90°者稱為反向自轉。九大行星大多是正向自轉;只有金星是反向自轉,而天王星幾乎是躺在它的公轉軌道面上作側向自轉。

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