宇宙探秘(太陽系)

太陽系簡介 (Solar System)就是我們現在所在的恆星系統。由太陽、八顆行星(原先有九大行星,因為冥王星被剔除為矮行星)、66顆衛星(原有67顆,冥王星的衛星被剔除)以及無數的小行星、彗星及隕星組成的。行星由太陽起往外的順序是:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune)。離太陽較近的水星、金星、地球及火星稱為類地行星(terrestrial planets)。宇宙飛船對它們都進行了探測,還曾在火星與金星上著陸,獲得了重要成果。它們的共同特徵是密度大(>3.0克/立方厘米),體積小,自轉慢,衛星少,內部成分主要為硅酸鹽(silicate),具有固體外殼。離太陽較遠的木星、土星、天王星、海王星稱為類木行星(jovian planets)。它們都有很厚的大氣圈,其表面特徵很難了解,一般推斷,它們都具有與類地行星相似的固體內核。在火星與木星之間有1000000個以上的小行星(asteroid)(即由岩石組成的不規則的小星體)。推測它們可能是由位置界於火星與木星之間的某一顆行星碎裂而成的,或者是一些未能聚積成為統一行星的石質碎塊。隕星存在於行星之間,成分是石質或者鐵質。

這些行星都以太陽為中心以橢圓軌道公轉,雖然除了水星的十分接近於圓,行星軌道中或多或少在同一平面內(稱為黃道面並以地球公轉軌道面為基準)。黃道面與太陽赤道僅有7度的傾斜。冥王星的軌道大都脫離了黃道面,傾斜度達17度。上面的圖表從一個特定的高於黃道面的透視角顯示了各軌道的相對大小及關係(非圓的現象顯而易見)。它們繞軌道運動的方向一致(從太陽北極上看是逆時針方向),因此,科學家們把冥王星排除在九大行星之外。除金星和天王星外自轉方向也如此。

太陽系直徑300億千米,有八大行星和兩條小行星帶,以及千億顆彗星等組成。

太陽系(solar system)在宇宙中的位置

太陽系位於銀河系邊緣,銀河系第三旋臂——獵戶旋臂上。

太陽系是由太陽以及在其引力作用下圍繞它運轉的天體構成的天體系統。它包括太陽、八大行星及其衛星、小行星、彗星、流星體以及行星際物質。人類所居住的地球就是太陽系中的一員。

太陽系的中心是太陽,它每隔2.3億年繞銀河系中心轉一圈,雖然它只是一顆中小型的恆星,但它的質量已經佔據了整個太陽系總質量的99.85%;餘下的質量中包括行星與它們的衛星、行星環,還有小行星、彗星、柯伊伯帶天體、外海王星天體、理論中的奧爾特雲、行星間的塵埃、氣體和粒子等行星際物質。整個太陽系所有天體的總表面面積約為17億平方千米。太陽以自己強大的引力將太陽系中所有的天體緊緊地控制在他自己周圍,使它們井然有序地圍繞自己旋轉。同時,太陽又帶著太陽系的全體成員圍繞銀河系的中心運動。

太陽系內迄今發現了八顆大行星。有時稱它們為「八大行星」。按照距離太陽的遠近,這八顆行星依次是:最近的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。水星、金星、地球和火星也被稱為類地行星,木星和土星也被稱為巨行星,天王星、海王星也被稱為遠日行星。除了水星和金星外,其他的行星都有衛星。在火星和木星之間還存在著數十萬個大小不等,形態各異的小行星,天文學家將這個區域稱為小行星帶。此外,太陽系中還有超過1000顆的彗星,以及不計其數的塵埃、冰團、碎塊等小天體。

太陽系中的各個天體主要由氫、氦、氖等氣體,冰(水、氨、甲烷)以及含有鐵、硅、鎂等元素的岩石構成。類地行星、地球、月球、火星、木星的部分衛星、小行星主要由岩石組成;木星和土星主要由氫和氦組成,其核可能是岩石或冰。 一般以為行星系統是恆星形成過程的一部分,但是也有學者認為這是兩顆恆星差一點撞擊而成。最普遍的理論是說太陽系是從星雲形成。

