在這顆最“躺平”的行星上，夏季長達(dá)42年

審稿專家：趙良玉

北京理工大學(xué)宇航學(xué)院飛控系副教授

浩瀚無垠的宇宙，總是吸引著人類的好奇心和探索欲。在那遙遠(yuǎn)的星球上，會有生命存在嗎？天體是如何形成和演化的？這一次，讓我們走進(jìn)太陽系，一覽行星上的奇特景象，除了我們熟悉的地球家園，你對其它行星了解多少呢？

1

行星的分類

宇宙中散布著無數(shù)的星塵，包括流星、彗星和行星等，那么哪些星球可以稱為行星呢？按照國際天文學(xué)界的標(biāo)準(zhǔn)，行星需要具備三大條件：質(zhì)量足夠大，能依靠自身引力使外觀呈近似球形；必須圍繞恒星運(yùn)轉(zhuǎn)；軌道上或附近沒有比它更大的天體。根據(jù)這樣的定義，太陽系就發(fā)現(xiàn)了八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

太陽系的八大行星，按等比例顯示

來源丨維基百科

由于行星與太陽的距離不同，形成行星的方式有差異，可以將行星分為兩大類。一類是固態(tài)行星，行星的內(nèi)核由固體的塵埃顆粒相互黏結(jié)而成，主要含硅、鐵、鎂等元素，內(nèi)核經(jīng)歷了融化和凝結(jié)過程。水星、金星、地球和火星就屬于此類，又被稱為類地行星，它們的體積較小而密度較大，自轉(zhuǎn)速度慢，衛(wèi)星數(shù)量少。

另一類就是氣態(tài)行星，行星的內(nèi)核由元素顆粒和氣體混合形成。木星、土星、天王星和海王星都是氣態(tài)行星，也稱為類木行星，這類行星的體積較大而密度較小，自轉(zhuǎn)速度快，衛(wèi)星數(shù)量多。

2

個(gè)性迥異的行星- 水星——沒有水的行星

水星有著多個(gè)“最”：離太陽最近、直徑和體積最小、質(zhì)量最輕、公轉(zhuǎn)速率最快。盡管它是太陽系中最小的行星，但密度排第二，僅次于地球。水星的外表與月球非常相似，表面布滿了彗星或流星的撞擊坑。水星和金星是太陽系唯二沒有衛(wèi)星的行星。

來源丨維基百科

雖然名字中有“水”，但水星上卻沒有水。由于它很輕，引力很弱，不能很牢固地吸住自己周圍的大氣，所以它本身就不含水蒸氣，也就不具備形成水的先決條件。而且距離太陽太近，使它朝向太陽的一面溫度達(dá)到430℃左右，在高溫的烘烤下，即使表面有水，也會被蒸發(fā)殆盡。由于大氣稀薄，水星白天升溫很快，而夜晚降溫迅速，因此晝夜溫差約有600℃，是太陽系中溫度變化最劇烈的。

金星——夜空中最亮的星

如果你看見月亮旁邊有一顆很亮的星星，那么你遇見的很可能是“金星伴月”的天文美景，這顆星就是金星。金星是除太陽、月亮之外，我們?nèi)庋勰芸吹降淖盍恋男切?，古代稱其為“太白星”。

來源丨維基百科

金星是地球的“好兄弟”：距離地球最近，半徑只比地球小約300千米，質(zhì)量是地球的0.8倍，密度比地球低5%，兩者還有相似的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和大氣組成?；蛟S是因?yàn)檫@些表面的相似性，金星成為第一個(gè)被人類探測的太陽系行星。

不過，探測器揭開了金星和地球迥然不同的一面。它自東向西進(jìn)行自轉(zhuǎn)，是行星中的“異類”，自轉(zhuǎn)周期約243個(gè)地球日，所以每隔兩百多天才能看見一次日出。而金星的公轉(zhuǎn)周期是225個(gè)地球日，意味著金星上一天比它的一年還長！

