第269章 征程
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華楓他們都清楚土星和木星距離非常遠(yuǎn)。 木星與太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離是816,520,800千米,或大約8.165億千米,合5.46天文單位。最近距離740,573,600千米,或大約7.406億千米,合4.95天文單位。 土星與太陽(yáng)的最遠(yuǎn)距離1,513,325,783千米,或大約15.133億千米,合10.116天文單位。最近距離是1,353,572,956千米,或大約13.536億千米,合9.05天文單位。 那么,當(dāng)土星與木星位于太陽(yáng)同一側(cè),且土星位于近日點(diǎn)、木星位于遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),土星與木星的距離最近,距離是8.076億千米,合3.59天文單位。即此時(shí)土星與木星之間的距離是地球到太陽(yáng)距離的3.59倍。 當(dāng)土星與木星分別位于太陽(yáng)的兩側(cè),且土星和木星都位于遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí),土星與木星的距離最遠(yuǎn),距離是23.298億千米,合15.576天文單位。即此時(shí)土星與木星之間的距離是地球到太陽(yáng)距離的15.576倍。 雖然需要漫長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)趕路,但他們?cè)诼飞喜](méi)有因此閑著,他們被安排重新熟悉太陽(yáng)系。 太陽(yáng)是太陽(yáng)系的母星,也是太陽(yáng)系里唯一自身會(huì)發(fā)光的天體,也是最主要和最重要的成員。它有足夠的質(zhì)量(約為地球的33萬(wàn)倍)讓內(nèi)部的壓力與密度足以抑制和承受核聚變產(chǎn)生的巨大能量,并以輻射的形式,例如可見(jiàn)光,讓能量穩(wěn)定地進(jìn)入太空。 太陽(yáng)在分類上是一顆中等大小的黃矮星,不過(guò)這樣的名稱很容易讓人誤會(huì),其實(shí)在我們的星系中,太陽(yáng)是相當(dāng)大與明亮的。恒星是依據(jù)赫羅圖的表面溫度與亮度對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)分類的。通常,溫度高的恒星也會(huì)比較明亮,而遵循此一規(guī)律的恒星都會(huì)位在所謂的主序帶上,太陽(yáng)就在這個(gè)帶子的中央。但是,比太陽(yáng)大且亮的星并不多,而比較暗淡和低溫的恒星則很多。 太陽(yáng)在恒星演化的階段正處于壯年期,尚未用盡在核心進(jìn)行核聚變的氫。太陽(yáng)的亮度仍會(huì)與日俱增,早期的亮度只是當(dāng)代的75%。 計(jì)算太陽(yáng)內(nèi)部氫與氦的比例,認(rèn)為太陽(yáng)已經(jīng)完成生命周期的一半,在大約50億年后耗盡進(jìn)行核聚變的氫,太陽(yáng)將離開(kāi)主序星階段,并變成更大與更加明亮,但表面溫度卻降低的紅巨星,亮度將是太陽(yáng)中年時(shí)的數(shù)千倍。 太陽(yáng)是在宇宙演化后期才誕生的第一星族恒星,它比第二星族的恒星擁有更多的比氫和氦重的金屬(這是天文學(xué)的說(shuō)法:原子序數(shù)大于氦的都是金屬。)。比氫和氦重的元素是在恒星的核心形成的,必須經(jīng)由超新星爆炸才能釋入宇宙的空間內(nèi)。 換言之,第一代恒星死亡之后宇宙中才有這些重元素。最老的恒星只有少量的金屬,后來(lái)誕生的才有較多的金屬。高金屬含量被認(rèn)為是太陽(yáng)能發(fā)展出行星系統(tǒng)的關(guān)鍵,因?yàn)樾行鞘怯衫鄯e的金屬物質(zhì)形成的。 除了光,太陽(yáng)也不斷的放射出電子流(等離子),也就是所謂的太陽(yáng)風(fēng)。這條微粒子流的速度為每小時(shí)150萬(wàn)公里,在太陽(yáng)系內(nèi)創(chuàng)造出稀薄的大氣層(太陽(yáng)圈),范圍至少達(dá)到100天文單位(日球?qū)禹敚?,也就是我們所認(rèn)知的行星際物質(zhì)。