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01 太阳系 The Solar System(第4页)

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内行星(水星、金星、地球和火星)与外行星(木星、土星、天王星和海王星)相比,体积相对较小,质量也较低。

两者的密度也有差别,内行星的密度比外行星大。

内行星被称为“类地行星”

,这意味着它们“和地球类似”

四颗外行星被称为“巨行星”

,有些人也把它们称为“气态巨行星”

,以反映它们含有许多的氢和氦;还有一些人专门用“气态巨行星”

来形容木星和土星,因为它俩的气体含量要高于另外两颗外行星,尽管另外两颗外行星含有的气体的质量都超过了一个地球质量。

图1 太阳系图,以实际的相对大小显示行星轨道。

行星轨道只有轻微的偏心,所以看起来和圆没什么区别。

火星轨道内未标记的圆圈是地球轨道,不是太阳。

金星和水星的轨道太小,无法包含在图内。

冥王星不是一颗行星,图中显示它的轨道是因为它代表了海王星轨道之外的大量小天体

图1中除了金星和水星,其他行星都按照轨道等比例排列。

金星和水星的轨道太小了,难以显示在图中。

图1还包括了冥王星轨道的一部分,放到以后讨论。

其中有一个行星轨道的性质我还没有提到,即行星轨道几乎都在同一平面上,没有这一性质,就无法绘制出这样一幅星图。

地球的轨道面也因此能被当成一个方便的参考平面,被称为“黄道”

相对于地球的轨道,冥王星的轨道倾角为17.1°,水星的轨道倾角为7°,金星的轨道倾角为3.4°,其他行星的轨道倾角都小于3°。

当冥王星接近近日点时,它就位于海王星的轨道内侧。

冥王星和海王星不会发生碰撞,因为它们的轨道倾角不同,阻止了它们的路径相交,而且,每当冥王星经过海王星的轨道时,海王星总是在太阳的另一边。

这是因为海王星每完成三次公转,冥王星恰好完成两次,这种关系被称为3∶2轨道共振。

除了轨道几乎共面,每颗行星绕太阳公转的方向也是一样的:从地球北极上方一个假想的有利位置进行观测,就会发现行星都是逆时针运行的。

除金星和天王星,其他行星的自转也都表现为逆时针运动。

由于逆时针运动很普通,它被称为“顺行”

,而顺时针轨道运动或旋转则被认为是向后的,被称为“逆行”

除了天王星,每颗行星的自转轴相对其公转轨道垂直平面的倾角都小于30°。

水星自转轴倾角几乎是“完美的”

,只有0.1°;地球的自转轴倾角为23.5°。

从数万年的时间尺度上来看,行星自转轴的指向方向和倾斜程度都是会变化的,但从一个公转周期的时间尺度上来看,它们又是恒定的。

轴倾角是行星上有四季的原因,当地球处在自转轴北端倾斜向太阳的那部分公转轨道时,北半球是夏天;6个月后,地球处在太阳的另一边,北半球是冬天。

金星与天王星的自转与公转方向不一致。

金星的自转轴倾角只有2.7°,它在逆行方向上的自转非常缓慢,这使得它一天的长度为116.7个地球日。

而天王星的转轴倾角为82.1°,并进行快速逆行自转。

天王星以前很可能遭遇过一场灾难性撞击,它被撞翻了,从开始的顺行自转变成现在这样,轨道倾角变为97.9°(180°减去82.1°)。

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