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文档简介
第四章太阳系,第一节太阳系主要天体的特征第二节太阳第三节行星、卫星和太阳系小天体第四节近地小天体对地球的影响,20131103(十月初一)日全环食,CCTV13:20131103,22:15现场直播链接视频:,第一节太阳系主要天体的特征,一、太阳系的结构及其运动特征(重点)二、太阳系行星的视运动(难点),太阳系是以太阳为中心、所有受到太阳的重力约束的天体的集合体。,一、太阳系的结构及其运动特征,1、太阳系组成及范围太阳系由太阳、八大行星、矮行星、卫星、小行星、彗星、流星体等构成。太阳系范围的界定以冥王星轨道为界,约40UA按彗星起源假说中的柯伊伯带(短周期彗星产生环带)为界,约501000UA;依奥尔特云(长周期彗星“仓库”)为界,约10AU0.5Ly依太阳风作用的范围,约100160UA据理论计算所得太阳系引力范围,约15万23万UA,一、太阳系的结构及其运动特征,一种理论推测认为短周期彗星是来自离太阳50500天文单位的一个环带,这个区域称为柯伊伯带。其名称源于荷兰裔美籍天文学家柯伊伯(Kuiper)。根据长周期彗星的轨道分布,奥尔特提出离太阳3万到20万天文单位处的一个巨大彗星“仓库”,估计其中的彗星超过1千亿颗。,2、行星的运动与分布规律,(1)开普勒三大定律:,第一定律(轨道定律):行星绕日公转的轨道均为椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上。,第二定律(面积定律):同一行星的向径在相等的时间内扫过的面积相等。,30天,30天,意义:行星近日角速度大线速度大行星远日角速度小线速度小,成因:机械能守恒动能+势能=常量,第三定律(周期定律):行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方之比为定值。,大多数行星的轨道偏心率都很小,水星为0.206,其余都在0.1以下。,(2)提丢斯波德定则:,该定则是反映行星分布规律的经验公式,为德学者提丢斯1766年提出,由波德1772年修改完善。,an=0.4+0.32n,n为行星序号,an轨道半径(天文单位),(3)行星的自转规律,行星质量越大自转周期越短(金星例外),行星的自转方向与公转方向一致均为自西向东(金星例外),行星的黄赤交角都不大(金、天例外),(4)行星轨道特征,共面性:行星的轨道面与黄道面交角都很小(水星稍大),近圆性:行星轨道的都十分接近正圆(水星稍扁),同向性:所有行星的公转方向都相同自西向东,水星-;金星0;地球1;火星2;木星3.,1、,一、太阳系的结构及其运动特征,一般把轨道具有共面性、同向性和近圆性的卫星叫做规则卫星,反之称为不规则卫星。有些卫星的轨道面同行星的轨道面倾角大于90,它们绕行星运动的方向和行星绕太阳运动的方向相反,称逆行卫星。总之,太阳系的卫星既有规则卫星又有不规则卫星,既有顺行卫星又有逆行卫星。,3.太阳系天体运动角动量异常,一个物体在作直线运动时,它具有动量,动量等于物体的质量和速度的乘积,若作曲线运动的物体则具有角动量。行星绕太阳运动是一种曲线运动,所以行星都具有角动量。P82公式假如一个天体系统在一段时期内同外界没有物质交换,没有相互作用,则这个系统的角动量将保持不变。在系统的内部某一部分的角动量可以全部或部分的通过某种方式转移给另一部分,但是系统的总角动量不增也不减,这就是角动量守恒定律。P82表3.1,1、内行星的会合运动:上合:星、地黄经差为180(星最远,与日同出没)。东大距:内行星在日之东角距最大时(昏星)。下合:星、地黄经差为0(星最近,凌日方可见)。