第三章 太阳、地球和月亮
第一节 太阳系概况
太阳系是我们居住的行星所在的天体系统,我们已经知道这个相对小型的天体家族是如何自成体系的了。太阳系同宇宙相比是渺小的,但是对我们来说却是宇宙中最重要的部分。在详细描述太阳系里的各种天体之前,我们必须简要了解一下太阳系是由什么天体构成及如何构成的。
首先当然是太阳,太阳系中最亮的天体,太阳系的中心,将光和热散发给太阳系内其他所有天体,凭借强大的引力将整个系统维系在一起。
其次是行星,在各自轨道上围绕太阳公转,地球便是其中之一。“行星”一词本意为“流浪者”,古代使用这个词是因为行星似乎在恒星之间漫游。行星分为两类:大行星和小行星。
大行星有8颗,是太阳系中仅次于太阳的大天体。行星与太阳的距离基本上有一个固定的顺序:最近的是水星,距离太阳将近4千万英里;最远是海王星,距离太阳30亿英里。后者与太阳的距离是水星与太阳的距离的70倍。它们公转的时间差距更大。水星在3个月之内便可绕行太阳一周,而海王星则要走上超过160年的漫长之旅。
大行星分为两个集团,每个集团有4颗星,两个集团之间有一道很宽的间隙。组成里圈集团的行星比外圈集团的行星小,里圈4颗行星加在一起也没有外圈最小的行星的1/4大。
两个集团的间隙中运转的主要是小行星,它们与大行星相比非常小。就我们目前所知,它们都在一条非常宽的带状区域上,范围从距离地球稍远到10倍于地日距离。其中大部分与太阳的距离是地日距离的3~4倍。它们与大行星的不同还在于数量不明确,目前已知的有500颗[1],新发现的层出不穷,没有人可以断言其准确数量。
太阳系中的第三类天体是卫星(satellites),类似于月亮。其中几颗大行星有一个或多个这种小天体围绕运行,伴随其围绕太阳公转。就目前所知,最里圈的水星和金星没有卫星。至于其他行星,卫星数量不等,地球有1颗卫星,即月亮,土星有8颗卫星[2]。因此,除水星和金星以外,其他每一颗大行星都有一个类似太阳系的系统,并且处于中心地位。这些系统有时就以中心天体的名字命名,于是就有了:火星系,由火星及其卫星构成;木星系,由木星及其5颗卫星[3]构成;土星系,由土星、土星环及其卫星构成。
第四类天体是彗星。彗星围绕太阳运行的轨道是偏心圆。我们只能在彗星接近太阳的时候看见它们,这种情况通常几百年甚至数千年发生一次。就算到了那一时刻,除非具备有利条件,否则也可能看不到。
除了上述天体,还有不计其数的流星体在各自的轨道上围绕太阳运行,它们很有可能在某种程度上与彗星有关。我们肉眼看不见流星体,除非在它们撞击大气层时,那时我们看到的便是流星。
以下列出的是行星及其卫星数量,以距离太阳远近为序:
Ⅰ. 里圈大行星:
水星(Mercury),无卫星,无光环
金星(Venus),无卫星,无光环
地球(Earth),1颗卫星,无光环
火星(Mars),2颗卫星,无光环
Ⅱ. 小行星,无卫星,无光环
Ⅲ. 外圈大行星:
木星(Jupiter),79颗卫星,有光环
土星(Saturn),82颗卫星,有光环
天王星(Uranus),27颗卫星,有光环
海王星(Neptune),13颗卫星,有光环
我们不按照上列顺序依次讲述这些行星,首先来讲太阳,然后跳过水星和金星直接讲地球和月亮,之后再依次讲述其他行星。
[1]现已确定小行星超过50万颗,已知有编号的1万颗以上。——编者注
[2]截至2019年,已发现82颗。——编者注
[3]截至2018年,已发现79颗。——编者注