恆星形成的基本過程為此:

  1. 星雲中較密的核心部分變得太重,重心不穩定,開始分裂和崩潰墜落。一部分的重心能量變為放射的紅外線,剩下的增加核心的溫度。核心部分開始成為圓盤形狀。

  2. 當密度和溫度道足夠高, 氘融合燃燒開始發生,輻射的向外壓力減慢(但不中止)臨近其他核心崩潰。

  3. 其他的原料繼續下落到這一顆原恆星,它們的角動量的作用可能導致雙極流程。

  4. 最後,氫開始熔化在星的核心,外面剩餘的包圍材料被清除。

  太陽星雲這個假說,是1755年由伊曼努爾·康德提議。他說,太陽星雲慢慢地轉動,由於重力逐漸凝聚並且鋪平,最終形成恆星和行星。一個相似的模型在1796年由拉普拉斯提出。

  太陽星雲開始直徑大約100AU,質量是現在太陽的兩三倍。在這個星雲中,比較重的物質往中間落,積聚成塊,是成為以後的行星。而星雲外部越來越冷,因此靠里的行星有很多重的礦物質,而靠外的行星是氣體或冰體。原太陽大約在46億年前形成,以後八億年中各個行星形成。 太陽系是銀河系的一部分。銀河系是一個螺旋形星系,直徑十萬光年,包括兩千多億顆星。太陽是銀河系較典型的恆星,離星系中心大約兩萬五千到兩萬八千光年。太陽系移動速度約每秒220公里,兩億兩千六百萬年在星系轉一圈。

太陽系中的八大行星都位於差不多同一平面的近圓軌道上運行,朝同一方向繞太陽公轉。除金星以外,其他行星的自轉方向和公轉方向相同。

彗星的繞日公轉方向大都相同,多數為橢圓形軌道,一般公轉周期比較長。 人類出於對自身生存環境了解的渴望以及日益緊張的地球資源,從1959年開始不斷的通過空間探測器等進行空間探測,研究太陽系。目前主要集中在月球和火星的探測以及小行星和彗星的探測。

1.對太陽系的長期研究,分化出了這樣幾門學科:

【太陽系化學】 空間化學的一個重要分科,研究太陽系諸天體的化學組成(包括物質來源、元素與同位素丰度)和物理-化學性質以及年代學和化學演化問題。太陽系化學與太陽系起源有密切關係。

【太陽系物理學】 研究太陽系的行星、衛星、小行星、彗星、流星以及行星際物質的物理特性、化學組成和宇宙環境的學科。

2.太陽系內的引力定律:

太陽系內各天體之間引力相互作用所遵循的規律。

3.太陽系穩定性問題:

天體演化學和天體力學的基本問題之一。

4.太陽系和其他行星系

雖然學者同意另外還有其他和太陽系相似的天體系統,但直到1992年才發現別的行星系。至今已發現幾十個行星系,但是詳細材料還是很少。這些行星系的發現是依靠多普勒效應,通過觀測恆星光譜的周期性變化,分析恆星運動速度的變化情況,並據此推斷是否有行星存在,並且可以計算行星的質量和軌道。應用這項技術只能發現木星級的大行星,像地球大小的行星就找不到了。

此外,關於類似太陽系的天體系統的研究的另一個目的是探索其他星球上是否也存在著生命。 太陽與八顆行星數據對照表(赤道直徑以地球直徑6370公里為單位),距離與軌道半徑以天文單位為單位。

下表的數據都是相對於太陽的數值:

