天文知識之火星-簡單篇

2020-12-06 天文在線

第二章 太陽系的行星成員

我們太陽系的行星成員目前主要包括:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等八大行星,早期的冥王星已經被降級為矮行星系列。至於海王星外圍軌道上是否還存在滿足行星定義的天體,目前還未發現。

這些行星成員我們又分為三大類,第一種是類地行星(巖石行星),主要由矽酸鹽巖石組成,它們分別是水星、金星、地球、火星。第二種是類木行星(氣態巨行星),主要由氫和氦組成的氣體構成,它們分別是木星和土星。第三種是冰巨行星,主要由水、氨與甲烷組成的冰狀固體構成,分別是天王星和海王星。

我們按離太陽的距離來介紹這8大行星

第一節類地行星

類地行星主要是由巖石和矽酸鹽組成的固體行星,它們分別是水星、金星、地球、火星。之所以稱為類地,是因為其它行星都類似於地球,是個巖石固體的行星。

2.1.1 水星

見文章《天文知識之水星-簡單篇》

2.1.2 金星

見文章《天文知識之金星-簡單篇》

2.1.3 地球

見文章《天文知識之地球-簡單篇》

2.1.4 火星

火星也是我們地球的近鄰,只是比我們的軌道離太陽稍微遠些。火星不同於金星,我們可以從地球上看見火星那紅色的地表,還可以觀測到極地的冰蓋,以及天氣的變化。由於火星的各種環境與地球頗為類似,因此火星對於人類有更大的吸引力。

圖2.1.4 海盜1號於1980年2月22日拍攝的火星拼接影像,可以看見美麗的巨大的水手號大峽谷。

2.1.4.1 火星名字的由來

在漢代之前,火星並不叫做火星。「熒熒如火、亮度與位置變化甚大使人迷惑」古人認為火星位置較難預測,亮度不穩定,所以將其名為熒惑星。

西漢時期,《史記天官書》作者天文學家司馬遷從實際觀測發現火星(熒惑)呈紅褐色,與「五行」學說聯繫在一起,正式把它命名為火星。

在西方羅馬神話中,因火紅之色而取名「Mars」(音:馬爾斯),他是羅馬神話中的戰神——瑪爾斯。

2.1.4.2 火星上是否有火?

當然沒有!火星從地球上看去,它雖然火紅火紅的,但那並不是火,其表面是一種氧化鐵,類似我們常見的「鐵鏽」顏色。

圖2.1.4.2 火星的真實色彩影像,2007年2月由羅塞塔號拍攝

2.1.4.3 火星有多大?

火星的大小比地球略微小一半,火星的直徑約為6779千米,而地球約為12742千米。火星雖然只有一半地球大小,但比水星(直徑約4879.4千米)大。

圖2.1.4.3火星直徑約為地球的一半

從地球夜空中看火星,火星只有用目視直徑來表示。火星最大約為26角秒,這是在火星大衝的極端數值。60角秒等於1角分,太陽與月亮從地球看去約為30角分左右。

2.1.4.4 火星的構造

火星與地球類似,也是巖石體星球。有地核、地幔、地殼之分,也有大氣層極地之分。

火星的地表有火山活動,不過大約35億年前至今,火山活動處於停滯狀態。火星上也有平原、隕石坑以及高山、峽谷等。如奧林帕斯山,是整個太陽系內已知最為高聳的山峰,地球上的珠穆朗瑪峰還要高出兩倍多。還有水手號大峽谷,它是火星上最大的峽谷,也是太陽系中已知最大最長的峽谷。

火星的地表基本算是一個大沙漠地帶,荒涼寒冷。由於有空氣有對流,所以經常有巨大的沙塵暴席捲全球。

圖2.1.4.4 火星的地面

2.1.4.5 火星表面有水麼?

由於火星的表面環境惡劣,所以幾乎沒有穩定的液態水存在於火星的表面,不過火星的水大多數鎖定在了永久凍土和極冠等冰凍圈內。

首次發現火星土壤中有水,是在2008年,由NASA的鳳凰號火星探測器發現的。隨後2013年,NASA的好奇號火星探測器發現了火星土壤中有大量的水存在,顯示火星有足夠的水資源供給未來移民使用。

一個驚喜是在2018年7月,歐洲航天局「快車號」火星探測器在火星南部冰蓋附近發現了火星地下液態湖,直徑達到了約20公裡。

2.1.4.6 火星上有生命麼?

這是一個我們人類很想知道的答案(「這是一個我們人類很想知道的答案」改為「這是一個我們人類很想知道答案的問題」),可惜沒有!至少目前來說沒有!有證據表明火星在遠古時期有生命存在,但生命在火星上到底是否真正存在過還沒有確切的結論。

不過一個驚喜的發現是在2018年6月6日,美國太空總署宣布,好奇號探測車在火星的古老湖床的巖石裡,發現有機物質。這可能對尋找生命給出重要線索。

由於火星表面溫度低,且大氣稀薄壓力低,因此液態水不可能長期的穩定存在於火星表面,只能在地下。因為大氣稀薄,所以太陽的紫外線大部分都直接照射到火星表面,因此地下是生命生存的較好區域

圖2.1.4.6 畫家筆下有生命的火星

2.1.4.7 火星的自轉與公轉

火星的自轉周期時間與地球非常接近,都是近1天時間,火星的太陽日時長精確值為24小時39分35.244秒。

由於火星在地球軌道以外,離太陽更遠,因此其公轉周期比地球更為漫長,大約繞太陽一圈需要花上約687天,接近地球公轉周期的兩倍。

2.1.4.8 火星未來殖民

就目前人類的發現進程來看,火星目前是太陽系內除地球外,最適宜人類居住的行星。

火星的1天與地球的1天很接近,火星也和地球一樣有著四季之分,火星也有極地也有極光,火星也有天氣變化,常見為沙塵暴龍捲風等。

人類未來可能會對火星進行地球化改造,令各種生物得以在火星表面獨立生存。

圖2.1.4.8火星經過經過地球化改造後的概念圖。

關於火星的小檔案

質量約為:641710000000000000000噸= 64171億億噸= 64171x10的16次方噸(地球的0.107倍);

體積約為:163180000000立方千米=1631.8億立方千米= 16318x10的7次方立方千米(地球的0.151倍);

直徑約為:6779公裡(地球的0.532倍);

自轉周期約為:24.6229小時(地球的1.029倍);

公轉周期約為:686.973天(地球的1.881倍);

平均溫度約為:-63度;

晝夜溫度範圍約為:-89度到-31度(海盜號著陸地點測量)

距離太陽中心約為:2.279億公裡;

距離地球中心約為:7839萬公裡;

從地球看去的最大目視星等約為:-2.91

第二節 類木行星

類木行星主要是由氣體組成的行星,有時候也稱為氣態巨行星。它們分別是木星和土星,之所以稱為類木,因此(「因此」改成「是因為」會比較通順)土星和木星類似。

2.2.1 木星

見下一篇:天文知識之木星-簡單篇

參考資料

1.WJ百科

2.所有數據參數引用至NASA-Planetary Fact Sheets

文章作者:零度星系(天文在線)

審核人員:小抽

最終審核:零度星系(天文在線)

編輯用時:2018年07月02日-2018年07月06日

審核用時:2018年07月08日-2018年09月09日

最後更新:2018年9月15日星期六

注意:所有信息數據龐大,難免出現錯誤,還請指出錯誤所在好加以改之。

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全文排版:天文在線(零度星系)

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