天文校本教材

天文校本教材天文校本教材天文校本教材目 录第一章天文学概论一、天文学的研究内容┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉1二、研究天文学的定义┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2第二章认识宇宙第一节、太阳系┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉3第二节、银河系┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉20第三节、遥远的恒星┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉21第四节、星系、星系团┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉26第五节、正在扩展的宇宙┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉27第三章观察星空第一节、望远镜┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉31第二节、观察星空┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉37第三节、天体拍照┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉41附录┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉ 43附录1 主要亮星表附录2 梅西耶天体表附录3 主要流星群第一章 天文学概论天文学是一门古老的科学，同时也是一门年青的科学。说他古老是指它是陪伴人类文明的发展进度而发展起来的.简单回首一来世界的人类文明史，诸如中国的甲骨文，巴比伦的泥碑及埃及的金字塔等历史凭证，都说明历史上各文明古国都用自己的文字写下了天文学绚烂的第一章。说他年青是指今日的空间技术也是高科技领域的一个重要方面，比如2002年3月25日北京时间22时15分，我国研制的“神舟”三号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空并成功进入轨道。经过7天太空飞翔（绕地108周），4月1日飞船返回舱与轨道舱分别后在内蒙古中部地域成功着陆。由此说明，天文随人类文明的发展而发展，并且前程无量。所以说它又是一门年青的科学。一、天文学的研究内容数、理、化、天、地、生，这就是所谓的天文学六大基础学科，天文学不过人类认识宇宙的一门科学，他的研究对象是广阔无垠宇宙空间中的天体， 几千年来，天文学家们经过各种手段，发现它们的存在，观察它们的地点，研究它们的运动结构及演化规律，并逐渐扩展人类对广阔宇宙空间中物质世界的认识。人类对宇宙的认识，是一个顺序渐进由近到远的逐渐认识过程。 从地球到太阳，又从恒星到银河系，当前已扩展到数十亿的河外星系。一般认为，鉴于现代的观察手段，人类已能探测到数亿光年甚至更远的宇宙深处。天体丈量学的主要任务是研究和测定天体的地点和运动，成立基本参照坐标系和确立地面点的坐标。第一要研究天体投影在天球上的坐标的表示方式，还要研究坐标间的关系和各种坐标的修正。其详细分支为方向天文学、适用天文学及天文地球动力学。当前，天体丈量学的手段，已从可见光观察发展到射电波段，以及红外、紫外、x射线和γ射线等波段。观察的范围和精度却在不断的提升。天体力学也是比较早形成的天文学的另一个分支学科，它的重要贡献在于使天文学从纯真描述天体的几何关系，进入到研究天体之间相互关系及相互作用的阶段。天体力学主要研究天体的力学运动和形态， 其主要研究对象是太阳系内的天体。此后，因为人造天体的出现和电子计算机的宽泛使用， 使天体力学进入了一个新的期间，研究对象又增添了各种种类的人造天体以及成员较少的恒星系统，天体力学主要有 6个分支学科：摄动理论、天体力学数值方法、天体力学定位理论、天体动力学、历书天文学、天体的形态和自转理论。天体力学是天文学中最活跃、内容最丰富的分支学科。大概在十九世纪中叶，人们将物理和化学的最新成就——光谱剖析、光学丈量和照相技术用于天体观察后，对天体的结构、化学构成和物理状态研究形成了完好的科学系统——天体物理学。天体物理学是应用物理及化学技术、方法和理论研究天体的化学成分、物理性质、运动状态和演化规律的学科。它的研究对象、内容、方法多样而宽泛，分支学科好多。诸如理论天体物理学、实测天体物理学等好多，此外，射电天文学、空间天文学、高能天体物理学也都是它的重要分支。跟着科学技术的不断进步，天文观察研究已由地面观察进入空间时代。了大气与磁场这两道屏障。这都是探测火箭、人造卫星和各种宇宙探测器的功绩。使这门古老的学科有了面目一新的生命力。跟着观察技术的不断进步， X射线天1文学，γ射线天文学，红外天文学和紫外天文学等新的研究领域争相娇媚，放射出醒目的光辉。认识天文学，掌握正在波浪汹涌的跃进天文学现状，特别是题解天文学与最新的物理学之间存在着何种依靠关系，天文学这样壮观和伟大，掌握这门科学即为幸事了。二、研究天文学的定义天文学是因为生产的需要的发展起来的。我国春秋期间就发了然用土圭测定日影长短来测定季节和一年长度的方法。在战国至西汉期间，逐渐形成了天文、气象、农业相联合的二十四节气，成为重要的推断，古埃及则依据天狼星在天空中的地点来确立季节，掌握尼罗河泛滥的时间和变化规律。总而言之，人类的生活、生产离不开天文学。在近代生产活动中，天文学有着更重要的应用，诸如人造卫星轨道设计及大地丈量、导航、编历、援时。此外在天体对地球的影响方面，天文学也有重要作用。因为天文学是人类认识宇宙的科学。因此它在人的世界观的形成和发展中起着特别的作用。天文普及工作给人们以知识，帮助人们破除迷信，建立辩证唯心主义的世界观，特别是对青少年的培育十分重要。天文学的观察和研究证了然宇宙是物质的，不论我们观察到多么遥远的宇宙空间，都是有各种各种的天体构成的物质世界。此外，天文学的观察研究还充足说了然宇宙间全部物质都是按必定客观规律演变的，这种变化是从量变到质变的发展，天体演变的动力是它内部的地质运动，其结果是不断向新的状态发展。作为自然科学的一门基础学科，天文学同其余自然科学有着千头万绪的联系，天文学能够能动的促进着其余科学的发展。有些问题需要十几个学科共同商讨的。此外跟着自然科学的不断发展，边沿科学的定义愈来愈显得重要，比如，经过天文的角度去研究气象、地震、地质、能源问题、环境问题等等。还应当明确指出的是想在我们在天体上观察更强的能量辐射和极大规模的爆发，但是这些都是在地面上物理实验室中没法实现和获取的。总而言之，天文学能够令人类对自然以致整个宇宙的认识愈来愈深刻。2第二章 认识宇宙第一节、太阳系太阳系是四十六亿年前陪伴着太阳的形成而形成的。太阳星云因为自己引力的作用而逐渐凝集，逐渐形成了一个由多个天体按必定规律摆列构成的天系统统。太阳系的成员包含一颗恒星、九大行星、最少六十三颗卫星、约一百万颗小行星、无数的彗星和星际物质等。太阳是银河系中一颗一般的恒星。依据恒星演化理论，太阳与其余大多半恒星相同，是从一团星际气体云中诞成的。这团气体云存在于约四十六亿年前，位于银河系的盘状结构中，离中心约25亿亿公里。其体积约为此刻太阳的500万倍，主要成份是氢分子。这就是“太阳星云”。经历四十多万年的缩短凝集，星云中心出生了一颗恒星，它就是太阳在太阳形成此后不久，残余在太阳四周的一些气体和灰尘，形成了环绕太阳旋转的行星和诸多小行星和彗星等其余太阳系天体，包含的地球和月亮。