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------天體 | 距離(AU) | 赤道直徑 | 質 量 | 軌道半徑(AU) | 軌道傾角(度)| 公轉周期(年)|自轉周期(天)| 已發現衛星數--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------太陽 0109 333,400------27.275 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------水星 0.39 0.382 0.055280.387107.0050 0.240852 58.6 0--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------金星 0.72 0.9490.820.723.40.615 243.0185(逆向自轉) 0--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------地球 1.00 1.00 1.001.0001.000.99731--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------火星 1.5 0.530.111.521.91.88 1.0260 2--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------木星 5.2 11.23185.201.3 11.86 0.4135 63--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------土星 9.5 9.41959.542.5 29.460.444 47(有34顆已命名)--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------天王星 19.2 3.98 14.619.22 0.8 84.010.7183 29--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------海王星 30.1 3.8117.230.061.8 164.790.671313--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------(1)1930年,冥王星被國際天文學聯合會正式確認為行星,但一些天文學家對其行星的身份仍持懷疑態度。(2)根據2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議:冥王星被視為是太陽系的「矮行星」、不再被視為行星。

【第九大行星】 在19世紀末,很多天文學家推測海王星之外還有別的行星,因為測試海王星的軌道和理論算出的軌道不一樣。他們叫這顆星「行星X」,是未知行星的意思。

美國天文學家帕西瓦爾·羅威爾在1909年和1913年兩次尋找海王星之外的行星,但是沒有找到。1915年結束之後,羅威爾發表論文,寫出估測的行星數據。其實在那一年,他所在的天文台照到了冥王星的照片,但是直到1930年才認出這是一顆行星。

可是冥王星的質量太小,無法解釋海王星的軌道。天文學家繼續尋找「行星X」,但是這個名字又有了第十大行星的意思,因為X是拉丁文的10。直到「旅行者2 號」探測器臨近海王星,才發現海王星的質量一直算錯很多。用正確的質量,加上冥王星的影響,海王星的現實軌道和計算軌道一致。

按照行星軌道計算,和地球差不多大小的行星不可能在60AU之內(冥王星現在離太陽大約30AU)。如果確實有第十大行星,它的軌道會很傾斜,很可能是外星系的天體,靠太陽太近,而被太陽吸引入軌。

一直以來,天文界對冥王星的地位一直有所爭議。甚至有些地方的天文館將冥王星從九大行星的地位中剔除。

根據2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議:冥王星被視為是太陽系的「矮行星」、不再被視為行星。

自21世紀以來,科學家在冥王星更遠的外圍分別發現了三顆較大的行星。依序為2004年所發現的「Sedna」,代號為 2003 VB12;2005年同時發表的「Santa」,代號為2003 EL61及代號為2003 UB313(發現者未公布其名稱)的行星。

2005年7月19日美國科學家發現的2003 UB313,研究人員估算其直徑達3,000公里,被一些人認為很可能是太陽系第十大行星。但2006年國際天文學聯合大會決議:將其列入矮行星.

「水內行星」

天文學家曾發現離太陽最近的水星有一些無法解釋的微小運動,天文學家懷疑可能有一個比水星更靠近太陽的行星的引力引起的,並用一個火神的名字給這個行星起名為「祝融星」(中文常譯為「火神星」),但天文學家們觀測了五十多年仍然未找到這顆行星。

  「水內行星」的假設,已被科學家愛因斯坦的廣義相對論排除。廣義相對論的引力理論解釋了水星的奇怪運動,但天文學家們仍未放棄對「水內行星」的探尋。

【行星的分類】

太陽系內眾多包含固態表面,而其直徑超過1公里的天體,它們的總表面積達17億平方公里。

有人認為太陽其實是一個雙星系統的主星,在遙遠的地方存在著一個伴星,名為「涅米西斯」 (Nemesis)。該假設是用作解釋地球出現生物大滅絕的一些規則性,認為其伴星會攝動系內的小行星和彗星,使其改變軌道衝進太陽系,增加撞擊地球的機會並出現定期生物滅絕。

行星的形成 類地行星是經由碰撞聚集固態的物質顆粒成為微小行星 ,再聚集微小行星形成的。

類木行星以水冰相互吸附為起點,質量夠大後,進一步吸附氫、甲烷,形成氣體行星。

太陽系的行星大致可分為兩大類:類地行星與類木行星

類地行星 成員包括有水星、金星、地球、火星。是小而密的岩石世界,具有較稀少的大氣。內部結構:中心有金屬核心,外為石質的地殼所包圍,表面有相當多的坑洞,平均密度約為3-5g/cm3 。

