太阳系是一个以太阳为中心天体,包括受太阳引力作用而环绕其运转的其它天体在内的天体系统。太阳位于该系统的中心,并以其绝对优势的质量(占该系统总质量的99.8%,其它一切天体只占0.2%)所产生的巨大引力,像原子核对周围电子一样,控制着整个系统。同时太阳还是整个太阳系中唯一能够自身发光的天体。它所发出的光和热,照亮和温暖着整个太阳系。当然,作为一个系统,其它天体成员也都有自己的相应的位置,地球就是其中很具特色的成员。
1.太阳系的组成
在太阳系中,除了中心天体——太阳以外,还有行星、卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质,其中行星和行星的卫星是太阳系中重要组成成员。太阳系的基本结构,主要是由九个大行星的运动和分布状况决定的。
在太阳系中,目前已经发现的大行星有九个。按它们距离太阳由近到远的顺序,依次是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星。九大行星的总质量只有太阳的1/750,总体积仅为太阳的1/600,它们自身都不能发出可见光,只能靠表面反射太阳光,才显得明亮。有的看上去比其它恒星还要亮,那是由于它们距离地球很近的缘故。另外,由于行星质量同太阳相差极大,所以在太阳的巨大引力下,它们都共同围绕着太阳进行旋转(见图1-12和1-13)。
九大行星之间也存在着不少差别,可以划分成各种类型(详见表1-1),若按其性质的差异,可分为两大类。
类地行星包括水星、金星、地球和火星共四颗行星。它们的共同特征是类似于地球。如质量小,体积小,平均密度大,距太阳较近。
类木行星包括木星、土星、天王星和海王星。它们共同特征是类似于木星。如质量大,体积大,平均密度小,距太阳远。
冥王星的性质既有“类地”的一面,又有“类木”的一面,所以未划入两类之中。
图1-13 太阳和九大行星大小的比较
表1-1 行星性质、分类和其它有关状况
水星在我国古称辰星。距太阳最近。在九大行星中水星的体积和质量仅大于冥王星,排在第八位。但它的密度较大,仅次于地球,列居第二位。
经宇宙飞船“水手10号”先后三次掠过水星进行探测,人类对水星的了解又大大深入了一步。测得资料说明,水星的内部物质结构很像地球;而其外貌又好似月球。例如,水星的中心是个巨大的铁核,占整个水星质量的80%。铁核周围是一层很薄的硅酸盐层。水星具有平行于自转轴的偶极磁场,与地球磁场很相似,但比地磁场弱得多。水星表面则同月球上一样,分布着许多环形山和盆地,而且覆盖着一层绝缘灰尘。不同的是水星上的环形山不像月球的环形山多在高原上,而是分布在平原地区。
水星的自转周期为58.6天,以转周期为88天。也就是说,它自转三周的同时也绕太阳旋转了两周,这称做自转-公转偶合现象。由于水星表面没有大气和水,所以它的表面环境在九大行星中是最严酷的。朝向太阳的半球赤道上温度可达700K,而背阳半球的表面温度可冷却到100K以下。