太阳此刻的年纪约为五十亿年，正于它一世中的中年期间。它还能够沉静地焚烧约五十亿年。一、太阳清早，当你站在茫茫海洋的岸边或登上五岳之首的泰山，瞭望东方徐徐升起的一轮红日时，一种蓬勃向上的激情会从心底油但是生。人们热爱太阳，崇敬太阳，赞叹太阳，把太阳看作是光明和生命的象征。太阳在人类生活中是这样的重要，致令人们向来对它顶礼跪拜。中华民族的先民把自己的先人炎帝尊为太阳神。印度人认为，当第一道阳光照射到恒河时，世界才开始有了万物。而在希腊神话中，太阳神被称为“阿波罗”。他是天神宙斯(Zeus)的儿子，他高大帅气，多才多艺，同时仍是光明之神、医药之神、文艺之神、音乐之神、预知之神。他右手握着七弦琴，左手托着象征太阳的金球。太阳处于太阳系的中心，是太阳系的主宰。它的质量占太阳系总质量的99．865％，是太阳系所有行星质量总和的745倍。所以，她有足够强盛的吸引力，率领它大大小小的家族成员围着自己不断地旋转。太阳是我们独一能观察到表面细节的恒星。我们直接观察到的是太阳的大气层，它从里向外分为光球、色球和日冕三层。固然就整体而言，太阳是一个稳固、均衡、发光的气体球，但它的大气层却处于局部的激烈运动之中。如：黑子群的出没，日珥的变化，耀斑的爆发等等。太阳活动现象的发生与太阳磁场亲密有关。太阳四周的空间也充满从太阳发射出来的激烈运动着的气体和磁场。天文上太阳的符号是⊙，它象征着宇宙之卵，是生命的源泉。3（一）、太阳的结构太阳是个火热的气体星球，没有固体的星体或核心。太阳从中心到边沿可分为核反响区、辐射区、对流区和大气层。太阳能量的99%是由中心的核反响区的热核反响产生的。太阳中心的密度和温度极高，它发生着由氢聚变为氦的热核反响，而该反响足以保持100亿年,所以太阳当前正处于中年期。太阳大气的主要成分是氢（质量约占71%）与氦（质量约占27%）。太阳大气层从内到外可分为光球、 色球和日冕三层。光球层厚约5000千米，我们所见到太阳的可见光，几乎所有是由光球发出的。光球表面有颗粒状结构 ----“米粒组织”。光球上亮的地区叫光斑，暗的黑斑叫太阳黑子，太阳黑子的活动拥有均匀11.2年的周期。从光球表面到2000千米高度为色球层，它得在日全食时或用色球望远镜才能观察到，在色球层有谱斑、暗条和日珥，还常常发生激烈的耀斑活动。色球层以外为日冕层，它温度极高，延长到数倍太阳半径处，用空间望远镜可察看到X射线耀斑。日冕上有冕洞，而冕洞是太阳风的风源。日冕也得在日全食时或用日冕仪才可观察到。当太阳上有激烈爆发时，太阳风携带着的强盛等离子流可能抵达地球极区。这时，在地球两极则可看见瑰丽非常的极光。41、太阳光球及其活动光球就是我们实质看到的太阳圆面，它有一个比较清楚的圆周界限。光球的表面是气态的，其均匀密度只有水的几亿分之一。光球厚达500千米，极不透明。光球上密密层层地散布着极不稳固的斑斑点点，被称为“米粒组织”。米粒组织可能是光球下面气体对流产生的现象。此外，还有超米粒组织，其直径与寿命要大的多。在光球还散布着太阳黑子和光斑，有时还会出现白灿烂斑。这些活动现象有着相差悬殊的亮度、物理状态和结构。所谓太阳黑子是光球层上的黑暗地区，它的温度大概为 4500K，而光球其余部分的温度约为 6000K。在光亮的光球反衬下，就显得很黑。发展完好的黑子是由较暗的核（本影）和环绕它的较亮部分（半影）构成的，形状像一个浅碟。太阳黑子是太阳活动的最明显标记之一。 太阳黑子的突出特点是拥有强盛的磁场，范围从小太阳黑子的 500高斯到大太阳黑子的 4000高斯不等。黑子最多的年份称太阳活动极大年，最少的年份称太阳活动极小年。太阳黑子的均匀活动周期是11．2年。光球上还有一些比四周更光亮的地区，叫光斑。它与黑子常常相伴而生。2、太阳色球及其活动光球的上界同色球相接，在日全食时能看到。色球层厚约8000千米。太阳拥有失常增温现象，从光球顶部到色球顶部再到日冕区，温度不断陡升。色球层有出此刻日轮边沿的针状物，它们不断产生与消逝，寿命一般只有10分钟。色球上常常出现一些暗的“飘带”，我们称它为暗条。当它转到日面边沿时，有时象一只耳朵，有时好象腾起的火焰，人们俗称它为日珥。日珥的形态变化多端，可分为安静日珥、活动日珥和爆发日珥。太阳色球层有些局部亮地区，我们称它为谱斑。它处于太阳黑子的正上方。有时谱斑亮度会忽然加强，这就是我们往常说的耀斑。耀斑开释的能量极其巨大。其巨大的能量来自磁场。3、日冕与太阳风太阳最外层的大气称为日冕。日冕延长的范围达到太阳直径的几倍到几十倍。在太阳活动极大年，日冕凑近圆形；在太阳安静年则呈椭圆形。日冕中有大片不规则的暗黑地区， 叫冕洞。冕洞是日冕中气体密度较低的区域。冕洞分为三种：极区冕洞，孤立冕洞，延长冕洞。太阳能以太阳风 ----物质粒子流的形式失掉物质。冕洞是高速太阳风的重要源泉。日冕物质抛射是发生在日冕的特别宏观宏大的物质和磁场结构，它是大尺度致密等离子体的忽然爆发现象。对地球影响最大的莫过于它。当太阳上有激烈爆发和日冕物质抛射时，太阳风携带着的强盛等离子流可能抵达地球极区。这时，地球两极就出现极光。极光的形态变化多端。太阳系内某些拥有磁场的行星上也有极光。发生在日冕的耀斑叫X射线耀斑，它的波长只有1～8埃或更短。它直接惹起地球电离层骚扰，从而影响地球短波通信。（二）、日食—瑰丽的自然景观5日蚀，特别是日全食，是天空中很是壮观的情景。假如在明朗的天气发诞辰全食，人们能够看到：好端端一个圆圆的太阳，它的西边沿开始缺掉一块（其实是被月影遮住），所缺的面积逐渐扩大，当太阳只剩下一个月牙形时，天气逐渐惨淡下来，仿佛夜幕降临。当太阳全被遮住时，夜幕完好笼盖大地。忽然，在本来太阳地点四周发射出洁白悦目的淡蓝色的日冕和红色的日珥。今后，太阳西边沿又露出光辉，大地重见光明，太阳圆面上被遮的部分逐渐减少，太阳逐渐恢复了本来相貌。在全食马上开始或结束时，太阳圆面被月球圆面遮住，只剩下一圈弯弯的细线时，常常会出现一串发光的亮点，像是一串晶莹剔透的珍珠。这是因为月球表面高低不平的山岳像锯齿相同把太阳发出的光芒切断造成的。英国天文学家倍利（Berrie）于1838年和1842年第一描述并研究了这种现象，所以称为倍利珠。二、九大行星（一）、水星水星是最凑近太阳的行星，它与太阳的角距从不超出28°，中国古代称水星为辰星。西方称水星为墨丘利。墨丘利是罗马神话中专为众神传达信息的使者，他头戴插有双翅的帽子，脚蹬飞翔鞋，手握魔杖，行走如飞。他神通广大，令人难以捉摸。水星的确像墨丘利那样，行动快速，诡秘莫测，在一个半月的时间里它会沿着一段奇异的曲线，从太阳的最东边跑到最西边，均匀速度为每秒47．89千米，是太阳系中运动最快的行星。水星距太阳5790万公里，是太阳系中和太阳近来的行星。水星没有卫星，它的体积在太阳系中列倒数第二位，仅比冥王星大。因为水星与太阳特别凑近，所以它的白天地表温度可高达摄氏四百二十七度；而到夜晚又骤降至摄氏零下一百七十三度。水星的公转周期约为88个地球日，自转周期约为59个地球日。这样一来使得水星的一日夜长达176个地球日。所以一进入夜晚，水星表面将连续几周处于黑暗中。这也是造成水星表面日夜温度差巨大的原由之一。6因为水星表面温度太高，它不行能像它的两个近邻金星和地球那样保存一层茂密大气，所以不论是白日仍是夜晚，水星的天空都是乌黑的。在水星乌黑的天空中能够看到光亮的金星和地球。水星极其稀疏的大气主若是由从太阳风中俘获的气体构成的，其密度只有地球大气的12%。主要成份为氦(42%)、汽化钠(42%)和氧(15%)等。水星表面的岩石汲取了大批的阳光，反射率只有8%，所以水星是太阳系中最暗的行星之一。因为水星只在拂晓或白日出现，所以在地球上观察水星较为困难。这一状况直至20世纪70年月中期美国发射了“水手”号探测器才有所改变。