巨行星 成員包括有木星、土星、天王星、海王星。 是體積大、質量大、但是密度小的氣體世界,具有濃密的大氣。平均密度約≤1.75 g/cm3,土星的密度約為0.7g/cm3,木星 質量約為地球的318倍。 結構:由內而外,中心有岩石核心、液態金屬氫、液態分子氫、充滿氣體的大氣層,表面有漩渦狀的雲層。另有行星環及為 數眾多的衛星環繞著太陽系的八大行星,以太陽為中心依序為:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune) 。

到底誰是太陽系中最遠的行星? 從1999年2月11日開始,冥王星終於變成太陽系中名符其實的最遠的行星。根據JPL天文學家們的計算,從國際標準時(UT)9:08a.m.(中原標準時間17:08)開始的228年內,海王星都會是離太陽最遠的行星。

這樣看來,2月11日時,冥王星會不會和海王星發生碰撞呢?答案是:不會!為什麼呢?冥王星和海王星若要相撞,則兩者必須同時到達它們的軌道交點。冥王星和海王星的會合周期大約是497年,即冥王星每繞日二周,海王星已繞日三周。所以每當冥王星經過軌道交點的時候,海王星總會繞到別的地方,發生碰撞的機會微乎其微。此外,冥王星相對於黃道面的軌道傾角比其他行星都大很多,也是不會發生碰撞的原因之一。

冥王星的直徑大約是2300公里左右,在所有行星中,它比類地行星(水、金、地、火)小很多,甚至比月球還小;它的性質跟巨大且為氣態的類木行星(木、土、天王、海王)不一樣;軌道傾角及偏心率也都比其他行星大很多。所以有些天文學家認為冥王星應不屬於「行星」一族,而應是歸類於「庫伯帶(Kuiper Belt)」的成員。柯依伯帶位於海王星和冥王星軌道外的區域,帶中的天體都比冥王星小很多,而且大多是由冰所組成,可能是太陽系演化早期的殘片。不過,冥王星的外形是成圓球形,與這些庫伯帶天體多為不規則狀又有些許的不同;而且冥王星很規律地繞日旋轉,所以,在經過眾多爭議之後,它仍被歸為「行星」族。 2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議:冥王星被視為是太陽系的「矮行星」,不再被視為行星。

所以我們對冥王星的認識非常有限。美國太空總署(NASA)下所屬的噴射推進實驗室(JPL)目前正在進行一個稱為「冥王星庫伯帶(Pluto-Kuiper Express)」的計劃,預計在公元2004年發射太空船,大約再10年之後,太空船就會飛掠冥王星和查龍,並探測庫伯帶中的天體。

根據2006年08月24日國際天文學聯合會大會的決議:冥王星被視為是太陽系的「矮行星」,不再被視為行星。從這一天起,冥王星不再是太陽系中最遠的行星,海王星代替了它的地位。

太陽系構成:八大行星天文資料

1水星  平均日距 57,910,000 km (0.38 AU)  直徑 4,878 km  質量 3.30e23 kg  密度 5.43 gm/cm  重力 0.376 G  公轉 87.97 地球天  自轉 58.65 地球天

水星是最靠近太陽的行星,由於水星距離太陽實在太近了,表面溫度很高,太空船不易接近,在地球上也不容易觀測,因為可觀測的時間都集中在清晨太陽出來的前幾分鐘,和夕陽落下後的幾分鐘,時間不容易掌握,而且,在背景亮度尚高的情況下,要去找一顆比月亮大不了多少的水星,實在不是件輕鬆的事水星是最靠近太陽的行星,所以它運行的速度比其他行星都快,每秒的速度接近48公里,並且不到88天就公轉太陽一周。水星非常小,是由岩石構成的,表面布滿被流星撞擊而形成的環形山和坑洞,另外有平滑,稀疏的坑洞平原。水星表面另外還有山脊,這是行星在40億年前核心逐漸冷卻與收縮所形成的,因此表面起伏不平。水星自轉的速度非常緩慢,自轉一周將近59個地球日,所以水星的一個太陽日(從日出到另一個日出)差不多要176個地球日—相當於水星一年88日的兩倍長。水星的表面溫度很懸殊, 向陽面高達攝氏430度,陰暗面則在攝氏零下170 度。當黑夜降臨時,由於水星幾乎沒有大氣層溫度下降很快。大氣成分包括由太陽風所捕捉到的微量氦和氫,或許還有一點其他的氣體。

