第五節(jié) 太陽系的行星們

行星的名字是這樣來的。很早很早以前，古人在觀察天象時(shí)，就發(fā)現(xiàn)雖然天上絕大部分星星都寂然不動(dòng)，然而有幾顆星卻不安穩(wěn)，在天空游蕩，于是便稱之為行星。行就是行走之意。英文“planet”起源于希臘語“planētes”，就是流浪者之意。

行星有兩個(gè)基本特點(diǎn)，一是繞恒星公轉(zhuǎn)，二是自身不發(fā)光，但能反射太陽光使自己發(fā)亮。宇宙中許多恒星都有自己的行星，太陽就有八個(gè)行星，它們以距太陽由近至遠(yuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。冥王星現(xiàn)在已經(jīng)正式被劃出了八大行星之列。它們不停地繞太陽公轉(zhuǎn)，并且公轉(zhuǎn)時(shí)與太陽處在同一個(gè)平面上，這個(gè)平面就是著名的黃道。

八大行星可以分成兩類：一類叫類地行星，另一類叫類木行星。

類地行星就是類似于地球的行星，包括水星、金星、地球和火星四顆，它們密度較大，有一個(gè)像地球一樣固態(tài)的堅(jiān)硬外殼，內(nèi)部有一顆火熱的心。

類木行星則是其他幾顆，它們是像木星的行星。其密度較小，主要由氣體構(gòu)成，沒有固態(tài)的堅(jiān)硬外殼，但可能有一顆堅(jiān)硬的巖質(zhì)核心。它們的質(zhì)量巨大，占了八大行星總質(zhì)量的99%以上。

我們將根據(jù)距太陽由近至遠(yuǎn)的距離來分別介紹除地球之外的幾顆行星，第一個(gè)是距太陽最近的水星。至于地球，我們將在后面的地學(xué)中作專門的介紹。

水星小巧玲瓏 在八大行星中，水星體積最小、質(zhì)量最小、距太陽最近。水星的半徑約為2400千米，不到地球的40%，質(zhì)量更是只略多于地球的1/20。水星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道是一個(gè)狹長(zhǎng)的橢圓，距地球最遠(yuǎn)時(shí)達(dá)2.3億千米。水星跑得特別快，公轉(zhuǎn)時(shí)的平均速度達(dá)到每秒近50千米，比每秒不到30千米的地球快得多。這也是它名字的來源，水星的英文名字叫“Mercury”，就是墨丘利，他是古羅馬神話中眾天神的信差，以跑得快聞名。水星的表面同月亮的表面很相似，有許多環(huán)形山，十分荒涼。

水星的大氣幾乎少到?jīng)]有，因此表面溫差極大，高時(shí)達(dá)到400℃，冷時(shí)低到零下近200℃，不用說，在這樣的溫度下是沒有什么生命可以受得了的。

金星美麗而神秘 金星有一個(gè)美麗的名字“Venus”，即愛與美之女神維納斯。在中國(guó)它就是我們常聽說過的啟明星，也叫太白金星。又因?yàn)樗刻炖杳骱桶硪谔祀H各出現(xiàn)一次，中國(guó)的古人們便以為它是兩顆星，分別稱之為啟明、長(zhǎng)庚。

金星是除了太陽和月亮之外，地球的天空中最明亮的天體。它如此明亮的原因很簡(jiǎn)單——它是距地球最近的行星，最近時(shí)只有約4000萬千米。金星繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道近乎圓形，公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間約330天。不過它的自轉(zhuǎn)約需花費(fèi)240天。而且是“逆向自轉(zhuǎn)”，即自轉(zhuǎn)方向與繞太陽的公轉(zhuǎn)方向相反。金星的直徑約為12000千米，也與地球差不多，其質(zhì)量、密度、重力加速度等也與地球相近。

金星上面包裹著一層厚厚的大氣，這是它最大的特色。這層大氣像一床巨厚的棉被一樣緊緊包裹著金星：從金星的表面直到天空30千米到40千米高的地方都充滿了濃濃的云，這些濃云主要是濃硫酸微粒形成的霧。金星大氣的主要成分是二氧化碳，占了總量的97%以上，其余的是少量的氮、一氧化碳、水蒸氣和氧等。由于有那么多二氧化碳，造成溫室效應(yīng)，使金星表面的溫度高達(dá)近500℃。

金星表面的大氣壓也極高，約是地球的90倍。由于如此高的氣壓，使金星大氣有許多令地球上的人們感到不可思議的特點(diǎn)：例如它有極為頻繁的放電現(xiàn)象，也就是閃電非常多，科學(xué)家們?cè)涗浀揭淮伍W電長(zhǎng)達(dá)15分鐘。此外，由于金星的大氣極為稠密，使它簡(jiǎn)直能夠像鏡子般閃光呢！這造成了一個(gè)極為奇特的景象：在這里，即使你背朝正在西下的太陽也能夠從對(duì)面的云層里看到夕陽西下的奇景！

