天文学概论_3_太阳系 A

1、刘雄伟物理与电子信息学院一，太阳系概况一，太阳系概况二，太阳二，太阳三，月球三，月球四，内太阳系行星：四，内太阳系行星：水星、金星、地球、火星水星、金星、地球、火星五，外太阳系行星：五，外太阳系行星：木星、土星、天王星、木星、土星、天王星、 海王星海王星六、矮行星、柯依伯带、奥尔特云六、矮行星、柯依伯带、奥尔特云七，彗星、流星、流星雨和小行星七，彗星、流星、流星雨和小行星一、太阳系概况一、太阳系概况柯依伯带冥王星海王星天王星土星木星小行星带火星地球金星水星和谐、美丽、统一的系统和谐、美丽、统一的系统奥尔特云奥尔特云1光年质量21030千克太阳占99%行星轨道为盘状奥尔特云为球状太阳系各种天体和

2、现场是怎么统一的？太阳系各种天体和现场是怎么统一的？二、太阳二、太阳l典型的中小质量恒星；l唯一能仔细观测的恒星（全波段）；l是太阳系的主宰，地球生命的源泉；l太阳活动对地球有多方面的影响（极光、磁暴、电离层骚扰、空间环境以及气候的影响）。质量：21030千克半径：6.96105千米（比地球大109倍，体积大130万倍）日地距离：1.5亿千米（光走8分钟，1AU）年龄：50亿年（不是第一代恒星）光度： 3.81026瓦特，（ 3.81033尔格/秒）视星等：-26.74 等（天体越亮，星等越小）1 1，太阳的基本参数，太阳的基本参数元素 质量丰度 元素 质量丰度氢 73.5% 铁 0.162%

3、氦 24.8% 硅 0.09%氧 0.788% 镁 0.06%碳 0.326% 氖 0.16%氮 0.118% 除日核外，其他各层的化学组成相同除日核外，其他各层的化学组成相同大气分大气分3 3层：层：光球、色球、日冕（可观测到）内部分内部分3 3层：层：日核、辐射层、对流层。（观测不到，靠理论推测）日核太阳的产能日核太阳的产能区区 太阳内部发生核反应的区域，提供太阳辐射的能量，约0.25太阳半径。 地球接收到的太阳辐射来自光球 光球温度：5777K， 厚度约500千米， 顶部密度： 8107克/厘米3 光球人眼所见到的太阳光球人眼所见到的太阳 在光球之上，厚度约 2000千米； 温度比光球高

4、,但比光球 暗，日食时才能看见； 它发出氢原子氢原子656.28656.28纳米红色谱线纳米红色谱线，光球却没有， 用色球望远镜可观测色球； 密度色球密度：1071014克/厘米3色球色球日冕日冕 太阳大气最外一层： 0.3个几个太阳半径； 密度比色球更低： 1014克/厘米3 温度更高，达几百万度； 日冕的形状变化不定，有时圆形，有时扁圆形， 有时又呈不规则的形状； 日冕亮度只有光球的百分之一。日全食带日全食带月盘遮挡太阳形月盘遮挡太阳形成本影和半影成本影和半影月球运动形成全月球运动形成全食带食带 月轮大于日轮月轮大于日轮 发生发生日全食日全食 月轮小于日轮月轮小于日轮 发生发生日环食日环食

5、 月轮等于日轮月轮等于日轮 发生发生全环食全环食日全食时观测到的色球及日珥日全食时观测到的色球及日珥月盘比日盘稍大，在食甚时刻月盘比日盘稍大，在食甚时刻能让色球露出呈环状能让色球露出呈环状太阳活动极小年太阳活动极小年 太阳活动极大年太阳活动极大年 太阳黑子太阳黑子日珥日珥太阳耀斑太阳耀斑日冕物质抛射日冕物质抛射太阳黑子太阳黑子黑子大小不一，经常是成对出现，伴有小黑子群；黑子寿命最短的两三个小时，大黑子的寿命可达几十天。黑子不黑，黑子处磁场更强，因而温度更低一些。 太阳表面的物质抛射，像火柱一样。来自色球和日冕的冷气体云。边缘可观测，若在日面则为暗条。 需单色观测或在日全食时观测。 与黑子有密切

