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【天文学导论课件@北师大】3
冥王星: 6.3867天 248年
三、行星的环带
1、光环的组成:由无数大小不等 的冰块、岩石块、尘埃颗粒组成。 2、光环的运动:为保持稳定,沿行星本身的赤道面 高速旋转,否则会被行星的巨大引力拉过去。 3、共性:1、洛希极限内;2、赤道面附近;3、总质量远小于 行星及大卫星的质量;4、由分离的质点组成。 木星:既薄又暗、由尘埃及大小不等的石块组成。 土星: 成千上万条像密纹唱片一样,由碎冰块、 石块、尘埃颗粒组成。 天王星:有11条光环、间隔很大、由石块、尘埃、 冰块组成。 海王星:有5条光环、有的完整、有的残缺。
偏心率 倾角 公转周期 会合周期 轨道运动 (日) (日) 平均速度(km/s) 0.2056 7°.0 87.97 115.88 47.87 0.0068 3°.4 224.70 583.92 35.02 0.0167 0° 365.27 29.79 0.0934 1°.9 686.98 779.93 24.13 0.0483 1°.3 4332.71 398.88 13.06 0.0560 2°.5 10759.50 378.09 9.66 0.0461 0°.8 30685.00 369.66 6.80 0.0097 1°.8 60190.00 367.49 5.44 0.2482 17°.1 90800.00 366.73 4.74
满足三判据的天体 定义为“行星” 一、绕日运行 二、近似球体 三、轨道清空
满足三判据之二 定义为 “矮行星”
一、绕日运行 二、近似球体
仅满足三判据之一 即 绕日运行 的天体 均分类为 “太阳系小天体”
§3.2 、 行 星
一、分类: 类地行星 石质行星 :水 金 地 火 体积小、密度大、中心有铁镍核、 金属含量高、自转慢、卫星少。 巨行星 气态巨星:木 土 天 海 体积大、密度小、主要由H 、He组 成、无固体表面的流体行星、自转快、 卫星多。
为什么把冥王星除名?
冥王星 失去行星地位
在2006年8月24日召开的国际 天文学联合会上,400多名天文 学家以投票表决的方式,将冥王 星“淘汰”出了行星行列,降级 为“矮行星”; 按照新的定义, 不但谷神星和“齐娜”没能成为 行星,就连冥王星也失去了行星 的资格,因为它没能清除它轨道 附近的天体—冥王星和海王星的 轨道存在交叉。冥王星转而被归 为“矮行星” 。至此,冥王星 失去了70多年的行星资格。太 阳系又恢复到了8颗行星的状态。
§3.4 、行星的视运动
观测者所见行星 在天球上的位置移动 1、相对恒星的视运动: 路径特征: a、在黄道附近; b、带圈或折线的复杂 曲线。 起因:地球与行星 公转运动的合成。
1930年发现 一直视为第九行星 周期 248 年
冥王星(Pluto)
1930年,人们发现了“柯伊 伯带”。所谓“柯伊伯带”,是 海王星外的一大堆小星群,冥王 星正是位于这星群之中。人们 怀 疑,比地球月亮还要小的冥王星, 会否只是小星群中的老大?
美国国家航空和航天局发布的 2006年2月22日拍摄的冥王星 (左上)、卡戎星(左下)及冥 王星两颗卫星的照片
―较正确”的太阳系知 识
太阳系由内围四个较像地球的较小行星,和外围四个较 像木星的庞大行星组成,两组行星间有一条小行星带,而海 王星之外,还有一组叫柯伊伯带的小星群,及彗星的故乡奥 尔特云。 太阳系由八个行星及卫星 、一些“矮行星”及“小天 体”)组成。 “八个行星”水星、金星、地球、火星、木星、土星、天 王星、海王星 “矮行星”首批成员有谷神星、冥王星和齐娜(暂时命名为) 2003 UN313三个天体 “ 小天体” 其它环绕太阳运行的天体
五、行星的轨道特征
1、共面性:公转轨道几乎在同 一平面内。( i < 3 o) 只有水 7o 2、同向性:公转方向相同。 自转:金星逆转、天王侧转。 3、近圆性:公转轨道为近圆的 椭圆 。 除水e偏大,其余e<0.1。 一般认为:行星卫星轨道的 三个特性决非偶然的巧合 4、符合距离分布定律
1、已知狮子座流星群的绕转周期为33年,试确定它们 的轨道半长径。 a 3/ T 2 = 1 (AU/年)10.29 2、已知彗星轨道的偏心率e=0.9,周期T=1000年,求 此彗星在近日点和远日点时离太阳的距离是多少?
金星
麦哲伦宇宙飞船探测金星, (a)金星表面(b)8km高的 火山正在休眠 (c)流动的 熔岩正穿越断裂地区
地 球 象 征 该 亚
在月球上拍摄的地球照片.
