中国科技大学地球科学概论3.ppt

第三章 太阳系,1. 从地心说到日心说,天体运行论1543 阿利斯塔克 （Aritarchus 公元前310-230) “地心说体系” 托勒玫（Ptolemaeus,85-165） 本轮、均轮、等点 阿尔丰索国王 顺行、逆行、留、水星金星的往返摆动 布鲁诺(Bruno,1548-1600)的无限宇宙,2. 太阳系的轨道特性,近圆性, e=(a2-b2)0.5/a 同向性 共面性,第 谷（Tycho Brahe 1546-1601）的21年 开普勒（Kepler 1571-1630） 8 ! 行星运动三大规律： 1. 行星在椭圆轨道上运动，太阳位于其中一个焦点上. 2. 行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积. 3. 行星公转周期的平方与轨道半长径的立方成正比.,3. Titius-Bode 定则,an+1/an=c1.7；an =0.4+0.3 2 n-2 UA 1UA=147.5 106km 表3.1 波得定律与观测值比较 行星 n 观测值 计算值 水星 1 0.387 0.4 金星 2 0.723 0.7 地球 3 1.000 1.0 火星 4 1.523 1.6 （小行星） 5 2.7 2.8 木星 6 5.203 5.2 土星 7 9.52 10.0 （天王星） 8 19.2 19.6 （海王星） 9 30.2 38.8 （冥王星） 10 39.5 77.2 *（ 上表中括号内为定律提出后发现）,1781年. 德国天文学家赫歇尔(Herschel)发现天王星 1801年11月. 谷神星丢失十年，根据41天移动了3度。高斯预报2.77 UA. （意.皮亚齐 Piazzi） 智神、婚神、灶神 小行星带,4.太阳,光谱分析：73种元素，H：71% ，He：26.5%，O+C+N+Ne:2%;Mg,Ni,Si,S,Fe,Ca 0.14%. 光球层： 厚300km,5500oC, 0.01g/ cm3. 色球层： 厚3000-5000km，日全食时呈玫瑰红色，可达100万度K. 日 冕： 最外层的稀薄等离子体太阳风大气层，d=10-12g/ cm3 . 100万K,800km/s,400km/s 黑 子： 直径2000-10000km，4200oC，具极强磁场；对气候与生态变化的影响有11年周期. 耀 斑： 在黑子群上空的亮点出现在色球层中，n秒钟内可扩大成纤维云状物，直径10万km，T 1.5万-100万度.,恒星的结局,小于3个太阳白矮星冷却黑矮星,3-10个太阳质量核炸超新星,大于10个太阳质量内炸，超新星，中子星（脉冲星，R10km, V增大），黑洞,He燃烧合成C,O,Ne,Mg,S,Si,抛出外壳,红巨星,超新星 第二代星云,忙忙碌碌又开始了,“臭蛋星云”,形成中的 臭蛋星云,5. 太阳系中的行星,体积 密度 卫星 表面 主要元素 类地行星 小 大 少 固 Fe,Mg,Si,K,Ca, Al,Ti,Ni 类木行星 大 小 多 非固 H,He,CH4,氨冰 水冰,“伽利略” 于2003.9.21坠入木星大气层,旅行者2号的旅程,旅行者2号对海王星的最后一瞥,先驱者号上的图形语言,太阳系九大行星（详见后多图）,水星,金星,地球,火星,木星,土星,天王星,海王星,旅行者 2号的发现 磁场，磁轴与自转 轴的夹角约为50度； 海卫1，海卫2之外 还有6颗卫星（呈碎 块状）。,海卫1 新发现的卫星 直径 ：2720Km 直径 ：50-200km 表面：T=37K 阴暗的碎块 600km高处，T=300K 极冠 甲烷冰，氮冰 XY裂缝 山脉（无环形山），物质？,冥王星,1930年2月18日发现 黄赤交角17度 冥王星的表面 甲烷冰层覆盖 密度2g/cm3 直径14000-6000km 卡戎卫星,5. 彗星,慧核，慧发： 固体C,冰冻水，CH4,NH3等 慧尾 CO+,N2+,CO2+,汉朝马王堆帛书里对彗星的描绘,哈雷彗星,海尔波普彗星,彗星的源？ Oort 云,6. 陨石,7. 撞击的效果,6500万年前，墨西哥尤卡坦半岛陨石坑直径170km的洼地，陨石直径10-20km. 撞击的效果-恐龙绝灭. 1908年 通古斯 “苏梅克列维9号”（S-L9）彗星撞木星 1993.3.23-3.25 1994.7.16 21个慧核,卫星图片墨西哥尤卡坦半岛上的大陨石坑,1993.3.25-1994.7.15慧木相撞前,哈勃空间望远镜观测到的S-L9彗星碎块（21块）,S-L9彗核C碰撞前后的木星红外图像,彗核K与木星撞击后火球从亮到暗的变化,慧木相撞痕迹,月球上的撞击坑,流星雨,1833年：带来知 识启蒙的狮子座 流星雨,1966年：20世纪最眩的狮子座流星雨,1999年：呈火球状的狮子座流星雨,2002年：在英格兰观看到的狮子座流星雨,2002年：从太空观测到的狮子座流星雨 (11月19日),空间观测计划,空间探测的参与者：观测天文学家，地 质学家. 仪器： 用照相望远镜搜索近地天体 电子光探测器 目标： 发现小行星使之偏离轨道,8. 角动量分配异常,C=MVR=MR2 0.135%99.4%,9. 太阳系起源假说及其发展,Kant-Laplace星云说 1