西大距:内行星在日之西角距最大时(晨星)。2、外行星的会合运动:,东大距,下合,西大距,水星东大距1828金星东大距4548,二、太阳系行星的视运动,水星凌日,水星凌日,西,东,金星凌日,金星凌日,金星凌日,金星凌日,黄道(每格10角分),金星凌日模拟(2004年7月8日4-12点),此间太阳大约向东运行了17.8;而金星则向西运行了14。,2、外行星的会合运动:合:星、地黄经差为180(星最远,与日同出没)。东方照:星在日之东90时(午出子没上半夜可见)。冲:星、地黄经差为0(星最近最亮,整夜可见)。西方照:星在日之西90时(子出午没下半夜可见)。3、行星会合的周期(S),东方照,冲日,西方照,合日,注意:内行星绝无夜半中天。外行星绝无凌日现象。会合周期非公转周期。,案例:火星大冲(-2.9等)日期:2003年8月29日02时距离:5576万公里。火星位于近日点,地球位于远日点(6万年一遇)。,观察上图“东大距”、“西大距”;“东方照”、“西方照”的位置要以地球为出发点看,关于内行星的东西大距与外行星的东西方照,内行星的轨道在地球轨道之内,它同太阳的黄经差被限定在某个限度内且90,这个限度叫做大距(最大的距角)分东大距和西大距。外行星的轨道在地球轨道之外,它同太阳的黄经差可以0-360。当距角为90时成为方照,分东方照和西方照。,3、行星会合的周期(S)(P88)设:行星的公转周期为P,则角速度为1/P。地球的公转周期为E,则角速度为1/E。内行星的会合周期(S内):S内=外行星的会合周期(S外):S外=当P、E均以地球年作单位有:S内=S外=,1.内行星相对地球的角速度,1.1/P-1/E,1.外行星相对地球的角速度,1.1/E-1/P,1.1/P-1,1.1-1/P,自西向东叫顺行自东向西叫逆行,4、行星的逆行运动(P87)(1)何谓逆行:行星相对恒星背景运动,自西向东叫顺行自东向西叫逆行,内行星下合前后外行星冲日前后,4、行星的逆行运动:(1)何谓逆行:行星相对恒星背景运动(2)逆行出现的时间(3)原因:行星与地球的公转线速度有差异。当星地距离最近时速度差视角差视位移。(4)图释:,木星与土星的逆行,西,东,地外行星的逆行,地外行星在冲前后逆行,1-3处于逆行状态,地球追上并超过外行星3-4恢复顺行,地内行星的逆行,地内行星在下合前后逆行,1-4内行星处于逆行状态,内行星追上并超过地球4-5行星恢复顺行,第二节太阳,一、太阳的基本情况二、太阳的结构、能源与演化三、太阳活动对地球及人类的影响,(一)太阳的成分与较差自转1、太阳的成分氢71%、氦27%,其他2%(碳、氮、氧等)2.太阳的较差自转-日面不同纬度处以不同速度转动。(二)太阳的大小1、半径大小(R)(1)视角半径(平均)=1559.65(2)线半径R=Dsin=695990公里,太阳,地球,R,D,一、太阳的基本情况,2、质量大小(M)设:地球质量为m,其公转线速度为V,日地距为R。则:地球公转的向心力为:太阳地球相互引力为:因为:F引=F向,所以:故:M=RV2/G=1.9871033克(M=333400m)3、密度大小(1)平均密度=M/V=1.409克/厘米3(2)中心密度=160克/厘米3(3)表面密度=10-7克/厘米3,二、太阳的结构、能源与演化(一)太阳的结构1、太阳的内部结构(1)核反应区:厚1/4R占50%M99%的能量由此产生(2)辐射区:厚1/2R占35%M1%的能量由此产生(3)对流区:厚1/4R占15%M2、太阳的外部结构太阳大气及其活动(1)光球薄而明亮的太阳大气最低层。物理性质:厚度500公里;密度10-7;温度5770K光球活动:米粒组织太阳大气的对流胞。太阳黑子光球上温度较低(4200K)的黑斑。