“水手10号”发回的图片显示水星的表面与月球极其相像，上面充满了深浅不一的陨石坑。这表示水星也遭到过陨石接连不断的轰击。但水星表面也有广阔的平原，这表示水星在形成早期可能是液态的，此后逐渐冷却凝结成了一个岩石星球。以前有一些大型的陨石差点把水星打坏，使从裂开的地壳涌出的熔岩流在水星表面各处流淌。水星表面还纵横交织地散布着一些特别长的绝壁峭壁，最高的可达三千多米。水星有一个主要由铁和镍构成的核，水星幔和壳的主要成份则是硅酸盐。它是太阳系含铁量最高的行星。水星上没有液态的水，但1991年在其北极地域观察到一个亮斑。据推断，这个亮斑可能是因为储存在水星表面或地下的冰反射了阳光造成的。仅管水星表面温度极高，但在其北极的一些陨坑内终年不见阳光，温度常年终于-161摄氏度。这足以使来自水星内部或宇宙空间的水份以冰的形态保存下来。（二）、金 星金星，中国古代称之为太白或太白金星。它有时是晨星，拂晓前出此刻东方天空，被称为“启明”；有时是昏星，傍晚后出此刻西方天空，被称为“长庚”。金星是全天中除太阳和月亮外最亮的星，如同一颗刺眼的钻石，于是古希腊人称它为阿佛洛狄忒（Aphrodite)---爱与美的女神，而罗马人则称它为维纳斯(Venus)---美神。天文上金星符号，即美神梳装妆扮时用的宝镜。金星像月亮相同有圆缺朔望的变化，这一点曾支持了哥白尼的日心说。金星与地球十分相像：半径为6050千米，只比地球略小；均匀密度约为地球的 95%；质量为地球的81.5%;此外,金星四周也有大气和云层。它和水星相同，是太阳系中仅有的两个没有天然卫星的大行星。金星的公转轨道很凑近于正圆，且与黄道面凑近重合。其公转周期约为224.7日，但其自转周期却为243日，也就是说，金星的“一天”比“一年”还长。金星是太阳系内独一逆向自转的大行星。金星的大气层厚重茂密7而奇异，其主要成分为二氧化碳，约占97%以上。所以以致金星上的“温室效应”极其激烈。金星的大气密度是地球的100倍，其大气活动激烈，大气层中有屡次的闪电和雷暴。金星基本上没有磁场。它的地势比较平展，但地貌复杂，其内部结构从理论上可推出应与地球近似，但还有待观察证明。金星有凌日现象与“金星蚀”现象，它们都是百年难遇的。1、与地球貌合神离金星被称为地球的孪生姐妹，这是因为它们在表面上有许多相像之处：金星的半径约为6050千米，只比地球小400千米；体积是地球的0．88倍；质量约是地球的4／5；均匀密度略小于地球。所以，以前有人推断，金星的化学成分和表面的物理状况与地球相像，金星上发现生命的可能性甚至比火星还要大。但此后的着陆探测证明，金星是个奇热、无水、任何生命都没法存活的世界，金星和地球不过一对形同神异的姐妹。2、温室效应金星表面的温度最高达 447℃。为何会这样热？金星上的温室效应强得令人目瞪口呆，原由在于金星的大气密度是地球大气的100倍，且大气97％以上是“保温气体”---二氧化碳；同时，金星大气中还有一层厚达20～30千米的由浓硫酸构成的浓云。二氧化碳和浓云只许太阳光经过，却不让热量透过云层发散到宇宙空间。 被关闭起来的太阳辐射使金星表面变得越来越热。温室效应使金星表面温度高达 465至485℃，且基本上没有地域、季节、日夜的差异。它还造成金星上的气压很高，约为地球的90倍。3、“太阳从西边出来”"太阳从西边出"，这句话在金星上倒是绝对真人们常把不行能办到的事情比喻成理。金星是个“蒙面逆子”，“蒙面”是指它有浓重的云层，“逆子”是指它是太阳系中独一逆向自转的行星。所以从金星上看太阳自然是西升东落的，“太阳从西边出来”也就不奇异了。浓重的金星云层使金星上的白天模糊不清，这里没有我们熟习的蓝天、白云，天空是橙黄色的。十分风趣的是，金星上空会像地球上空相同，出现闪电和雷暴。金星自转周期是243天，比公转周期224．7天）还长。金星上的一日夜相当于地球上的117天。在一个金星年中，金星上只好看到两次太阳西升东落。4、复杂地貌美国和前苏联发射的金星探测器上都装有影像雷达传感器。雷达测绘表示金星与地球相同，也是一颗地貌特别复杂的行星。因为茂密大气的保护，金星的地势比较平展。金星上70％是起伏不大的平原，20%是低凹地，还有10%左右的高地。其面积最大的高原比青藏高原还大两倍，最高的山岳达10590米，比珠穆朗玛峰还高。一条从南向北穿过赤道的长达1200千米的大峡谷，是九大行星中最大的的峡谷。金星的地质结构以前很活跃，很可能还有活动火山。从金星13号和14号的观察结果能够看出，金星内部的岩浆里含有水分，从而摇动了以前认为金星上"天生缺水"的见解。当前，人类太空探测史上第一个由航天飞机携带升空的行星探测器--"麦哲伦"号宇宙飞船正以亘古未有的透视力，测绘90%以上的金星地貌，将金星的疆域，清清楚楚地展此刻人们的眼前。（三）、地 球8１、地球是太阳系九大行星之一，按离太阳由近及远的序次为第三颗。它有一个天然卫星---月球，二者构成一个天系统统---地月系统。地球自西向东自转，同时环绕太阳公转。地球自转与公转运动的结合产生了地球上的日夜交替和四时变化。地球自转的速度是不均匀的。同时，因为日、月、行星的引力作用以及大气、海洋和地球内部物质的各种作用，使地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。 地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀， 成为当前的略扁的旋转椭球体，极半径比赤道半径约短 21千米。地球能够看作由一系列的齐心层构成。地球内部有核、幔、壳结构。地球外面有水圈和大气圈，还有磁层，形成了环绕固态地球的外衣。地球作为一个行星，远在 46亿年以前发源于原始太阳星云。２、基本数据：赤道半径 ——6378140米 质量——5.976×1027克均匀密度—— 5.52克/厘米3 均匀地表温度 ——15°C大气压 ——1.013bars 均匀日距 ——149,600,000km３、月球月球是地球独一的天然卫星，离地球近来的天体。月球自己其实不发光，只反射太阳光。它的亮度随日月间角距离和地月间距离的改变而变化。满月时亮度均匀为－12.7等。月球形状是南北极稍扁的扁球。 直径3476公里。体积只相当于体积的 1/49。月球质量约等于地球质量的 1/81。月球环绕地球作椭圆运动，并陪伴处球绕太阳公转。月地均匀距离 384401千米。月球轨道（白道）对地球轨道（黄道）的均匀倾角为5°09′。月球绕地球转动的周期，朔望月29.53059日；恒星月27.32166日。月面上山岭起伏，还有洋、海、湾、湖等各种特种名称。其实月面上并无水。环形山是碗状凹坑结构。直径大于1千米的环形山有33000多个。很多环形山的中央有中央峰或峰群。肉眼所看到的月面上的黯淡黑斑叫月海， 是广阔的平原。月海有22个。最大的是风暴洋，面积 500万平方千米。因为月球上没有大气，在加上月面物质的热容量和导热率又很低，因此月球表面日夜的温差很大。月球的成因有三种假说：俘获说、分裂说和同源说。（四）、火星火 星按离太阳由近及远的次序为第四颗行星。 肉眼看去是一颗引人注目 的火红色的亮星。它缓慢的穿行于众恒星之中，从地球上看火星时而顺行，时而逆行。火星最暗视星等约为＋1．5等，最亮时比最亮的恒星天狼星还亮，达-2.9等，这是因为地球和火星分别在各自的轨道上运行，它们之间的距离总在不断变化。火星荧荧如火，亮度常变，地点不定，令人诱惑，所以，中国古代称火星为“荧惑”。而在西方古罗马的神话中，把它想象为身披盔甲浑身是血的战神“马尔斯”（Mars），即希腊神话中的战神阿瑞斯(Ares)。阿瑞斯出身尊贵，其父是神王宙斯，其母是天后赫拉。天文学中火星的符号是马尔斯的长枪和盾牌的组合。火星有好多特点与地球相像。