地球大气从对流层(Tropopause)、 平流层(Stratosphere)、臭氧层 ( Ozone layer ) 、 中 间 层 ( Mesosphere ) 到 电 离 层 顶 (Ionosphere) 的温度、压力随地球 高度的变化 ( A.T. fig.7.2)
近日距:a(1 - e) 远日距:a(1 + e)
表5.3
行星 轨道半长径 a(AU) 水 星 0.3871 金 星 0.7233 地 球 1.0000 火 星 1.5237 木 星 5.2027 土 星 9.5555 天王星 19.1911 海王星 30.1090 冥王星 39.5289
八颗行星的轨道要素
2003 UB 313 2005年发现者声称是 第十行星 命名:齐娜星(Xena) 直径 2400±100 km 近日距 38AU 远日距 97AU 周期 560年
§3.3、行星的轨道运动
一、行星的运动规律: (开普勒定律)
1、椭圆定律:行星绕太阳运动 的轨道为椭圆,太阳位于一个 焦点上。 2、面积定律:行星的向径在单 位时间扫过的面积相等。 3、调合定律:行星公转周期的 平方,与轨道半长径的立方成 正比。(A3/T2=C) 严格推导为: A3/T2 =G(M1+M2)/4π
四、行星的距离分布
提丢斯-波得定则:(1766、德)
(经验公式)
水 金 地 火 木 土 数列 0 3 6 12 24 48 96 +4 ( 4 7 10 16 28 52 100 )÷10 以上数值为行星到太阳的距离 (以1AU为单位;1AU =1亿5千万公里-日地距离) 1781 柏林天文台台长波得把以上内容总结为一个 经验公式:a N =0.4+0.3×2N-2 式中:N为序号;N水=-∞ ; N=5为空缺。
―旅行者2号”拍到的海王 星的暗斑-大风暴
海王星的光环
神 话 中 阴 森 森 的 冥 王 普 鲁 托
矮行星:柯伊伯带的小星群
冥王星(Pluto)和它的卫星 1930年发现 一直视为第九行星 周期 248 年
谷神星(Ceres) 1801年发现的第一个小行星 直径 952 km 距日 2.9 AU 周期 4.6 年
水 星 保 护 神 墨 丘 利
水星的表面
水手10号拍摄的水星照片
水星表面的主要热盆地横 跨1400公里,这些热盆地被 一系列同心圆的山环绕着
新发现的水星表面由于 致冷和收缩形成的皱纹区 (Scarp),此皱纹约几百公里 长,3公里高.(注意到图的右 上角还有一个大的皱纹区),
金 星 象 征 维 纳 斯
三、行星的轨道要素
在空间完全确定绕转体的运动状况,需要几个独立的量。 1、轨道半长径:a (大小) 焦点到椭圆中心的距离 2、偏心率:e=c/a =(a 2– b2)1/2/a (形状) e=1 抛; e=0 圆; e>1 双曲; e<1 椭圆 3、轨道倾角: i (空间位置) 行星轨道面与黄道面的夹角。 4、升交点黄径: Ω 升交点到春分点的角距。 5、近日点角距: ω (长轴方向) 升交点到近日点的角距。 6、近日点时刻:τ
航海者1号拍摄的木 星大红斑-含有红磷 化合物的特大气旋
航海者1号探测出木星是 一颗浓密大气下的液态 氢的“海洋”
1979年“旅行者1号” 发现木星有光环
土 星 第 二 代 天 神 克 洛 诺 斯
1994 年12月哈勃空间望远 镜拍摄到的土星上赤道区域 正发生风暴,插图表示在北 极区早些时候发生过风暴。
第三章、太阳系
其质量占总质量的 99.865 %。 2、行星和卫星: 太阳系的主要成员
§3.1 太阳系概况 1、太阳:太阳系中心天体,是太阳系光和能量的来源,
水 金 地 火 木 土 天 海 冥
?
(2005初)
139
卫星: 1 2 63 35 27 11 3 环带: 有 有 有 有 矮行星:冥、谷、齐娜 3、小天体:
二、行星的自转与公转
自转周期 公转周期
88 天
225天 365.256天
一昼夜
176天
118天
水星: 金星:
地球:
58.646 天
243天(逆) 24h
火星: 24h41m 687天 木星: 9h50m30s (赤道处) 11.862年 土星: 10h14m 29.457年 天王星: 15h36m 84年 海王星: 17h50m 164.8年
土星光环由碎冰块、 岩石块、尘埃等组成
天王 星 统治 整个 宇宙 的天 神乌 剌诺 斯
天王星和它的光环-躺着自旋,是逆转,旅行者2 号探测出很厚的大气层 a. 天卫一 b.c 天卫五
天王星 (可见有光环)和它的一个卫星 (共有17颗卫星)
海 王 星 统 治 大 海 的 神 涅 普 顿
海王星有8颗卫星,有5道光环,浓厚的大气,有磁场
10AU,190AU, e=c/a a+c a-c a 3/ T
2
习题:
= 1
3、一行星飞船沿一定轨道行驶,此轨道的近日距为日 地距离(1AU),远日距为火日距( 1.5AU ),求此 飞船从地球飞到火星所需要的时间。0.7y 4、火星的会合周期为780天,求它的公转周期和到太阳 的距离。686.9d 1.88y 1.52AU 5、傍晚前后,可否在东方看到金星,若在水星上呢? 6、一颗短周期的彗星,近日点的距离为1AU ,轨道周 期为125年。问它离太阳的最大距离是多少?49AU