光斑比光球背景更明亮的斑块。,太阳黑子与米粒组织,(2)色球具有玫瑰红光辉的太阳大气中间层。物理性质:厚度104公里;密度10-8;温度色球活动:日珥在色球层中喷发的气焰耀斑在色球爆发的明亮斑块(出现在黑子附近)。(3)日冕具有银白色光芒的太阳大气最外层。物理性质:厚度:4-5个R;密度:10-9;温度:100万K日冕扩散形成太阳风。,底4200K,顶50万K,速度:10200km/s,高度:可达百万km,太阳色球,色球亮度仅为光球亮度的1/100,太阳色球,1999.8.11上世纪末最后一次日全食,在土耳其拍到的色球与日珥。,巨大的日珥,在太空拍到的日珥爆发,在太空拍到的日珥爆发,色球耀斑,色球上的耀斑,日冕亮度仅为光球亮度的1/1000,1999.8.11日全食时在匈牙利拍到的日冕,1999年8月11日在匈牙利拍到的日冕,西德州上空的北极光,华盛顿州上空的北极光,北极光和狮子座流星雨,冰岛极光与火山,(二)太阳的发光功率,1、太阳常数(I。)在太空距离太阳一个天文单位处的阳光辐射强度。I。=1.98卡/cm2min=8.16J/cm2min2、太阳辐射功率(W)以平均日地距离为半径的球面积(S):S=4R2=43.1416(1.4961013cm)2S=2.8121027cm2该球面S每分钟获得太阳总能量为WW=SI。=2.8121027cm28.16J/cm2minW=2.294691027J/minW=3.82481026J/s=3.831033尔格/秒,按照太阳目前辐射功率发热,一个月球质量的优质煤可燃烧1.5小时,一个太阳质量的优质煤至多可以燃烧1500年。,(三)太阳的产能机制,1、产能机制热核反应2、太阳的质能转换质能方程:E=mC2质能转换:4摩尔H的质量=41.0078克=4.0312克1摩尔He的质量=4.0026克4摩尔的H参加核反应后的质量损耗mm=4.0312-4.0026=0.0286克变为辐射能质能当量:E=mC2=0.0286克(31010厘米/秒)2E=2.5741019(尔格),4H1He4+2e+2e+3(氢)(氦)正电子中微子光子,m为质量(克),C为光速(31010厘米/秒),E为能量(尔格),50亿年耗损:0.3M,100亿年耗损:0.6M,太阳运动对人类的影响,1干扰电离层-德国通讯兵布鲁克二战中,接收信息突然收不到,失职被判死刑,后来科学家证明并非他失职。2、极光-磁场俘获粒子产生极光,所以极光是对称于两极的;3、磁暴-粒子绕转,改变了磁场;4、对气候的影响-降水(凝结核、带电粒子,改变了凝结状况)。与黑子活动有的正相关、有的负相关;多雨带在黑子大年更多水,干旱带呈负相关;5、增加事故-增加了机械加工过程的裂点6、增加发病率-尤其是感冒,病毒变异,人失去抵抗力。,第三节行星、卫星和太阳系小天体,一、八大行星简介二、矮行星三、太阳系的卫星四、太阳系的小天体,视频资料,旅行到宇宙的边缘(收藏6页),一、八大行星简介,水0.38,0.72金,地1,1.52火,木5.2,天19.3,海30.1,冥39.5,行星定义:围绕太阳运转,自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状,并且能够清除其轨道附近其他物体的天体。,矮行星定义:围绕太阳运转,与行星同样具有足够的质量,呈圆球状,但不能清除其轨道附近其他物体的天体。,土9.6,太阳系八大行星,2006年对大行星重新定义,水星,水星,又叫辰星。是太阳系中离太阳最近的大行星,它与太阳的最大角距不超过28,因此,它经常被黎明或黄昏的太阳光辉所淹没,很难被人们看到,最亮时的视星等1.9m。水星的大小在八大行星中是最小的。其化学组成和内部结构与地球相似。