太陽(yáng)的黑子周期(11年)和頻繁的閃焰、日冕物質(zhì)拋射在太陽(yáng)圈內(nèi)造成的干擾,產(chǎn)生了太空氣候。伴隨太陽(yáng)自轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動(dòng)的磁場(chǎng)在行星際物質(zhì)中所產(chǎn)生的太陽(yáng)圈電流片,是太陽(yáng)系內(nèi)最大的結(jié)構(gòu)。 地球的磁場(chǎng)從與太陽(yáng)風(fēng)的互動(dòng)中保護(hù)著地球大氣層。水星和金星則沒(méi)有磁場(chǎng),太陽(yáng)風(fēng)使它們的大氣層逐漸流失至太空中。太陽(yáng)風(fēng)和地球磁場(chǎng)交互作用產(chǎn)生的極光,可以在接近地球的磁極(如南極與北極)的附近看見(jiàn)。 宇宙線是來(lái)自太陽(yáng)系外的,太陽(yáng)圈屏障著太陽(yáng)系,行星的磁場(chǎng)也為行星自身提供了一些保護(hù)。宇宙線在星際物質(zhì)內(nèi)的密度和太陽(yáng)磁場(chǎng)周期的強(qiáng)度變動(dòng)有關(guān),因此宇宙線在太陽(yáng)系內(nèi)的變動(dòng)幅度究竟是多少,仍然是未知的。 行星際物質(zhì)至少在在兩個(gè)盤(pán)狀區(qū)域內(nèi)聚集成宇宙塵。第一個(gè)區(qū)域是黃道塵云,位于內(nèi)太陽(yáng)系,并且是黃道光的起因。它們可能是小行星帶內(nèi)的天體和行星相互撞擊所產(chǎn)生的。第二個(gè)區(qū)域大約伸展在10~40天文單位的范圍內(nèi),可能是柯伊伯帶內(nèi)的天體在相似的互相撞擊下產(chǎn)生的。 內(nèi)太陽(yáng)系在傳統(tǒng)上是類地行星和小行星帶區(qū)域的名稱,主要是由硅酸鹽和金屬組成的。這個(gè)區(qū)域擠在靠近太陽(yáng)的范圍內(nèi),半徑還比木星與土星之間的距離還短。 內(nèi)行星四顆內(nèi)行星或是類地行星的特點(diǎn)是高密度、由巖石構(gòu)成、只有少量或沒(méi)有衛(wèi)星,也沒(méi)有環(huán)系統(tǒng)。 它們由高熔點(diǎn)的礦物,像是硅酸鹽類的礦物,組成表面固體的地殼和半流質(zhì)的地幔,以及鐵、鎳構(gòu)成的金屬核心所組成。四顆中的三顆(金星、地球、和火星)有實(shí)質(zhì)的大氣層,全部都有撞擊坑和地質(zhì)構(gòu)造的表面特征(地塹和火山等)。內(nèi)行星容易和比地球更接近太陽(yáng)的內(nèi)側(cè)行星(水星和金星)混淆。行星運(yùn)行在一個(gè)平面,朝著一個(gè)方向。 水星(me cu y)(?)(0.4天文單位)是最靠近太陽(yáng),也是最小的行星(0.055地球質(zhì)量)。它沒(méi)有天然的衛(wèi)星,僅知的地質(zhì)特征除了撞擊坑外,只有大概是在早期歷史與收縮期間產(chǎn)生的皺折山脊。 水星,包括被太陽(yáng)風(fēng)轟擊出的氣體原子,只有微不足道的大氣。截至2013年,尚無(wú)法解釋相對(duì)來(lái)說(shuō)相當(dāng)巨大的鐵質(zhì)核心和薄薄的地幔。假說(shuō)包括巨大的沖擊剝離了它的外殼,還有年輕時(shí)期的太陽(yáng)能抑制了外殼的增長(zhǎng)。 金星(ve us)(♀)(0.7天文單位)的體積尺寸與地球相似(0.86地球質(zhì)量),也和地球一樣有厚厚的硅酸鹽地幔包圍著核心,還有濃厚的大氣層和內(nèi)部地質(zhì)活動(dòng)的證據(jù)。但是,它的大氣密度比地球高90倍而且非常干燥,也沒(méi)有天然的衛(wèi)星。 它是顆炙熱的行星,表面的溫度超過(guò)400c,很可能是大氣層中有大量的溫室氣體造成的。沒(méi)有明確的證據(jù)顯示金星的地質(zhì)活動(dòng)仍在進(jìn)行中,但是沒(méi)有磁場(chǎng)保護(hù)的大氣應(yīng)該會(huì)被耗盡,因此認(rèn)為金星的大氣是經(jīng)由火山的爆發(fā)獲得補(bǔ)充。 