它距离太阳22794万千米，约为日地距离的 1.5倍；自转轴与轨道平面的夹角为 24°，和地球相同有着一年9四时的变化；它自转一周比地球多半个多小时，为24小时37分22．6秒。所以火星和地球的日夜长短基本差不多，但绕太阳公转的周期，火星的一年几乎等于地球的两年。因为火星离太阳较远，公转一周为687日。火星的直径约为地球的一半；体积还不到地球的1／6；质量仅是地球的1／10；火星大气远比地球的稀疏，它的主要成份是二氧化碳，占95％，氮占3％，还有数目很少的氧与水份。火星上的均匀温度为-23℃，因为火星大气稀疏而干燥，所以它的日夜温差很大，远远大于地球上的日夜温差。因火星表面温度低、压力小，大气中的二氧化碳和水大概都呈饱和状态，只需气温稍一降低，二氧化碳和水蒸气就会凝结。火星大气中的水份很少，科学家估计，若是把火星上的水冰所有消融成水，也只好在火星表面形成一个10米深的海洋。与我们地球表面的波浪茫茫的海洋对比，火星上的水量就显得不足挂齿了。１、火 星的表面在干燥的火星表面上遍地都是红色的土壤和岩石。因为风沙的作用，火星表面各处是沙丘，还有近似河床的地形。这种河床地形在南半球及赤道周边散布，表示距今大概30亿年前的火星上曾像此刻的地球上相同有河流， 有“水”流动。火星表面满目荒芜，一片赤红。大气中微尘的散射使天空体现橙红色。经过对火星表土成分的剖析，我们知道火星土壤中含有大批氧化铁，因为长久受紫外线的照射，铁就生成了一层红色和黄色的氧化物。整个火星就是一个生了锈的世界。火星表面的特点迥然不同。荒芜的荒漠、连续不断的丘陵和凹地向来延长向远方；乱石嶙峋点缀着火星表面，既有小小的鹅卵石，也有巨大非常的漂砾；这些与大峡谷、大火山及坑洞交叉而成一个红色的大地。２、火 星的尘暴火星上另一个奇异特点即是每年都要刮起一次让人难以想象的特狂风暴， 风速之大是没法形容的。地球上的大台风，风速是每秒 60多米，而火星上的风速竟高达每秒180多米。狂风暴有时能够席卷整个星球。 火星表面的尘暴，是火星大气中特有的现象，整个火星一年中有1／4的时间都笼盖在漫天飞舞的狂沙之中。因为火星土壤含铁量甚高，以致火星尘暴染上了桔红的色彩，空气中充满着红色灰尘，从地球上看去，如同一片桔红色的云。1971年，当美国的“水手9号”火星探测器刚才走了一半的行程时，整个火星正被一场大尘暴所包围。火星表面70～80千米的高空被灰尘笼盖，白茫茫的一片，根本没法观察；除了赤道周边隐约见到4个坑洞外，其余地方模糊一片，什么也看不清。这场特大尘暴竟连续不断地刮了半年时间才逐渐停息下来。这在地球上是从未有过的。本来狂风沙时看到的4个坑洞，竟是4个高达25千米以上的大火山。最大的火山被命名为奥林匹斯火山，高26千米，直径600千米，大概形成于近10亿年内。位于赤道下方的是一个宏大的峡谷，也就是火星上最壮观的特点之一---“水手谷”大峡谷。有名的水手谷长4000千米，宽约300千米，最深处达7千米。火星上南北半球地质结构很不相同，大火山、大峡谷等都在北半球。３、火 星的极冠在望远镜中，火星的两极呈白色，气温都在冰点以下。这些冰域称为极冠。近来科学家确认，极冠不是由水冰，而是由固态二氧化碳凝结形成的干冰。它的范围随季节有亮区和暗区的变化。火星极区一到冬天，因为气温降落，大气中的二氧化碳开始凝结，使得极冠加大，颜色逐渐变淡，北极冠可扩大到北纬65°，南极冠可扩大至南纬57°。一到夏天冰雪消融，极冠的范围也就减小了，暗区10就逐渐扩大和变暗。两极的极冠分别延长到北纬 80°和南纬84°。４、生 命之谜过去人们认为火星是一颗近似地球的行星，有着四时的更替，它的两极被冰覆盖并相应作着周期的变化。冰雪的存在证了然水份的存在，也就是生命存在的前提。有人还曾提出火星上面的暗区可能是植物带。所以，火星生命之谜深深地吸引着人们。为了探究火星的奥密，近30年来己有20余只探测器对火星作过科学探测，此中主若是美国的水手9号、海盗1号和海盗2号。这些探测器拍了数千张照片。每个探测器都能自动地从火星上采集土壤样品进行实验，并将实验结果传回地球。实验结果表示：火星上没有江河湖海，土壤中也没有植物、动物或微生物的任何印迹，更没有“火星人”等智慧生命存在。1996年12月美国科学家宣告：1984年在南极洲发现的ALH84001陨石来自火星。研究其岩石成发散现，这些陨石可能含有原始生命的微化石。这表示几十亿年前的火星很可能相当暖和湿润，合适生命的存在与保持。５、火 星的卫星1877年8月发生了数十年难逢的火星大冲，美国天文学家霍耳 (AsaphHall)发现了火星的两颗卫星。这两个卫星被命名为福波斯（Phobos,火卫一）和德莫斯（Deimos,火卫二）。他们是战神的儿子，在天上驾驶着战神的战车。火卫一和火卫二差不多就在火星的赤道平面上运行。火卫一离火星中心9450千米，直径为20多千米，公转周期7．7小时，从火星上看，它每日西升东落两次。火卫二离火星中心大概23500千米，直径只有15千米，公转周期是30．3小时。在火星的夜空中，你能够看到“双月悬天”的奇景。1971年水手9号探测器抵达火星。在火星尘暴事后，对火卫一和火卫二进行了拍摄，它们的样子活像两个“病马铃薯”，表面充满了陨星坑，反照率很低。（五）、木 星木 星是太阳系中最引人注视的一颗行星，它是行星九兄弟中的老大 ---个 儿最大。它的亮度仅次于金星。中国古代把它叫做“岁星” ，用它来纪 年，因为已经知道它的公转周在即于 12年。西方则称木星为“朱庇(Jupiter)”，即罗马神话中的主神。相当于希腊神话中的王者---天神宙斯。木星直径约为14.3万千米，是地球直径的11.25倍，体积为地球的1316倍，而质量为所有其余行星的2.5倍。木星的均匀密度相当低，仅1.33克/立方厘米。其绕太阳公转一周约12年，而自转一周仅要近10小时。因为它自转太快，以致星体变扁，其赤道半径与极半径相差5000千米之多。木星没有固体外壳，它是一颗由液态氢构成的液态星球。木星内部是由铁和硅构成的固体核，称为木星核，温度高达30000℃。木星核的外面绝大多半是氢，液态的氢分子层与液态的金属层合称为木星幔。木星幔的外面是木星的大气层，其大气厚度有1000千米，几乎全由氢和氦构成，只有微量的甲烷、氨和水汽。木星大气中的甲烷拥有汲取紫外线的作用。木星大气中还有十分激烈和屡次的闪电现象，均匀每年约有250次。木星大气茂密，有一系列与赤道平行的明暗交替散布的云带，亮的叫带，暗的叫带纹。此中最引人注视的是位于木星南热带内的大红斑，它呈蛋形，长20000千米，宽11000千米。木星表面的磁场强度大概是地球的10倍，且其方向与地球的正好相反。木星拥有极光现象，它是除地球以外第二个发现有极光现象的天体。1979年3月4日“旅游者1号”空间探测器飞过木星周边时发现木星像土11星相同有光环，其宽度有 6500千米，厚30千米，是由好多黑色石块构成。木星是太阳系中除天王星和土星外拥有卫星最多的大行星，到现在已发现16颗，此中最亮的4颗是伽利略第一次用望远镜分辨出来的，故叫做伽利略卫星。其实早在春秋时代我国的甘德和石申就已经发现了此中之一，称之为联盟。１、木 星的带纹木星在众行星中有着突出的特点： 质量大、体积大。它的质量是太阳系中其它8颗行星加在一同的二倍半，相当于地球的1316倍。假如把地球和木星放在一同，就仿佛芝麻和西瓜之比相同悬殊。木星固然巨大非常，但它的自转速度倒是太阳系中最快的。自转周期为9小时50分30秒。这样快速的自转周期在木星表面造成了极其复杂的花纹图案，促进气流与赤道平行，产生了巨大的离心力，两极相对扁平，赤道隆起，并出现与赤道平行的云带。木星的云带可分为好几层，云带的颜色和温度不同，有明暗带的区分。亮区的云层由氨冰构成，颜色鲜亮，叫做带；暗区的云层由氨化物组成，叫做带纹。