2金星  平均日距 108,200,000 km (0.72 AU)  直徑 12,103.6 km  質量 4.869e24 kg  密度 5.24 gm/cm  重力 0.903 G  公轉 224.7 地球天  自轉 243 地球天

金星是太陽系第二顆行星,全天最亮的行星就是金星,通常是在清晨或傍晚才看得到,最亮時的亮度可超過 -4,有如一盞掛在山邊的路燈,一般的望遠鏡即可觀測,常可看到如月球的盈虧現象。在古代的西方世界,金星代表著美麗的女神金星是一顆岩石構成的行星,也是距離太陽第二遠的行星。金星在繞太陽公轉的同時也緩慢的反方向自轉,因此使它成為太陽系中自轉周期最長的行星,大約需243個地球日。

金星比地球稍微小一點,內部構造或許也類似。金星是除了太陽與月球外,天空中最亮的天體,這是因為它的大氣層能強烈的反射陽光。大氣層的主要成分是二氧化碳,它能在溫室效應下吸收更多的熱,因此,金星成了最熱的行星,表面高溫度可達攝氏480度。厚的雲層內含有硫酸的小滴,並由風以每小時接近360公 里的速度吹向行星各處。雖然金星需要243個地球日才能自轉一周,但高速的風只需4個地球日就把雲吹得環繞行星一圈。高溫、酸雲和極高的大氣壓力,(大約是地球表面的90倍),顯示金星的環境惡劣。

3地球  平均日距 149,600,000 km (1.00 AU)  直徑 12,756.3 km  質量 5.976e24 kg  密度 5.52 gm/cm  重力 1 G(9.8 m/s2)  公轉 365.26 地球天  自轉 1 地球天 美麗的地球,生命的奇蹟,是宇宙的巧合或是上帝的傑作?地球是太陽系第三顆行星,有一衛星稱為月亮,地球大氣層的保護及距離太陽位置的適當,是生命起源的重要條件。

地球是距離太陽第三遠的行星,也是直徑最大和比重最大的岩石行星,同時也是唯一 己知有生命存在的行星。地球內部的岩石和金屬顯示它是一顆典型的板塊組成,由於板塊推擠,因此交界處會發生地震和火山等活動。地球的大氣層和同一張保護層,它能阻擋來自太陽有害人體的輻射,並防止流星撞擊行星表面,除此之外,還能積存足 夠的熱,防止氣溫急遽下降。地球表面有百分之七十為水所包圍,其他行星的表面都未發現這類液態形式的水。地球有一個天然衛星——月球,它大得足以把這兩個天體視為一個雙行星系統。

4火星  平均日距 227,940,000 km (1.52 AU)  直徑 6,794 km  質量 6.4219e23 kg  密度 3.94 gm/cm  重力 0.38 G  公轉 686.98 地球天  自轉 1.026 地球天 火星是太陽系第四個行星,在晴朗的夜空里,代表戰神的火星閃著火色的光芒,吸引著古今千萬人的視線。十萬年前有一顆來自火星的岩石墜落於地球的極區,冰封。人們在此隕石里發現了,可能是生命所留下的痕迹化石,這化石是三十億年前在火星上形成的,科學家正積極的研究,並探測這顆表面充滿神秘河道及火山的星球,火星上曾經有生命嗎?