由于金星厚達(dá)數(shù)千米的大氣層主要由二氧化碳（97%）組成，所以金星的溫室效應(yīng)特別明顯，平均表面溫度約480℃，是太陽系中溫度最高的行星。有科學(xué)家認(rèn)為金星曾經(jīng)有大量的水，由于高溫蒸發(fā)，水都消失了。金星上還分布著很多大型火山，使大部分地表被熔巖流覆蓋。

計(jì)算機(jī)模擬的金星上的火山來源丨維基百科

探測器還觀測到了“磁場重聯(lián)”現(xiàn)象，當(dāng)太陽風(fēng)（太陽上層大氣射出的超聲速等離子體帶電粒子流）進(jìn)入金星磁層，使得電磁場發(fā)生變化，磁場經(jīng)歷了瞬間斷開，再重新連接的過程。由于失去了磁場的保護(hù)，使得金星的含水大氣進(jìn)一步逃逸了。

行星磁場抵御太陽風(fēng)的示意圖來源丨網(wǎng)絡(luò)

火星——紅色的星球

火星是離地球第二近的行星，兩者的自轉(zhuǎn)周期和自轉(zhuǎn)軸傾角十分相近，因此，火星被人類寄予厚望，希望在上面找到生命存在的證據(jù)。

火星車來源丨NASA

正如它的名字一樣，火星上似乎有熊熊燃燒的烈火，使它成為一個(gè)紅色的火球。紅色的光芒是怎么形成的呢？科學(xué)家對火星探測器帶回來的物質(zhì)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，火星表面的巖石很容易受到風(fēng)化作用而分解，使其含有的鐵質(zhì)暴露在空氣中，隨后被氧化成為紅棕色的氧化鐵。在風(fēng)力作用下，火星上的沙塵四處飛揚(yáng)，甚至發(fā)展成覆蓋全星的塵暴。當(dāng)風(fēng)力減弱后，這些含有氧化鐵的沙塵就沉積在火星表面，在太陽光的照射下，呈現(xiàn)出紅色，所以火星看上去會發(fā)紅光。

來源丨維基百科

火星有著復(fù)雜多變的地形，如峽谷和山峰。最大的山峰被命名為奧林匹斯山，海拔是珠穆朗瑪峰的三倍?？茖W(xué)家一直在積極地尋找火星上暗藏的水源，有人認(rèn)為火星上過去存在著海洋和湖泊，后來水消失了，火星變成如今干旱、荒蕪的模樣。

火星上發(fā)現(xiàn)的古湖泊(左側(cè))來源丨NASA

木星——行星中的“老大”

如果要用一個(gè)字形容木星，那就是大！直徑最大，約是地球的11倍；體積最大，相當(dāng)于1300多個(gè)地球；質(zhì)量最大，是太陽系其他行星質(zhì)量之和的2.5倍。木星還有著太陽系內(nèi)最強(qiáng)大的行星磁層，在距離木星140萬～700萬千米的范圍內(nèi)都會受到影響。因此，木星被稱為太陽系的“行星之王”。

太陽、木星與地球的大小比較

來源丨NASA

大質(zhì)量使得木星擁有很大的引力，吸引了眾多衛(wèi)星，目前人類已發(fā)現(xiàn)79顆衛(wèi)星。早在1610年伽利略就發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，即木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三和木衛(wèi)四。就連這4個(gè)衛(wèi)星也都是“大塊頭”，最大的木衛(wèi)三比水星還大。

從左向右為木衛(wèi)一至木衛(wèi)四

來源丨NASA

木星的外表同樣引人注目，表面環(huán)繞著一圈圈五彩繽紛的條紋，像一幅油畫。這些條紋是什么呢？答案是云。木星是氣態(tài)星球，擁有太陽系中最大的行星大氣層，不同緯度帶的云層相互作用，形成環(huán)流，于是旋渦、風(fēng)暴和閃電就產(chǎn)生了。人們推測木星大氣中的風(fēng)向平行于木星赤道，形成12道平行于赤道的帶狀云，云層含有大量氨，由于溫度、高度的差異，呈現(xiàn)出紅色、褐色、黃色、白色等顏色。