氨化物有各种颜色：白色、橙色、褐色，但大多半是红棕色。２、看 不见的木星环1979年3月，“旅游者一号”探测器穿越木星赤道平面时 ,在离地球6亿千米处发回大批的宝贵照片。出乎人们所料，发现木星和土星相同也拥有光环。 4个月后，旅游者2号探测器飞临木星证明了这个结论。木星光环和土星光环有很大不同。木星光环是弥散透明的，由亮环、暗环和晕三部分构成。亮环在暗环的外边，晕为一层极薄的尘云，将亮环和暗环整个包围起来。木星环是由大批的灰尘和黑色的碎石构成，不反光，肉眼没法看到，以周期为7小时左右的速度环绕木星旋转。黯淡单薄的木星环套在宏大的木星身躯上，发现它的确是极不简单的。３、木 星的大红斑木星表面最有名的是位于赤道南侧的大红斑。 探测表示，大红斑的形状几乎没什么变化，而颜色却常有变化。大红斑的范围比起 100年前已经减小了一半。颜色有时鲜红，有时略带棕色或淡玫瑰色。４、木 星的卫星木星是太阳系中卫星数目许多的一颗行星，当前已发现有 16颗卫星，它们连同木星一同构成了木星系。它们像一串珍珠似地环绕着主宰它们的天神 --木星旋转着。1610年1月，伽利略发现木星的最亮4颗卫星。由此它们被命名为伽利略卫星。它们环绕在离木星40～190万千米的轨道带上，由内而外挨次是伊奥、欧罗巴、嘉里美和卡利斯托，它们分别被简称为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四。（六）、土 星土星是离太阳第六远的一颗漂亮的行星，凡是用望远镜看过土星的人，无不惊讶不已。土星公转轨道半径为14亿千米，冲日时最大亮度为0.4星等。土星那橘色的表面，飘荡着明暗相间的彩云，配以赤道面上那发出轻柔光辉的光环，远眺望去真像个戴着顶大沿遮阳帽的女郎。土星自转一周为10小时14分。因为自转快速，赤道凸出成为一个扁球体，赤道半径要比两极半径大 6000多千米。土星公转周期为 29.5年，约合二十八宿之数，每年镇一宿，故古时我国又称其为“镇星” 。土星长久被看作太阳系的边界，直到1781年发现天王星此后，太阳系才得以扩大。土星运动缓慢，人们便将它看作时间和命运之神的象征。 罗马神话中称其为萨图努斯神， 即希腊神话中12的克洛诺斯，他是神王宙斯之父，是在颠覆父亲以后登上天神宝座的。不论东方仍是西方，都把土星与农业联系在一同。在天文学中的符号，像是一把主宰农业的大镰刀。土星大小仅次于木星，它们有很多相像之处。其直径约12万千米，是地球的9.5倍；体积是地球的730倍。但它的均匀密度却比水还要小，仅有0.7克/立方厘米。若是将土星放入水中，它会浮在水面上。土星的内部结构与木星相像，也有岩石构成的核。核的外面是5000千米厚的冰层和金属氢构成的壳层。再外面也像木星相同被色彩斑斓的云带包围着。这些彩色的云带主要由氢、氦以及甲烷等构成。假如说木星大气运动多变，那么土星大气运动就显得沉静、纯真而快速。土星表面的发射流，速度最快时可高达400米/秒以上。可真切的土星表面是看不到的， 我们看到的不过云顶，其温度低-200℃。旅游者号探测器发现土星也有一个大红斑，长8000千米，宽6000千米，比木星的小很多。它可能是因为土星大气中上涨气流从头落入云层时惹起扰动和旋转而形成的。１、奇 妙的土星环土星最让人入迷的即是漂亮的土星环。伽利略在 1610年用自制望远镜察看土星时，发现土星有两个“耳朵”。他误认为土星可能是由一大二小三个天体构成，思疑这两耳朵是两颗卫星。但他向来不敢将察看结果发布，其原由是“卫星”并无绕土星公转，仿佛永久逗留不动。而更令他诧异的是那两颗“卫星” 两年后居然失散，三年后又从头出现。半个世纪后，荷兰天文学家惠更斯（ChristiaanHuygens)用更大更好的望远镜进行观察，才揭开了这个谜。本来那两颗“卫星”是与土星不相连结、环绕在土星赤道面上的光环。这光环由无数形状、大小不等，直径在 7.6厘米～9米之间的冰块构成，以很快的速度环绕土星运行，在太阳光的照射下体现出各种颜色。光环的直径达27万千米，厚度为10千米左右，自东向西自转。1675年，意大利天文学家卡西尼GiovanniDomenicoCassini）发现光环中有一圈缝隙，这就是有名的卡西尼环缝。土星环的结构在17～19世纪被陆续发现。到20世纪80年月初，最少3个探测器对土星“浮光掠影”，发现环的结构极为复杂。人们依据地面观察和空间探测，把土星环区分为 7层。距土星近来的是 D环，亮度最暗；其次是 C环，透明度最高；B环最亮；最后是A环。在A环和B环之间就是有名的卡西尼环缝，缝宽约 5000千米。在A环以外有E、F、G三个环，最外层的是 E环，十分稀疏和宽广。“旅游者1号和2号”探测器把土星环的近距离照片送回后， 科学家们特别13惊讶：本来每一层又可细分红上千条大大小小的小环，即使被认为空无一物的卡西尼缝也存在几条小环。在照片中可见到F环有5条小环相互环绕在一同。土星环的整体形状近似一张巨大的密纹唱片，从土星的云顶向来延长到32万千米远的地方。光环的颜色远看是红棕色，其实每层都稍有不同，C环是蓝色，B环内层为橙色，外层为绿色，A环为紫色，卡西尼缝是蓝色的。２、强 磁场与大闪电“前驱者”和“旅游者”发回的资料表示土星拥有磁场，其强度为木星磁场的几十分之一，但比地球磁场大得多。土星磁场犹如大鲸，头部圆钝，尾巴粗壮。它的奇异之处在于磁场磁轴与自转轴几乎重合，夹角为0.7°，而在地球上为12°。土星磁场的磁尾张角特别之大，是土星轨道处太阳风特别轻微的缘由。土星辐射带范围比地球的大10倍，但比木星的既小且弱。土星还拥有较强电磁辐射，探测器在不久的未来在万千米外即可收到土星发出的无线电波。土星上存在一种惊人的巨型雷暴闪电，跨度达六万多千米，覆盖土星周长的六分之一以上。这样大的闪电若发生在地球上，可绕地球赤道一圈半。闪电频带宽，暴发周期为几秒。３、丰 富多采的土星家族土星是太阳系中卫星最多的大行星。从1979年开始，探测器不断发现新卫星，使土卫快速增加到23颗。土卫形态万千，天文学家对它们有着极大的兴趣。土卫向来径是390千米，上面有向来径约 130千米的大陨坑。土卫二表面覆盖着厚厚冰层，一半地域是荒芜的平原，另一半则崎岖不平。科学家认为它可能同木卫一相同拥有火山活动。土卫三表面被冰层覆盖，冰上有条长2360千米的裂痕和向来径约400千米、深16千米的撞击坑。土卫四直径约1120千米，上面有众多的陨坑。在它的轨道上还有伴星土卫B，它超前土卫四60°，位于土卫四与土星的引力均衡点上。而在土卫四B周边还有颗更小的伴星。土卫五直径约1530千米，表面有很多环形山，近似月球和水星。土卫六Titan是人类发现的第一颗土星卫星土卫八Iapetus一面很亮，另一面很暗，是个“阴阳脸”。土星的卫星有的直径小于30千米，表面状况迥然不同，就不一一介绍了。（七）、天王星在睛朗的夜晚要想观看天王星，其实不是很难。它的星等是5.7等。它的公转周期相当长，每84年绕太阳一周，均匀每日只挪动46"，不简单与恒星区分，历史上曾多次被误认为是恒星而被载入星图。14天王星在太阳系中的地点排行第七，距太阳约 29亿千米。它的体积很大，是地球的65倍，仅次于木星和土星，在太阳系位居第三；它的直径为 5万多千米，是地球的4倍，质量约为地球的 14.5倍。在古老的希腊神话中，天王星被看作是第一位统治整个宇宙的天神 ---乌拉诺斯Uranus)。他与地母该亚联合，生下了此后的天神。是他挖空心思将混沌的宇宙规划得和睦有序。他地位显赫，译成中文即是天王星。１、偶然发现的行星英国天文学家威廉·赫歇耳 (FrederickWilliamHerschel)，1781年3月13日夜晚在院子里与他的妹妹卡洛琳·赫歇耳 (Caroline Lucretiaherschel)用自制的反射式望远镜察看星空时，有时间在双子座发现了一颗独出心裁的淡绿色的星星，心中难免惊颤，这是一颗什么星呢?