火星即常所說的紅色行星,火星是太陽系中第三小的行星直徑約為地求的二分之一,體積約為地球的十分之一,表面的重力約地球的三分之一強。火星的大氣層比地球稀薄,只有地球大氣層的百分之一,主要成分是二氧化碳。同時還有少量的雲層和晨霧。因為大氣層很薄,在火星上沒有溫室效應。火星赤道附近溫度白天可達到27C,在夜晚可降至零下111C。

火星的北半球有許多由凝固的火山熔岩所形成的大平原,南半球有許多環形山與大的撞擊盆地,另外還有幾個大的、己熄滅的火山,例如奧林帕斯山,寬600公里,還有許多峽谷和分岔的河床。峽谷是 地殼移動所 造成的而河床一般認為是己乾涸的河流形成的。在火星上高緯度的地方,冬天時由於溫度太低,大氣中的二氧化碳會凍結,而在五十公里高的地方形成雲,到了春天便消失。夏天時由於日照強烈,地面溫度很高,地面附近的大氣 因受熱而產生強勁的上什氣流。這個股氣流會將地面的灰塵往上卷,在空中吸收陽光的熱而進一步提高大氣的溫度,使上升的速度增快,因此火星上常可看到大規模的暴石砂。

火星上最大的火山-------奧林柏斯山,高出地面24公里,幾乎是地球上最高山3倍,同時也是太陽系最高的山。

5木星  平均日距 778,330,000 km (5.20 AU)  直徑 142,984 km (equatorial)  質量 1.900e27 kg  密度 1.31 gm/cm  重力 2.34 G  公轉 11.86 地球年  自轉 0.414 地球天

木星是太陽系第五顆行星,也是整個太陽系最大的行星,位於火星與土星之間,用一般的天文望遠鏡(60mm 72倍)即可看到它表面的條紋及四顆明亮的衛星,是全天第二亮的行星僅次於金星,木星的亮度最高可超過 -2。木星是距離太陽第五遠的行星,也是四大氣體行星中的第一個 。它是最大且重的行星,直徑有地球的11倍,質量是其他八個行星總和的2.5倍。木星可能有個小的石質核心 ,四周是由金屬氫(液態氫,性質如同金屬)所構成的內地函。內土詭函的外面是由液愈氫和氦所構成的 外地函,它們融合成氣態的大氣層。木星的快速自轉使大氣層中的雲形成帶狀與區層 穩定的亂流形成白與紅斑等特別的雲,這兩種都是巨大的風暴。最有名的雲是一個稱為大紅斑的風暴,它由一個比地球寬三倍, 升起於高雲之上約七公里的旋渦圓 柱狀雲所構成。

木星有一個薄、暗的主環,裡面有個由朝向行星延伸的微粒所形成稀薄光環。目前己知有16個衛星。四個最大的衛星(稱為伽利略木衛)是甘尼八德、卡利斯、埃歐和歐羅巴。甘尼八德與卡利斯多表面有許多坑洞,或許還有冰。歐羅巴表面表滑, 並覆著冰,或許還有水。埃歐表面有許多發亮的紅色、橘色和黃色的斑點。這些顏色來自於活火山的硫磺物質,由噴出表面高達數百公里的絨毛狀熔岩所造成的。

6土星  平均日距 1,429,400,000 km (9.54 AU)  直徑 120,536 km (equatorial)  質量 5.688e26 kg  密度 0.69 gm/cm  重力 1.16G  公轉 29.46 地球年  自轉 0.436 地球天

土星是太陽系第六顆行星,也是體積第二大的行星,有著美麗的環,在地球以一般的望遠鏡即可看見,土星、木星、天王星和海王星表面都是氣體,故自轉都相當快。土星的環主要是由冰及塵粒構成,據科學家推測,可能是因某衛星受不了土星強大的吸引力而解體成碎片。

土星的環平面與土星公轉面不在同一個平面上,故當土星公轉至某一位置時,土星的環平面剛好與我們的視線平行,我們在地球上便無法看到此一土星環,因為土星環實在太薄了,我們無法從側面看到,另外,當土星環與陽光平行時,因環平面沒有受光,故我們也無法看到。