6、联系。 耀斑是最强烈活动现象，能量巨大。 产生在日冕的低层，和黑子有着密切关系。 产生由高能粒子组成的太阳风。对地球上的电讯有强烈的干扰；对航天器和宇航员有致命的威胁；在地球大气高层产生极光，引起地球磁暴。 人造卫星上的日冕仪发现的一种激烈的活动现象。 在一两个小时内从太阳表面喷射出几吨百亿吨等离子体物质； 以每秒1001200千米的速度离开太阳。 有环状、泡状和云状瞬变； 常伴随有耀斑、光学暗条、射电爆发和X射线爆发等现象。太阳活动周期太阳活动周期，或称为太阳磁活动周期，是太阳黑子数及其他现象的准周期变化，大约11年为一个周期（22年，磁极反转）黑子蝴蝶图黑子蝴蝶图黑子先出现在高纬区，然后逐

7、渐走向低纬区，黑子出现在南北纬度350之间，形成蝴蝶状，每只蝴蝶为一个太阳活动周。太阳周期活动的原因：太阳周期活动的原因：较差自转太阳赤道转得快： 约26天转一圈极区转得慢：约35天转一圈 太阳磁场是偶极场 较差自转导致太阳磁力线缠绕。太阳周期活动的原因：太阳周期活动的原因：较差自转磁冻结（磁场和等离子体耦合在一起）l太阳风是太阳释放的快速带电粒子流，是一种等离子体，也有磁场。l太阳风源于日冕的高温，主要通过冕洞向外流失。太阳风和地球磁场作用，在两级产生极光太阳风和地球磁场作用，在两级产生极光极光椭圆极光椭圆 极光发生在围绕磁极的一个近似椭圆形的环状区域，称为极光椭圆 l光度3.81033er

8、gs-1, 已经发光50亿年l引力收缩 ：可维持发光1千万年，能量不够l氢原子聚变反应：4个氢原子核聚变为1个氦核，释放出巨大的能量，能量大部分被中微子带走，其余的被光子穿过辐射层、对流层带到外面。可以燃烧90-100亿年。若变为红超巨星则会吞威胁到木星若变为红超巨星则会吞威胁到木星二、月球二、月球l地球唯一的卫星l地球的卫士l地球的姐妹l科幻的沃土l神话的乐园月球基本参数月球基本参数环形山环形山平原（月海）平原（月海）陨石坑陨石坑没有大气没有大气l月球表面到处都布满了大大小小的环形山环形山。l月球正面直径大于1千米的环形山约有3万多个。 1, 1,环形山环形山 南半球的第谷环形山的辐射纹南半

9、球的第谷环形山的辐射纹 长长短短总共12条，最长的达1800千米，辐射纹上聚集着许多小环形山，像一串串的珠子。(陨石撞击或火山爆发)l 少数大环形山可能起源于火山爆发；l 月球形成早期处于熔融状态，小行星、彗星、流星等撞击月面形成很多小环形山.为什么会有这么多环形山？为什么会有这么多环形山？l 雨海旁边的亚平宁山脉，长达1000千米，是月面上最大的山脉。l 在南极附近还集中了一些高大的山峰，最高峰比地球上的峰最高峰比地球上的峰珠穆朗玛峰还高！珠穆朗玛峰还高！ 高大的山脉高大的山脉l 月面上的一片片暗黑区域。当年伽利略的望远镜太小，看不清楚月面上的黑影子究竟是什么，猜想可能是海洋。l 平原取海的

10、名字：静海、云海、澄海、雨海、危海、丰富海、风暴洋等等。2，月面上的大平原月海，月面上的大平原月海l 月球自转周期与绕地球公转周期相同（什么原因？），都是27天7小时多，因此月球始终以同一半球对着地球。l 在地球上约可看到59%的月亮表面。月亮背面的那41的表面究竟怎么样？3，神秘的月球的背面，神秘的月球的背面外星人基地？变形金刚？“阿波罗阿波罗”1212拍拍摄的月球照片摄的月球照片 正反面参半，右半部是背面，环形山明显多于正面。（为什么？）l月球没有大气层，没有水，也没有生命。l月面上的昼夜温差大。白天，温度最高可达摄氏130度，夜晚最低可降到摄氏零下180度。l月球上的天空永远是黑暗的。能看到太阳色球层和日冕。比在地球上看到的星多，而且稳定，从不闪烁。4，月球上的环境，月球上的环境 共有四种学说，没有定论：l俘获说：月球原是小行星，当它运动到地球附近的时候，被地球的引力俘获，成为地球的卫星。l同源说：在太阳系形成之初，地球和月球由同一块尘埃气体云凝聚而成。l分裂说：认为在太阳系刚形成时，地球和月球原是一个天体，高速自转使赤道部分物质甩出形成了月球。l大冲撞说：在地球形成初期，一个比地球小一些的天体和它相撞，撞出许多物质