他让妹妹卡洛琳将察看内容记录了下来，连续几日的追踪观察使他认定，所发现的必定是太阳系的天体，可能是彗星。于是他把一篇题为《一颗彗星的报告》的论文递交给英国皇家学会。两年此后，法国科学家拉普拉斯 (PierreSimonLaplace)证认并宣告了威廉·赫歇耳发现了太阳系的新行星。天文学家们计算出这颗星的轨道， 地点是在土星的外侧，此后，太阳系内的第七颗行星---天王星就这样被发现了。新行星的发现惊动了整个欧洲，英国皇家学会授与威廉·赫歇耳以柯普莱勋章。至此，他的生活发生了重要的改变，由业余爱晴日文的乐师变为了专业天文学家。 他的一世为天文学的发展做出了优异的贡献，其伟绩名垂史册。２、躺 着旋转的行星在太阳系中，所有的行星基本上都依照着自转轴与公转平面凑近垂直的规律而运动，惟独天王星的赤道面与轨道面的倾角为97°55′。也就是说，它的自转轴几乎是倒在它的轨道平面上，以躺着的姿势绕太阳运动。难怪有人把天王星称做“一个颠倒的行星世界”。天王星上的日夜交替和四时变化也十分奇异和复杂。在天王星绕太阳公转时，其公转周期为84年。太阳轮番照射着它的北极、赤道、南极、赤道。所以，天王星上的每一昼、每一夜都要连续42年才能变换一次。太阳照射到哪一极时，哪一极就是夏天，太阳总不着落，没有夜。而背对着太阳的那一极，正处在漫长黑夜所笼盖的严寒冬天之中。只有在赤道南北纬8°之间，才有日夜的变化。若是以地球人一般的寿命计算，在天王星的南极或北极，一世最多只好有一次目击日出或日落的机遇。此刻,天王星上的阳光直射点,正从它的南极区移向赤道,到2007年,太阳将直射在它的赤道上。15３、卫 星在1985年以前，人们只知道天王星有 5颗卫星，这5颗卫星几乎都在凑近天王星的赤道面上绕天王星转动。因天王星的自转轴倾斜为 98°角，这5颗卫星都成了逆行卫星。此中天卫三和天卫四较大，直径分别为 1000千米和 1630千米。其余三颗都比较小，最小的天卫五是 1948年美国天文学家柯伊伯(GerardPeterKuiper)发现的，直径为 484千米。天卫五的地形复杂，有高达 24千米的山岳、坑坑凹凹的洞和数条线状的沟，它的成因迄今依旧仍是个谜。1986年"旅游者2号"探测器拜访了这颗行星，发现了 10颗新卫星，使它的卫星数目增添了 2倍，合计15颗。新发现的卫星都很凑近天王星， 但都比较小，直径多在20～100千米之间。最大的一颗直径为 160千米。1997年9月6日和7日,天文学家用帕洛玛山 5米海尔望远镜又发现了两颗新卫星,它们被命名为Sycorax和Caliban。它们距天王星较远,可能是被引力俘获的小行星。这两颗卫星是第一次在天王星四周看到的“不规则”卫星。1999年，人们又发现了 3颗新卫星，使它的卫星总数达到了 20颗。（八）、海王星按距太阳的均匀距离由近及远摆列，海王星排行第八。它的亮度为7．85等，只有在望远镜里才能看到。因为它是一颗淡蓝色的行星，依据传统的行星命名法，它被命名为涅普顿（Neptune）。涅普顿是罗马神话中统治海洋的海神，掌管着1/3的宇宙，很有神通，海王星的天文符号象征涅普顿手中冷光闪闪的神叉。１、笔 尖上的发现天王星被发现不久，人们就往意到天王星的运动有些奇怪，老是偏离天体力学计算的轨道。有人推断天王星轨道之外可能存在另一颗行星，它的引力作用使天王星的运动遇到扰乱，这在天文学上叫做“摄动”。1845年，英国剑桥大学数学系的学生亚当斯(JohnCouchAdams)算出了这颗摄动行星的轨道和质量，并将结果寄给了皇家天文台台长艾里(GeorgeBiddelAiry)。因为人轻言微，他的研究成就没有被重视。与此同时，法国巴黎天文台的勒威耶 (UrbainLeVerrier)也在研究这一问题。1846年9月18日，勒威耶把他的研究结果寄给柏林天文台的伽勒(JohannGottfriedGalle)。伽勒9月23日接到信后，当晚在勒威耶预知的地点周边找到了这颗新行星，命名为海王星。因为它是由天文计算而发现的行星，所以被称为“笔尖上的发现”。２、“旅行者2号”的发现1989年8月24日，经过12年长途跋涉的“旅游者2号”探测器按期抵达了旅途的最后一站—-海王星，对海王星进行了详尽的科学观察，给天文学家发回了大批清楚的照片和数据，使我们对海王星的认识不再像隔雾看花那样朦模糊胧了。“旅游者2号”飞近海王星拍摄的照片向人们显示，海王星是一个暴风吼叫、乱云飞渡、富裕生气的世界。大气中有很多湍急杂乱的气旋在翻腾。在海王星的南半球有一个醒目的大黑斑，其形状、相对地点和行星的大小比率竟与木星大红斑近似。天文学家认为它也是一个大气旋，是令人惊心动魄的风暴区。“在旅游者2号”观察海王星以前，一般认为海王星只有两颗卫星，那就是海卫一和海卫二。飞近探测后又发现了6颗卫星，从而使海王星的卫星总数达到816颗。新发现的卫星暂命名为1989N1～1989N6。1989N6距海王星近来，其余挨次是1989N5、1989N3、1989N4、1989N2、1989N1、海卫一和海卫二。“旅游者2号”要点观察了海卫一。当它从南边逼进海卫一时，摄像机前出现了一个刺眼的白色世界，冻结的氮构成的海卫一极冠覆盖了南半球的大部。海卫一表面温度大概只有-310℃。科学家推断它是由岩石和冰混淆而成的天体。探测器发现海卫一上的冰火山正在喷发，喷出的是白色的冰雪团块和黄色的冰氮颗粒。因为海卫一重力不大，这种喷发物可高达 32千米，是珠穆朗玛峰高度的 4倍。迄今为止，海卫一是己发现的太阳系中第三个存在活火山的天体。“旅游者2号”发现海王星有5条光环：里面的3条比较模糊，可能是由卫星碎片构成的；外面的两条环比较光亮，较里面的环完好；最外面的环只有几段弧特别亮，认真察看后发现，本来环中嵌有七八团冰块（最大的直径约有10～20千米），其余的则是很小的冰晶和碎石。（九）、冥王星九 大行星中离太阳最远、质量最小的要算冥王星了。它在远离太阳 59亿 千米的严寒灰暗的太空中踉跄前行，这情况和罗马神话中住在阴沉森 的地下宫殿里的冥王普鲁托特别相像。所以，人们称其为普鲁托（Pluto），在天文学中是普鲁托英文名字前两个字母，又是对冥王星发现有推进之功的美国天文学家洛韦尔（PercivalLowell）姓名的缩写。冥王星是最晚发现的一颗行星，和天王星、海王星的发现对比，冥王星的发现可算得上“鲜花易谢”。冥王星的亮度很弱，只有15等，即使在大望远镜拍摄的照片上，它和一般的恒星也没有什么差异，要想在几十万颗星星中找到它，真好似是海洋捞针。在找寻冥王星的工作中，天文喜好者出身的美国天文学家洛韦尔详尽计算了这颗未知行星的地点，用望远镜认真找寻，付出了十几年的心血。直到1916年11月16日，他忽然逝世。1925年，洛韦尔的兄弟捐赠了一架口径 32.5厘米的大视场照相望远镜，性能特别好，为连续找寻新行星供给了优胜的条件。 1929年，洛韦尔天文台台长邀请汤博（ClydeWilliamTombaugh）加入未知行星的搜寻队列。他们一个一个天区地搜寻，拍摄了大批底片，并对每张底片进行仔细地检查， 工作艰辛、无聊。1930年1月21日，汤博终于在双子星座的底片中发现了这颗新行星。１、奇 特的轨道冥王星在发现之初曾被认为是一颗位于海王星轨道外的行星，但此后的事实证明并不是完好这样。比如，在1979年1月21日～1999年3月14日这段时间，冥王星就比海王星更凑近太阳。这是因为冥王星轨道的偏爱率、轨道面对黄道面的倾角都比其余行星大。冥王星在近期点周边时比海王星离太阳还近，这时海王星成了离太阳最远的行星。每隔一段时间，冥王星和海王星会相互凑近，在黄道投影图上两颗行星的轨道交织。