來源丨維基百科

木星還有一個(gè)顯著的特征——大紅斑。大紅斑位于木星的南半球，是一團(tuán)激烈上升的氣流，主要由氨氣和甲烷組成，以逆時(shí)針方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動。其東西長約4萬千米，南北寬約1.3萬千米，比地球大得多。

土星——自帶美麗光環(huán)

光環(huán)是氣態(tài)行星的共同特征，土星的光環(huán)最為巨大和壯觀，環(huán)的直徑是土星直徑的300倍，寬度為1190萬千米左右，內(nèi)邊緣距離土星表面約595萬千米。

土星好似戴著一頂草帽，又被稱為“草帽行星”

來源丨維基百科

光環(huán)是怎么形成的呢？天文學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，光環(huán)主要由彗星、小行星、碎冰、少量巖塊、塵埃和顆粒等物質(zhì)組成。碎冰很可能來自“冰殼衛(wèi)星”，當(dāng)它與土星相撞后，在引力的作用下，外圍的冰塊形成了一個(gè)圓環(huán)圍繞著土星運(yùn)動。組成光環(huán)的塵埃溫度很低（約-193℃），但是卻散發(fā)出熱輻射，正是這些熱輻射才讓光環(huán)得以被發(fā)現(xiàn)。

組成光環(huán)的物質(zhì)

來源丨ineplanets.org

在太陽系中，土星的衛(wèi)星數(shù)量最多，有82顆，堪稱“衛(wèi)星之王”。第一顆被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星是土衛(wèi)六——Titan（泰坦），它是土星最大的衛(wèi)星，也是太陽系內(nèi)僅次于木衛(wèi)三的第二大衛(wèi)星。泰坦幾乎比月球大50%，質(zhì)量是月球的1.8倍。泰坦的地殼下存在一個(gè)海洋，在這片海洋中，可能有適合微生物生存的環(huán)境，因此未來人類會對泰坦進(jìn)行詳細(xì)研究。

泰坦（左下角）和月球、地球的大小比較

來源丨NASA

天王星和海王星——藍(lán)色姐妹星

由于表面溫度極低，天王星和海王星又屬于“冰巨星”，它們都是藍(lán)色的，這和大氣的成分有關(guān)。它們的大氣除了氫和氦，還含有甲烷和氨，甲烷可以吸收陽光中的部分紅色光譜，因而反射出藍(lán)綠色。

天王星

來源丨NASA

海王星

來源丨維基百科

雖然天王星不是距離太陽最遠(yuǎn)的，卻是最冷的，平均表層溫度僅有-220℃。與金星一樣，天王星的自轉(zhuǎn)方向也是自東向西的。天王星堪稱太陽系中最“躺平”的行星，由于它的黃赤交角（黃道面與赤道面之間的夾角）約為98°，所以幾乎是躺著公轉(zhuǎn)的。因此，太陽光線幾乎可以直射極點(diǎn)，當(dāng)太陽直射南極時(shí)，南半球處于夏季，且一直是白天。而公轉(zhuǎn)的周期是84年，所以每過42年，才會有季節(jié)的轉(zhuǎn)換。

天王星的自轉(zhuǎn)軸與黃道面大致平行

來源丨ineplanets.org

海王星是距離太陽最遠(yuǎn)的行星，是唯一通過數(shù)學(xué)預(yù)測而發(fā)現(xiàn)的行星。海王星的公轉(zhuǎn)周期最長，約165年。海王星上的天氣非?；钴S，常形成風(fēng)暴，擁有太陽系中速度最快的風(fēng)。

好啦，今天的“追星之旅”就到此結(jié)束了，但我們對太空的探索不會停止，期待大家去發(fā)現(xiàn)更多星體的秘密。