人类发射的行星探测器已拍摄到详细的水星表面照片,貌似月球。,金星,金星,中国古称“太白”,因为它有时出现在日落后的西方,有时出现在日出前的东方,因此在中国就有东有“启明星”,西有“长庚星”之说。金星是肉眼所见最亮的行星,视星等最大可达-4.4等,比最亮时的木星还高5倍,比天狼星还亮14倍,有时甚至白天都能看见它,因此,它给人们留下的印象是很深刻的。金星的大小、质量和平均密度都与地球接近。金星大气有大量的二氧化碳,目前产生非常强的“温室效应”。,11月1日,金星迎来东大距,整个11月份是观赏金星的好时机。金星是全天最亮的星星,在夜空天体中其亮度仅次于月亮。金星的直径与地球相当,它本身不发光,金星之所以会成为全天最亮星,一方面因为它离地球距离很近,另一方面因为它表面大气反照率高,反射了太阳光。此次金星东大距发生在北京时间11月1日16:59,大距时从地球上看去,其与太阳张开的角度可达47。对于观赏金星来讲,不必局限于金星大距的准确时刻,甚至不局限于这一天。金星东大距前后的一段日子里,太阳西落后,金星在西方天空出现,随后慢慢跟随太阳落下。一般来讲,二者张角越大,日落后金星在天空停留的时间也就越久,越适合观赏。考虑到日落时间逐日提前和金星赤纬变化等一些因素,此次金星东大距之后一段时间内,日落时分金星的高度不降反升。可以说整个11月份金星的观赏条件都非常理想。日落后,金星位于西方略偏南的天空,异常明亮,肉眼可见。-西涌天文台天象预告,地球人类的家园(讨论),空间望远镜拍的地球照片,从月球上看地球,地球成为太阳系绿洲的原因,第一,地球与太阳的距离适中,加上自转与公转周期相当,使得地球能接收适量的太阳辐射。第二,地球的质量虽不大,但密度较大,由重元素组成,具有一层坚硬的岩石外壳,能贮存液态水。岩石上层经风化,发育形成土壤层,能为动、植物的生长发育提供良好的基地。第三,在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成包围地球的大气层。第四,地球大气中含氧丰富,高空氧在太阳紫外线作用下形成臭氧层,臭氧层吸收太阳紫外辐射,使之不能到达地表。第五,地球磁场在太阳风的作用下形成了磁层,它对太阳风带来的高能粒子具有阻挡及捕获作用,使地球上的有机体免受或少受侵害。第六,在类地天体上存在多种地质过程,它们有普遍的相似特征,又有很大区别。地球是大行星中唯一发生板块构造运动的星体。第七,在月地系统中,月球对地球旋转轴的倾斜度起着稳定作用。,火星,火星,中国古代叫“荧惑”,比地球小些,与地球的自转和地球昼夜交替很相似。在火星上也有四季变化,但每季约有地球上两季那样长。结构特征与地球也类似,是21世纪人类最感兴趣的行星之一。,来自火星机遇号的信息,俄罗斯将宣布中俄火星探测任务失败,北京时间9日4时16分,中国首个火星探测器“萤火一号”和俄罗斯“福布斯-土壤”探测器在位于哈萨克斯坦境内的拜科努尔发射场搭载俄“天顶”运载火箭发射升空。搭载中国火星探测器“萤火一号”的俄罗斯“福布斯土壤”探测器,因未能变轨前往火星,现环绕地球上空207至341公里的轨道运行,不过俄航天局昨日(10日)先后两次抢救均未成功。,木星,木星及木星大红斑,木星和它的伽利略卫星(海盗1号飞船照片),彗木相撞事件,木星,我国古代也叫岁星,公转周期约为12年。它的体积和质量都是九大行星中最大的,它同它的众多卫星构成了一个小型的“太阳系”。木星自己有红外热辐射能源。木星有浓密的大气,用望远镜观测木星,可以看到大气中一系列与赤道平行的明暗交替的云带,木星一个最显著的特征就是大红斑。1994年7月17日22日,太阳系发生了一次罕见的天体撞击大事件彗木相撞。,土星,土星,我国古代叫“镇星”或“填星”,是太阳系的第二大行星,它的最显著特点是具有一个特别引人注目的美丽光环。