土星是從太陽算起的第六顆行星,也是一個幾乎和木星一樣大的氣體巨星,赤道直徑約 120500公里。土星可能有一個岩石與冰構成的小核心,周圍是金屬氫(液態氫,性質如同金屬)構成的內地函。在內地函的外面是是由液態氫構成的外地函、融合成為氣態的大氣層。

土星的雲層形成帶狀與區層,頗似木星,但由於外層的雲薄而顯得較模糊。風暴和漩渦發生在雲中,看起來為呈紅或白色橢圓。

土星有一個極薄但卻很寬的環狀系統,雖然厚不到一公里,卻從行星表面朝外延伸約420000公里。主環包括數千條狹窄的細環, 由小微粒和大到數公尺寬的冰塊所構成。土星己有18顆衛星,其中有些在光環內運行, 這會施加重力,影響到環的形狀。有趣的是,衛星中的7顆為共內軌道,與別的衛星分享同一個軌道。天文學家相信這些共用軌道的衛星為來自同一,但後來碎裂的衛星。

7天王星  平均日距 2,870,990,000 km (19.218 AU)  直徑 51,118 km (equatorial)  質量 8.686e25 kg  密度 1.28 gm/cm  重力 1.15G  公轉 84.81 地球年  自轉 0.72 地球天

天王星是太陽系第七顆行星,在太空船未到以前,人類並不知道它也有如土星一樣美麗的環,天王星是人類用肉眼所能看到的最遠的一顆行星,但,如果你沒有受過專業的訓練的話,是很難在眾星里尋到的天王星(Uranus)的最大特徵是自轉的傾斜度很大。一般行星的自轉軸與其公轉面都很接近垂共直,唯獨天王星的自轉軸成九十八度的傾斜,幾乎是橫躺著運行。因此, 太陽有時整天都照在北極上,而這時的南半球就全天黑暗。天王星表面發出帶有白色的藍綠光彩,因此推測它的大氣可能含有很多甲烷。而天王星的直徑約為地球的四倍,質量約十四倍,但密度卻不及地球的四分之一,這是因為天王星與其他木星型行一樣,它們都是以氫、氦等氣體為主要成分形成的。

九條細環天王星的赤道上空也有九條環,這九條環合起來的寬度約十萬公里,大約為土星環三分之一寬。天王星的環之構造及成分與土星及木星的環大不相同,土星環是由幾千條環夾著很狹窄的空隙形成的,而天王星的九條環卻彼此都隔得很遠。九條環中內側的八條寬約十幾公里,最外側的一條則寬達一百公里以上。

8海王星

平均日距 4,504,000,000 km (30.06 AU)直徑 49,528 km (equatorial)質量 1.0247e26 kg

海王星是太陽系第八顆行星,有八顆衛星,海王星表面主要也是氣體組成,也有類似木星表面的大紅斑風暴雲,我們稱之為大黑斑,這個大風暴約是木星大紅斑的一半,但也容得下整個地球。海王星亦有如土星的環,只是此環比天王星更細小 。

由冰粒形成的木星環及土星環看起來非常明亮,但天王星竹環是由碳粒石或岩石粒形成的,所以非常暗淡,海王星是離太陽最遠的行星,平均距離分別為45億公里。海王星是一個巨大的氣體行星,有小的石質核心,周圍由液態與氣態的混合體所組成。大氣層內的雲有顯著的特微,其中最明顯的是大黑斑,如地球般寬,還有小黑斑與速克達。大、小黑斑都是巨大的風暴,以每小時2000公里的速度吹遍整個行星。速克達是範圍很廣的捲雲。海王星有四個稀薄的環和8顆衛星。崔頓是海王星最大的衛星,也是太陽系中,最冷的星體, 溫度在攝氏零下235度。有別於太陽系中大部分的衛星,崔頓是以海王星自轉的反方向來繞其母行星運行。

海王星的四個又窄且暗細環,這環被造成原因是由微小的隕石猛烈的撞擊海王星的衛星所造成灰塵微粒而形成。


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