地球(ea th)(⊕)(1天文單位)是內(nèi)行星中最大且密度最高的,也是唯一地質(zhì)活動(dòng)仍在持續(xù)進(jìn)行中并擁有生命的行星(一直以來(lái)科學(xué)家還沒(méi)有探索到其他來(lái)自太空的生物)。它也擁有類地行星中獨(dú)一無(wú)二的水圈和被觀察到的板塊結(jié)構(gòu)。地球的大氣也與其他的行星完全不同,被存活在這兒的生物改造成含有21%的自由氧氣。 它只有一顆衛(wèi)星,即月球;月球也是類地行星中唯一的大衛(wèi)星。地球公轉(zhuǎn)(太陽(yáng))一圈約365天,自轉(zhuǎn)一圈約1天。(太陽(yáng)并不是總是直射赤道,因?yàn)榈厍驀@太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)時(shí),稍稍有些傾斜。) 火星(ma s)(♂)(1.5天文單位)比地球和金星?。?.17地球質(zhì)量),只有以二氧化碳為主的稀薄大氣,它的表面,例如奧林匹斯山有密集與巨大的火山,水手號(hào)峽谷有深邃的地塹,顯示不久前仍有劇烈的地質(zhì)活動(dòng)。火星有兩顆天然的小衛(wèi)星,戴摩斯和福伯斯,可能是被捕獲的小行星。 小行星是太陽(yáng)系小天體中最主要的成員,主要由巖石與不易揮發(fā)的物質(zhì)組成。 主要的小行星帶位于火星和木星軌道之間,距離太陽(yáng)2.3至3.3天文單位,它們被認(rèn)為是在太陽(yáng)系形成的過(guò)程中,受到木星引力擾動(dòng)而未能聚合的殘余物質(zhì)。 小行星的尺度從大至數(shù)百公里、小至微米的都有。除了最大的谷神星之外,所有的小行星都被歸類為太陽(yáng)系小天體,但是有幾顆小行星,像是灶神星、健神星,如果能被證實(shí)已經(jīng)達(dá)到流體靜力平衡的狀態(tài),可能會(huì)被重分類為矮行星。 小行星帶擁有數(shù)萬(wàn)顆,可能多達(dá)數(shù)百萬(wàn)顆,直徑在一公里以上的小天體。盡管如此,小行星帶的總質(zhì)量仍然不可能達(dá)到地球質(zhì)量的千分之一。小行星主帶的成員依然是稀稀落落的,所以仍還沒(méi)有太空船在穿越時(shí)發(fā)生意外。 直徑在10至10.4米的小天體稱為流星體。 谷神星(ce es)(2.77天文單位)是主帶中最大的天體,也是主帶中唯一的矮行星。它的直徑接近1000公里,因此自身的引力已足以使它成為球體。 它在19世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)時(shí),被認(rèn)為是一顆行星,在1850年代因?yàn)橛懈嗟男√祗w被發(fā)現(xiàn)才重新分類為小行星;在2006年,又再度重分類為矮行星。 在主帶中的小行星可以依據(jù)軌道元素劃分成幾個(gè)小行星群和小行星族。小行星衛(wèi)星是圍繞著較大的小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的小天體,它們的認(rèn)定不如繞著行星的衛(wèi)星那樣明確,因?yàn)橛行┬l(wèi)星幾乎和被繞的母體一樣大。 特洛依小行星的位置在木星的l4或l5點(diǎn)(在行星軌道前方和后方的不穩(wěn)定引力平衡點(diǎn)),不過(guò)“特洛依”這個(gè)名稱也被用在其他行星或衛(wèi)星軌道上位于拉格朗日點(diǎn)上的小天體。希耳達(dá)族是軌道周期與木星2:3共振的小行星族,當(dāng)木星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)二圈時(shí),這群小行星會(huì)繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)三圈。 內(nèi)太陽(yáng)系也包含許多“淘氣”的小行星與塵粒,其中有許多都會(huì)穿越內(nèi)行星的軌道。 太陽(yáng)系的中部地區(qū)是氣體巨星和它們有如行星大小尺度衛(wèi)星的家,許多短周期彗星,包括半人馬群也在這個(gè)區(qū)域內(nèi)。此區(qū)沒(méi)有傳統(tǒng)的名稱,偶爾也會(huì)被歸入“外太陽(yáng)系”,雖然外太陽(yáng)系通常是指海王星以外的區(qū)域。在這一區(qū)域的固體,主要的成分是“冰”(水、氨和甲烷),不同于以巖石為主的內(nèi)太陽(yáng)系。