土星环在1659年就被惠更斯确定了,它位于土星的赤道面上,当时观测到土星环有5个。1979年“先驱者”11号又探测到2个新环。这些环若就近观测多是由直径430厘米的冰块构成。,天王星,天王星是人们早就观测到的一个天体,因显得很黯淡,人们一直把它当作恒星,直到1781年3月13日被天文爱好者威廉赫歇尔发现。天王星自转比较特殊,是躺着旋转,横着打滚。天王星也有环带,也有多颗卫星环绕。,海王星,海王星,旅行者2号拍摄,哈勃太空望远镜于1994年6月28日拍摄的两张海王星照片。可以看见南纬30度和南纬60度的云。1989年旅行者二号飞过海王星时拍摄到的大小暗斑已经消失。,哈勃太空望远镜分别于1994年10月10日(左上),10月18日(右上)和11月2日(中下)拍摄的海王星图片。图片显示在几天内海王星大气的快速变化,二、矮行星,1、冥王星,太阳系目前最大的矮行星,艾里斯,冥王星和卡戎(上)冥王星和它的三个卫星(下),冥王星和它的卫星卡龙左图是地面上望远镜拍摄的最好的照片;右图是空间望远镜图像;下图是它们的轨道示意图。,二、矮行星,2、谷神星在1801年元旦之夜被发现时被认为是第一颗小行星。2006年以后被确认为矮行星。也是唯一的一颗位于小行星带的矮行星。,三、太阳系的卫星,太阳系大行星的卫星数,说明:2006年8月把冥卫星降为矮行星后,太阳系大行星的卫星数为130个。,卫星例子,木卫一,木卫二,1996年“伽利略号”飞船拍摄的木卫二照片,卫星例子,火星卫星,土卫六,伽利略卫星,月球概况,(一)月球的距离、大小和质量,(二)月球上的自然条件,(三)月球的表面形态,(四)月球的内部结构,月球起源假说,同源说撞击分裂说俘获说,参考资料月球从何而来,月球被捕获说是指地球引力将月球捕获,使月球从行星变成了地球的卫星。不少天体物理学家认为:地球捕获月球作为自己的卫星的可能性极小,甚至完全无此可能。地月同源说与地球分裂说根本无法解释月球岩石年龄和物质成份不同于地球。宇宙的年龄上限不超过200亿年,而月球不但比地球、太阳更古老,它几乎与宇宙同龄,最保守的估计,月球也有50亿-100亿年的历史。如果要想象地球将月球那么大的一块抛出,而自身没有散架反而形成两个几乎完美的球体,也是极端困难的。月亮从何而来?我们不知道,那些天文学家同样不知道。总之要解开这个迷团,看来只能是跳出那三种假说了。,月球探测,第一艘绕月飞船(1959,苏联“月球1号)第一艘载人登月飞船(1969,美国阿波罗11号)中国探月工程2007年发射中国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”2011年发射中国第二颗月球探测卫星“嫦娥二号”2013年发射中国第二颗月球探测卫星“嫦娥三号”2017年月球采样,返回地球,(一)月球的距离,大小和质量,1、月球的距离(视差测距),测:月球的地心视差=57(平均值),有:sin=R/D得:D=R/sin=384400公里,2、月球的大小,视角半径=1533(平均),最大1643,最小1414,近地点D=363300公里;远地点D=405500公里,线半径R月=Dsin=1738公里,3、月球的质量及有关物理量,月球的质量M月=7.3501025克M月/M=1/81.3,平均密度=M月/V月=3.341克/厘米3,重力加速度g月=162厘米/秒2g月/g地=1/6,环绕速度=1.68km/s;逃逸速度=2.38km/s,当然,如图标出的甲乙两地同时观测月亮是不可能的,因为对于乙地,月亮位于地平线上。实际上测量是在地面上相距很远、经度尽量接近、月亮的位置又便于观测的两地同时进行的。,(二)月球上的自然条件,1、没有大气和液态水无风无云天空漆黑,无晨昏和风化现象。