但不用担忧它们会碰撞，因为它们的轨道平面其实不重合，即使在交织点周边，它们之间的距离仍旧是很大的。它们会像运行于立体交织公路上的车辆相同，各自飞奔而过。２、卫 星的发现1978年7月，美国海军天文台的克里斯蒂在研究冥王星的照片刻，有时发现冥王星小小的圆面略有拉长。他把1970年以来所有的冥王星照片都找出来，结果发现这一现象是有规律地出现的，于是他判定冥王星有一颗卫星。因为冥王17星离我们实在太远了，以致在大望远镜里也不可以把冥王星和它的卫星分开。这好似气象站的风速计，一根横杆连着两个圆球，在疾风中旋转。从远处看去，两个圆球融成一体，只好觉察出它时圆时扁的变化。冥王星的卫星被命名为查龙Charon）。在希腊神话中查龙是普鲁托的一个役卒，专在冥海上渡亡灵。查龙的公转周期与冥王星的自转周期相同，都是6.39日。三、彗 星公元1066年，诺曼人入侵英国前夜，正逢哈雷彗星回归。当时，人 们怀有复杂的心情，凝视着夜空中这颗拖着长尾巴的怪异天体， 认为 是上帝赐予的一种战争警示和预示。 此后，诺曼人征服了英国，诺曼统帅的老婆把当时哈雷彗星回归的情景绣在一块挂毯上以示纪念。中公民间把彗星贬称为“扫帚星”、“灾星”。像这种把彗星的出现和人间的战争、饥荒、洪水、瘟疫等灾害联系在一同的事情，在中外历史上有好多。彗星是在扁长轨道（很少量在近圆轨道）上绕太阳运行的一种质量较小的云雾状小天体。彗星的轨道有椭圆、抛物线、双曲线三种。椭圆轨道的彗星又叫周期彗星，另两种轨道的又叫非周期彗星。周期彗星又分为短周期彗星和长周期彗星。一般彗星由彗头和彗尾构成。彗头包含彗核和彗发两部分，有的还有彗云。其实不是所有的彗星都有彗核、彗发、彗尾等结构。我国古代对于彗星的形态已很有研究，在长沙马王堆西汉古墓出土的帛书上就画有29幅彗星图。在晋书“天文志”上清楚地说明彗星不会发光，系因反射太阳光而为我们所见，且彗尾的方向背向太阳。彗星的体形宏大，但其质量却小得可怜，就连大彗星的质量也不到地球的万分之一。因为彗星是由冰冻着的各种杂质、灰尘构成的，在远离太阳时，它不过个云雾状的小斑点；而在凑近太阳时，因凝结体的蒸发、气化、膨胀、喷发，它就产生了彗尾。彗尾体踊跃大，可长达上亿千米。它形状各异，有的还不仅一条，一般总向背叛太阳的方向延长，且越凑近太阳彗尾就越长。宇宙中彗星的数目极大，但当前观察到的仅约有 1600颗。１、哈 雷彗星1682年8月，天空中出现了一颗用 肉眼可见的亮彗星，它的后边拖着一条 清楚可见、弯弯的尾巴。这颗彗星的出 现惹起了几乎所有天文学家们的关注。 当时，年仅26岁的英国天文学家哈雷对 这颗彗星尤其感兴趣。他认真观察、记 录了彗星的地点和它在星空中的每日变 化。经过一段期间的察看，他惊讶地发 现，这颗彗星仿佛不是首次莅临地球的 新客，而是似曾相逢的老朋友。在哈雷生活的那个时代，还没有人意识到彗星会按期回到太阳周边。自从哈雷产生了这个勇敢的念想后，便怀着极大的兴趣，浑身心地投入到对彗星的观察和研究中去了。在经过大批的观察、研究和计算后他勇敢地预知，1682年出现的那颗彗星，将于1758年终或1759年初再次回归。哈雷作出这个预知时已近50岁了，而他的预知能否正确，还需等候50年的时间。他意识到自己没法亲眼看见这颗彗星的再次回归，于是，他以种风趣而又带点遗憾的口吻说：假如彗星18依据我的预知的确在1758年回来了，公正的后代大概不会拒绝认可这是由一位英国人第一发现的。在哈雷逝世10多年后，1758年终，这颗第一个被预告回归的彗星被一位业余天文学家观察到了，它准时地回到了太阳周边。哈雷在18世纪初的预知，经过半个多世纪的时间终于获取了证明。后代为了纪念他，把这颗彗星命名为“哈雷彗星”。其实在历史上从公元前240年起的每次回归我国都有所记录，最早的一次可能是周武王伐纣之年，即公元前1057年。哈雷彗星每隔大概76年都会准时回归。在哈雷彗星回归时，能够对它进行大批的观察研究。哈雷彗星的近来一次回归是1986年，中国和各国相同对它进行了大批的观察，发现了断尾现象。它的再次回归要等到 2061年左石。２、苏梅克-利维9号”彗星撞击木星“苏梅克-利维9号”彗星是在1993年3月26日由苏梅克夫妻与戴维·利维合作发现的第9颗彗星。它以11年左右的周期绕太阳运动，当它在1992年7月8日离木星近来时，它的彗核被木星引力拉碎成 21块，变为绕木星运动的群体。天文学家经过计算，成功地估计了 1994年7月17日至22日之间，这颗彗星的碎块将以每秒60千米的速度先后撞击至木星背着地球一面的南纬约44°的地方，这但是一次稀有的天文现象。撞击过程中，在木星上空出现了爆炸、火球、闪光，在木星大气中形成了黑斑。此次天体撞击事件势必在天文学史中留下绚烂的一页。四、小 行星带在太阳系中，除了九颗大行星以外，还有不计其数颗我们肉眼看不到的小天体，它们像九大行星相同，沿着椭圆形的轨道不断地环绕太阳公转。与九大行星对比，它们仿佛是不足挂齿的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小行星。小行星，顾名思义，它们的体积都很小。最早发现的“谷神星”（Ceres1)、“智神星”(Pallas2)、“婚神星”(Juno3)和“灶神星”(Vesta4)是小行星中最大的四颗，被称为“四大金刚”。“四大金刚”中最大的谷神星直径约为1000千米，最小的婚神星直径约为200多千米；假如能把它们从天上“请”到地球上来，中国的青海省恰好能够让谷神星安家。除掉“四大金刚”外，其余的小行星就更小了，据估计，最小的小行星直径还不足1千米。固然它们的体积比卫星还小得多，但是在太阳系这个家庭中，却要和九大行星论资排辈。大多半小行星是一些形状很不规则、表面粗拙、结构较松的石块，表层有含水矿物。它们的质量很小，依照天文学家的估计，所有小行星加在一同的质量也只有地球质量的4／10000。这些小行星和它们的大行星伙伴一同，一面自转，一面自西向东地环绕太阳公转。只管拥堵，却次序井然，有时它们巨大的街坊--木星的引力会把一些小行星拉出原来的轨道，迫使它们走上一条新的遨游道路。在近来几年对小行星观察中，还发现一个风趣的现象，有些小行星居然也有自己的卫星。在1991年以前所获的小行星数据主若是经过鉴于地面的观察。1991年10月，伽利略号探测器经过951号小行星（Gaspra2017），从而获取了第一张高分辨率的小行星照片。1993年8月，伽利略号又飞经了243号小行星（Ida4005），使其成为第二颗被宇宙飞船接见过的小行星。1997年6月27日，近地小行星探测器（NEAR）与253号小行星（Mathilde4001）擦肩而过。此次机会使得科学家们第一次能近距离察看这颗小行星。宇宙探测器经过小行星带时发现，小行星19带其实特别空阔，小行星与小行星之间分开得特别遥远。第二节、银河系（milkywaygalaxy ）银河系由恒星和星系物质构成的巨大的、盘状系统，太阳是该系统中的一员。银河系中的众多繁星的光形成了银河，成为环绕夜空的外形不规则的发光带。这条星光带大概上位于银盘平面上。银河系是构成宇宙的亿万个星系中的一个。它拥有几百亿颗恒星和相当大批的星际气体和灰尘。银河系是星系种类中的旋涡星系一类的典型。它的核心四周是一个巨大的中央核球，并有环绕着它的旋臂。这些曲折的旋臂使银河系的外形看上去像是一个宏大的车轮。旋臂均匀沉陷在银盘中。银盘是银河系的主要构成部分，直径约70000光年。银核为星际灰尘粒子障蔽，它们汲取银核辐射中的可见光和紫外光。但科学家能够在射电、红外、X射线和γ射线的波段，记录并研究银核区发出的辐射。特别是红外辐射和X射线中的强发射，表明存在着高速运动的电离气体云。此刻多认为，这种气体云在环绕一个大质量天体运行，很可能是一个质量约为400万个太阳质量的黑洞。