行星
如何定義行星這一概念在天文學上一直是個備受爭議的問題。傳統定義認為:行星通常指自身不發光,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。一般來說,行星需有一定質量;行星的質量要足夠大且近似於圓球狀;自身不能像恆星那樣發生核聚變反應。
國際天文學聯合會大會2006年8月24日通過了“行星”的新定義,這一定義包括以下三點:
1、必須是圍繞恆星運轉的天體;
2、質量必須足夠大,自身的吸引力必須和自轉速度平衡使其呈圓球狀;
3、必須能清除軌道附近區域,公轉軌道範圍內不能有比它更大的天體。
按照這一標準,太陽系原先的第九大行星——冥王星被降級為“矮行星”。
一般認為,行星是由恆星誕生後的宇宙塵埃所形成的。恆星誕生之初,其周圍接近真空,而且溫度極低,因而周身的宇宙塵埃可能包裹著一層冰,所以這種冰是具有黏結性的,能起到類似膠水的作用。當宇宙塵埃互相碰撞時,冰將它們“黏”在一起,於是這個“核”一點點變大,就像滾雪球一樣,形成了原始狀態的行星。原始行星繼續吸引周圍的塵埃,從而逐漸演變成了今天的行星。而質量不夠大的行星又被稱為小行星。還有一種行星,被稱為星際行星,它們不圍繞特定的恆星公轉,就像是宇宙中的流浪客一樣。
行星自身不會發光人們在天空中看到的行星之所以會發光,是因為它反射了恆星的光。
衛星
衛星是指圍繞一顆行星軌道並按閉合軌道做週期性執行的天然天體,人造衛星一般亦可稱為衛星。眾所周知,月球是地球的衛星,太陽系八大行星中,除水星和金星外,其他六顆行星都有天然衛星,只是數量不同而已。
衛星之所以會圍繞行星不停地旋轉,是因為有引力的作用,任何星際物質只要能夠被行星的引力場捕獲,都會成為行星的衛星。衛星的執行規律各有不同,有的衛星共用一條軌道,有的衛星繞行星逆行運轉,還有的衛星與行星自轉同步。
彗星
彗星目前只定義在太陽系中,它是由冰凍物質和塵埃組成的小天體。當它靠近太陽時,太陽防的熱使彗星的物質蒸發,在冰核周圍形成朦朧的彗發和由稀薄物質流構成的彗尾,所以中文俗稱其為“掃帚星”。而它的核心更像一個雪球。由於太陽風的壓力作用,彗尾總是指向背離太陽的方向。
彗星的結構多種多樣並且非常不穩定,但所有彗星都裹著一層由揮發性物質構成的彗發,彗發會隨著彗星逐漸接近太陽而漸漸變大變亮。在彗發中央,有一個小而明亮的彗核。彗核由較為密集的固體組成,質量能夠佔到彗星總質量的95%。彗發和彗核一起組成了彗星。
彗星的軌道是不對稱的橢圓形,所以它與太陽的距離也在不斷變化,有時候離太陽很近,有時候離太陽很遠。彗星的外貌隨著距離太陽的遠近不同而有所變化。當彗星遠離太陽時、其形態只現為一個雲霧狀的斑點、它也常被稱作“髒雪球”;當彗星接近太陽時,彗星外層的“髒雪”會迅速蒸發、氣化、膨脹,並噴發出來,這時彗星的體積急劇地膨脹起來。同時,由於受太陽風和太陽的輻射壓力的影響,在背向太陽的方向,自彗頭會伸展出一條長達幾百萬千米的明亮彗尾,所以中國民間又稱彗星為“掃帚星”。
彗星每次靠近太陽時都要丟失一部分揮發性物質。最終,它將成為太陽系中的又一顆岩石天體。彗星的生命是非常短暫的,宇宙中很多小行星就是已熄滅的彗核。
最著名的彗星當屬哈雷彗星,它由英國天文學家哈雷在1704年最先算出軌道而得名。它是人類首顆有記錄的週期彗星。而最早和最完備的哈雷彗星記錄皆在中國,自秦始皇七年(前240年)至清宣統二年(1910年)共有29次記錄。
哈雷彗星是一顆著名的週期彗星,哈雷不但計算出了這顆彗星橢圓形的執行軌道,並且還計算出它繞太陽執行的週期約為76年。
據科學家觀測:哈雷彗星的彗核長15千米寬8千米,彗核表面呈灰黑色,反射率僅為4%。
哈雷彗星的主要成分是水和冰,這些水和冰以非常小的粒子存在著。哈雷彗星彗核的密度很低,這說明它有很多孔,可能是因為在冰昇華後、大部分塵埃都留了下來導致的。另外,哈雷彗星的公轉軌道是逆向的,偏心率較大,它與黃道面的傾斜角為18°。
哈雷彗星最近的一次出現時間是1986年,它將在2061年再次返回內層太陽系。
流星
流星是指執行在星際空間的宇宙塵粒和固體塊等物質,它們原是圍繞著太陽運動,在接近地球時由於受到引力作用而被吸引,從而進入地球大氣層,並與大氣摩擦燃燒產生光和熱。造成流星現象的微粒稱為流星體,而通常所說的流星事實上是指這種短時間發生的光跡。
流星體的來源,一部分是繞太陽運動的一些星際物質,一部分是比較大的彗星或小行星被碰撞後的一些碎片。質量較大的流星體會形成火流星,亮度比金星亮,可持續幾秒鐘。但有時火流星在接近地表一二十千米處才會消失。流星通常不會發出可以聽見的聲音,但它也是有聲響的,它的聲響主要集中在低頻波段。一顆非常亮的流星,比如火流星,可能會讓人聽到聲音。
描繪1833年獅子座流星雨的木刻畫
而可見的流星體大都和沙粒差不多,重量不足1克,進入大氣層的速度介於11km/s到72km/s之間,落地前未曾燃盡的稱之為隕星。每年降落到地球上的流星體(包括汽化物質和微隕星)總質量約有20萬噸之巨!但五十億年來僅使地球增重了兩萬分之一,可謂微不足道。