,原因:重力加速度小,逃逸速度低。(气体分子运动速度逃逸速度),2、昼夜温差大白天130C;晚上-180C。,原因:无大气保温,岩屑比热小导热差,昼夜更替长。,3、无生命现象,表面为月尘和岩屑覆盖.(含有许多有机物),(三)月球的表面形态,1、月海暗色熔岩流覆盖的宽广低平原。(有22个),特点:多呈圆形,正面多背面少,月海下面多有“质瘤”。,成因:可能是早期大型星子碰撞所致。,(一个朔望月),月球上的海,地月系,月球,地球,太阳高挂而天空漆黑何故?,是因为无大气散射阳光的原故,月极的岩屑下可能隐藏大量的固态水,美国宇航局的一项撞击月球南极的计划,NASA希望通过这一计划成功找到月球存在水的证据,以利未来宇航员登陆月球并建立长期基地。NASA将在2009年1月用探测器撞击月球南极表面,撞击将产生高达40英里(约64公里)的月球尘埃,人们在地球上就可以借助望远镜观看到这一“撞月奇景”。,特点:大小差异悬殊,有些有中央峰,正面少背面多。,成因:由流星体轰击所致。,成因:尚无定论,可能由高速陨石撞击所致。,4.山脉分布于“海”的边缘,特点,向“海”侧陡背“海”侧缓,2.环形山环状隆起的山体。,3.辐射纹呈放射状的亮带。,(四)月球的内部结构,(软流状的榴辉岩),月海与环形山,环形山与月海,月球正面,晨昏线附近的环形山,环形山中央峰,埃拉托斯特塔环形山,哥白尼环形山,直径:93公里,凹陷:3800米,中央峰:1200米,阿波罗16拍的月球背面,望远镜拍的月球正面,四、太阳系的小天体,1、小行星(近地小行星)大多数小行星分布在火星和木星之间,构成小行星带。在地球轨道附近的被称为近地小行星。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交,曾有某些小行星与地球发生过碰撞。目前国际上在小行星发现领域的热点是对近地小行星的探索。尤其是要对地球有潜在危险的小行星进行监测。,小行星,小行星Ida和它的卫星,伽利略号探测器摄于1993年8月28日,小行星Gaspra,1991年伽利略号探测器拍摄,潮州星(2008.3)-5217号小行星,1966年2月13日紫金山天文台发现汕头星(1990.4)-3139号小行星,1980年11月11日紫金山天文台发现,陈伟南星(2008.6)-8126号小行星1966年1月20日紫金山天文台发现饶宗颐星(2011.10)-10017号小行星1978年10月30日紫金山天文台发现,四、太阳系的小天体,2、彗星(组成、轨道、周期)完整的彗星形态由彗核、彗发和彗尾构成,主要由冰物质组成。轨道或椭圆或抛物线或双曲线。有周期彗星和非周期彗星之分。一般周期长于200年的称为长周期彗星。,哈雷彗星,海尔波普彗星,SWAN彗星,艾森彗星,哈勃望远镜10月9日拍摄的彗星ISON,将于2013年11月28日抵达近日点,距离太阳大约120万公里。预计将在2013年12月26日最近距离接近地球,距离为64.21万公里,ison模拟网站,这个是国外的天文台拍到的ison,四、太阳系的小天体,3、流星体太阳系中无固定轨道的小天体,称为流星体,它受较大天体引力作用被俘获。若较大天体有大气,进入大气层就会产生摩擦,出现发光发热的流星现象(如地球上的偶发流星)。,流星现象,第四节近地小天体对地球的影响,一、近地小行星二、流星雨、陨星及陨石坑三、近地彗星,一、近地小行星,按其轨道不同特点,近地小行星可以分成三类:阿坦型,其轨道半长径小于1.0天文单位;阿波罗型,其轨道近日距小于1.0天文单位;阿莫尔型,其近日距小于1.3天文单位。据资料统计:全世界共发现近地小行星近千颗,包括近百颗潜在危险小行星(指在其轨道与地球轨道最近距离小于0.05天文单位且绝对星等亮于22等)。