科学家已确认，中央核球的主要成分是一些老年恒星和老年星团。旋臂的成分则是完好不同的另一类天体。旋臂中的天体属于十分年青的亮星和分散星团。别的，在旋臂地区内是星际气体和灰尘粒子的最高度集聚区，所以那边也是新的恒星形成的最合适的所在。太阳位于这些旋臂中的一条，即猎户臂的内侧边沿周边，距银河系中心约为银河系半径的三分之二距离处。银核位于人马座天区方向，和太阳的距离约为23000光年。银盘的上和下为一球形地区（称为球状成分），此中充满着球状星团和其余年纪很大的天体。比如贫重元素的矮星。银河系的外头向来到可见的边缘，为一个巨大的大质量银晕。它的成分、形状和延长大小尚不十分清楚。整体银河系统绕银心自转，但不同构成部分的天体其实不以相同的速度公转。 距银心远的天体比距银心近的天体速度慢。距银心相当远的太阳以一个近似圆形公转轨道绕银心的运动，速度估计为225公里/秒。因为太阳的公转速度较慢，它绕银心公转一周约须2亿年。地球所在的太阳系处于银河系中，在地球上看银河会发现横跨星空的一条乳白色亮带，这就是银河系主体在天球上的投影。中国古代又称为银汉。在北半天，银河从天鹰座先向西北，经过天箭座、狐狸座、天鹅座、仙王座、仙后座,再折向东南,穿过英仙座、御夫座、金牛座、双子座、猎户座、纵贯天球赤道上的麒麟座，进入南半天的大犬座、船尾座、船帆座，又折向西北，横过船底座、南十字座、半人马座、圆规座、矩尺座、天蝎座、人马座和盾牌座。银河经过23个星座，周天一圈后又回到天鹰座。用望远镜察看，能够看见银河是由为数众多的恒星和星云构成的。星云有亮有暗。亮星云密集处使银河增亮，比如，盾牌座、人马座一带的亮区。暗星云则表现为银河上的暗区，比如，天鹰座以南的“大分叉”和南十字座周边的“煤袋”。银河在星空勾勒出轮廓不很规则、宽窄不很一致的带，叫作银道带。银道带最宽处达30°，最窄处也超出10°。20第三节、遥远的恒星一、恒星1、恒星是由火热气体构成，能自己发光的一种球状或近似于球状的天体。光年：光在一年里在真空中流传的距离。离我们近来的恒星是半人马座 α星2、恒星能否真的恒定不动？这一问题的答案仿佛是无须置疑的。我们对恒星地点的观察结果与古人的有关记录是完好一致的。所以，人们曾认为所谓恒星，理所自然应当是恒定不动的。可是，问题在于，我们能否仅依据直觉就认为某些物体的地点未发生改变，而忽视了另一方面，即这种位移其实是存在的，不过在现有的条件下，我们没法发现罢了。事实证明，的确有一些物体因为挪动的速度过慢而使其看起来仿佛根本未发生位移。有一个简单的例子能够证明这一点。假如我们察看时针在半分钟内的位移状况，我们会感觉它看上去根本未发生挪动，而当我们走开一小时后再回来时，会发现时钟已经行进了一格。假如一小时前它指向“1，”那么此时它应指向“2。”1718年，哈雷（哈雷是彗星的发现者）在利用天文望远镜对某些恒星的位置进行观察时发现了此中三颗，即“天狼星”、“浣熊星”、“牧夫座a星”的地点与古人的记录发生了偏移。古希腊人固然还没有天文望远镜先进的设施，但他们的观察是极其认真的，其观察记录也不会有太大的失实之处，所以，能够必定，这三颗星体的确在挪动。实质上，这三颗星体的地点与泰克·布朗在一个半世纪以前的观察记录对比就已经发生了偏移。而布朗的观察结果是被公认为天文望远镜发明以古人类有关记录中最为精准的。在当时，布朗依据这一现象判断出这三颗星体相对于周边的星体发生了位移，并且这一位移将连续下去。其实，这一现象有可能合用于所有星体，也就是说，所谓“恒星”并不是静止不动，而是不断改变着它们在空中的地点。恒星的空间速度能够分为两了重量，即视向速度和切向速度。天狼星、浣熊星、牧夫座a星固然挪动得很慢，但其速度相对其余挪动速度更慢的星体来说，已经相当明显了，最少我们还能够利用各种手段对其进行观察。别的，我们能有幸发现这一现象还应感谢这三颗星体发出了较为光亮的光芒。二、恒星的多样性1、双星双星是宇宙间相距很近的两颗星体，两颗星都称为双星的子星。此中较亮的那一颗星又叫主星，较暗的一颗又叫伴星。也又把质量大的叫主星，质量小的叫伴星的。在恒星世界中，双星是很广泛的现象。它是规模最小的恒星企业。双星的颜色是五彩斑斓的，其子星也是八门五花。有的双星的子星为爆发变星，有的是脉动变星或其余变星，有的是白矮星，有的倒是中子星，有的干脆包含在聚星里。在星团、星云和河外星系中，也都发现有双星。双星的种类好多，有物理双星、光学双星等。别的，还有密近双星、射电双星、x线双星、爆发双星、脉冲双星等。1）、物理双星是指因为引力作用而沿着轨道相互相互环绕运动，相互之间拥有物理联系的双星。往常所指的双星都是指的这一类双星。物理双星的种类好多，依据两子星之间的距离远近能够分为目视双星，分光双星和交食双星。别的，21还可由天体丈量，剖析其光谱，依照观察波段或所包含的特别对象而发现的各种双星。1〉分光双星是指经过对某天体谱线地点变化的观察剖析，能判断出的双10星．因为这种双星的两颗子星间的距离很近，绕转周期也很短〔大多半小于天〕，所以，经过望远镜，用肉眼或照相方法都不可以分辨出它们的两颗子星。根据多普勒效应，恒星凑近我们运动时，其谱线便移向紫端，恒星远离我们运动时，谱线便移向红端．跟着两子星的绕转，恒星光谱的谱线便发生有规律的挪动，据此，我们能够发现双星。假如两子星一颗亮，一颗暗，这是能看到一颗亮星的光谱线作周期性的移位，另一颗较暗的光谱线看不到，这样也能发现双星。这些方法发现的双星都称为分光双星．2〉交食双星是指两子星相互绕转相互掩食（一颗子星从另一颗子星前面经过，象月亮掩食太阳）而造成亮度发生有规律的、周期性变化的双星。这种双星的轨道面与视野几乎在同一平面上，所以，会产生掩食现象。交食双星又称食双星，又因其亮度会产生有规则的变化，所以，又可称为食变星。双星的光变周期就是它们的绕转周期。光变周期最短的只几小时，如大熊座UX星，光变周期为4小时43分；最长的如半人马V644星，光变周期长达65年．3〉目视双星 指经过望远镜，用人眼或照相能直接分辨出由两颗子星所构成的双星。这种双星，两颗子星相距都较远。它们相互绕转的轨道半径比较长，自然绕转周期也较长，一般都在一年以上，绝大多半都擅长五年，有的可长达万年以上。目视双星的颜色是绚烂多彩的．如天蝎座a〔心宿二〕，主星为红色，伴星则为绿色；狮子座a〔轩辕十四〕，主星为白色，伴星为浓蓝色.2）密近双星指两子星发生物质沟通，以致于一颗子星影响另一颗子星演化的物理双星．有人认为，目视双星的一部分、所有的分光双星和交食双星都是密近双星．这种双星在两子星相互快速的绕转时，会有强盛的气流〔物质流〕从一颗子星中不断地抛出．这些被抛出的物质，一部分跑到另一颗子星周边， 形成恒星四周的物质，有的可能进入到星际空间．密近双星的运动周期，较长的有12年以上，也有短到只有17分半钟．此中一子星假如象超新星相同爆发时，许多状况下仍保持为双星，但也有拆开的．密近双星是恒星世界中一种广泛存在的天体，在聚星、星协、星团、行星状星云、河外星系中都发现过，在天文学研究中意义很大．3）光学双星指远看相互相距很近，实质上相距很远，相互其实不相互环绕运动，也没有设么物理联系的两颗星。它们不过在地球上看来，方向差不多，因此投影在天球上凑在一同的星对。光学双星并无什么研究价值。2、聚星聚星是指三、五个相互有物理联系的恒星构成的多重恒星系统。按成员星的数目不同，有时也称三合星，四合星等。聚星可分为一般聚星和四边形聚星。一般聚星其成员星两两构成双星，典型星为大熊座α〔中文名为开阳〕。四边形聚星成员间的距离相差不多，成员星的运动各有不同的方向，没有周期性，这个系统是不稳固的，最有名的四边形聚星是猎户座四边形聚星．3、变星 亮度有起伏变化的恒星。惹起恒星亮度变化的原由有几何的原由(如交食,屏遮)和物理的原由(如脉动，爆发)以及