,二、流星雨、陨星及陨石坑,大流星体或流星群受地球引力作用被吸引进入大气,摩擦燃烧未尽坠入地表的成为陨星,成分是铁质为主的叫陨铁,一般石头成分的叫陨石,在地面造成大的凹陷,称为陨石坑。大量的流星体若沿一定的轨道运动,称为流星群,被地球吸引后形成流星雨。平行落入地球的的流星光,在地面看来似乎是从一个点发出的,人们就以这个点附近的区域的星座作为流星雨的命名,如狮子座流星雨。,天外来客陨石,1976年3月8日陨落于中国吉林市郊,重1770公斤,是迄今世界上收集到的最重的陨石。体积为1179384立方厘米。,标尺为30厘米,陨石坑,陨石坑,美国亚利桑那陨石坑纪念馆,美国亚利桑那陨石坑,流星雨,三、近地彗星,由于彗发、彗尾物质稀薄,当近地彗星扫过地球时,对地球影响不大,但若是彗核碰撞地球,所造成的影响就很大。,彗木相撞示意,大陨石撞击地球导致的自然环境变化,改变了地表形态,造成陨石坑与环型山。陨石撞击导致地震。陨石撞击地球,导致地表环境的灾变。总之,太阳系小天体与大行星相撞事件确实存在,我们地球人可不能大意。不过现代的人类科学技术完全有可能制止小天体撞击事件的发生。,太阳系的起源和演化,行星物质的来源和行星的形成方式,是太阳系起源的两个基本问题。根据对行星物质来源的看法,可以把各种学说分为三类:1灾变说认为行星物质是因某一偶然的巨变事件从太阳中分出的。2俘获说认为太阳从恒星际空间俘获物质形成原始星云,后来星云演变成行星。3共同形成说,太阳系的起源和演化,1灾变说2俘获说3共同形成说认为整个太阳系所有天体都是由同一个原始星云形成的。星云中心部分的物质形成太阳,外围部分的物质形成行星等天体。俘获说和共同形成说常合称星云说。对行星形成方式问题大致有五种看法:(1)先形成环体,然后由环体形成行星。(2)先形成很大的原行星。然后演化成行星。(3)先形成中介天体,然后由中介天体结合成行星。(4)先形成湍流的规则排列。在次级旋涡流中形成行星。(5)先凝聚成大大小小的固体块-星子,星子再聚集成行星。,太阳系的形成过程(戴文赛的星云学说),1、太阳星云的形成:银河星云在收缩中产生旋涡并分离出太阳星云,2、星云盘的形成:太阳星云在不断收缩中加快旋转,惯性离心力使云团变扁形成云盘。,3、原始太阳的形成:星云盘中央离心力小,收缩增温快致使热核反应开始,形成原始太阳;盘缘物质聚为星子。,4、星子的形成:,集聚过程小质点在静电力的作用下合并为大质点。,吸积过程大质点在静电力和万有引力的作用下吸附小质点形成星子。,5、行星胚的形成:特大星子引力大,吸积增长极快成为行星胚,6、大行星的形成:星胚“吃掉”引力范围的星子形成大行星。,参考简明天文教程余明207-211,对太阳系主要特征的说明,(1)行星轨道运动和自转(2)行星的大小,质量和密度的分布(3)太阳系角动量分布的说明(4)距离规律的说明,参考简明天文教程余明207-211,(1)行星轨道运动和自转,行星绕太阳公转轨道的共面性,同向性和近圆性是它们在转动着的茫茫的尘层中形成的必然结果。在尘层内刚形成的星子,起初绕太阳在近圆形的轨道上作开普勒运动。后来,由于星子自引力摄动和碰撞。使星子轨道改变,偏心率e和倾角i变大,由于星子集聚成行星胎的过程是随机的,根据必然的统计规律性,行星胎在生长过程中轨道e和i被平均化,e和i本应等于零;然而,由于偶然性,平均化不会很彻底,仍保留下来很小的e和i值,一般说来,质量大的行星是由更多的星子集聚而成的,平均化较好,因而e和i值更小些。而质量小的水星和冥王星e和i值较大。,(1)行星轨道运动和自转,太阳和行星是由同一星云组成的,所以太阳自转与行
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