由于受到濃密的大氣層保護(hù)，金星表面沒有水星那樣被流星隕石之類撞得千瘡百孔，滿目瘡痍，相對(duì)來說比較完整而平坦。表面像地球一樣有平原、盆地、山脈等。

火星上也許有生命 火星距地球最近時(shí)只有約5600萬千米，是除金星外最明亮的星星。火星的體積只有地球的約15%，質(zhì)量則只有地球的約1/10，平均密度大約是地球的70%。

火星最有意思的是它的表面。多年前，當(dāng)西方人擁有了望遠(yuǎn)鏡，能夠看到火星上比較詳細(xì)的情形時(shí)，那情形就讓它們興奮不已。首先，他們看到了火星有些地區(qū)隨季節(jié)變化明暗與顏色都在交替，有時(shí)明，有時(shí)暗，有時(shí)是綠色，有時(shí)又是灰色。于是他們認(rèn)為那就是火星的四季變化：綠色來時(shí)就是火星上的萬木爭(zhēng)榮，灰色來時(shí)則是枯葉無邊了。

還有，當(dāng)他們更加仔細(xì)地觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)火星上面竟然有河流！這簡(jiǎn)直就說明火星上有人這樣的智慧生物，有城市、有圖書館、有軍隊(duì)警察，一句話，那分明就是另一個(gè)地球呢！

于是人們不由得又喜又怕，喜的是我們?cè)谟钪胬锊辉俟聠危碌氖且沁@些太陽系里的鄰居文明程度超過了我們，又侵略成性怎么辦？由此，喜歡幻想的人們便編出了許多有關(guān)火星人文明的故事，最有名的當(dāng)然是H.G．威爾斯的《火星人入侵》了，那些長(zhǎng)得像烏賊一樣的火星人大舉入侵地球，打得地球人落花流水，地球人眼看要滅亡，可火星人突然神秘地自己死掉了，原來是因?yàn)樗鼈兪懿涣说厍蛏系募?xì)菌。然而這些想象到1976年就壽終正寢了。這年7月和9月，美國(guó)的“海盜一號(hào)”和“海盜二號(hào)”火星探測(cè)器先后在火星上著陸，看到了實(shí)實(shí)在在的火星的情形，也發(fā)回了最真實(shí)的、不帶半點(diǎn)幻想的照片。

首先，火星的大氣十分稀薄，表面大氣壓只有地球的約1/100，組成大氣的絕大部分是二氧化碳，占總量的95%以上，其余是少量的氮、氧、水蒸氣、一氧化碳等等。

其次，火星的晝夜溫差極大，在白天，在火星的赤道附近，最高氣溫可以達(dá)到20℃左右，到了夜間，氣溫會(huì)急劇下降到-80℃以下，晝夜溫差超過100℃，在這樣的溫差下，生命是極難存在的。

火星的表面可以分成不同的兩半：南半球有許多巨大的坑洞，大都是隕石撞擊而成的；北半球大部分地區(qū)是一望無際的平原，上面布滿了紅色黃色的塵土。不過，對(duì)于火星上是否有生命還是沒有定論，因?yàn)榭茖W(xué)家們?cè)诨鹦堑哪媳眱蓸O發(fā)現(xiàn)了冰蓋，下面可能有水，有水就可能有生命。

木星是行星中的巨無霸 木星是八大行星中的超級(jí)巨無霸，其體積是地球的1300多倍，赤道直徑長(zhǎng)達(dá)14萬多千米，超過地球的10倍，兩極直徑也有13萬多千米。木星的質(zhì)量更占了八大行星總質(zhì)量的七成以上，是地球質(zhì)量的300多倍。平均密度則不到地球的1/4。木星距太陽的平均距離近8億千米，繞太陽公轉(zhuǎn)花的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)近12個(gè)地球年，但不到10個(gè)小時(shí)就能自轉(zhuǎn)一圈。

木星最上層有厚厚的大氣，近90%的成分是氫，其余是氦、甲烷、氨等。從木星大氣往下1000千米左右就是液態(tài)氫了，這里可以看作是木星的表面。從它往下幾萬千米都是這樣的液態(tài)氫，一直要到最核心才有個(gè)小小的固態(tài)的核，主要由鐵和硅組成。

木星雖然也吸收太陽光，然而它所發(fā)出的能量卻是所接收的太陽能量的2倍！據(jù)科學(xué)家們觀察，它甚至自己能發(fā)一點(diǎn)兒光呢！

木星最后令我們感到不可思議的是，它上面可能有生命！一顆液態(tài)的星球上怎么可能有生命呢？原來，這生命并不存在于木星的液態(tài)表面，而是它的大氣里。在木星厚厚的云層下約80公里處，這里頗有幾個(gè)適宜生命存在的條件：一是有合適的溫度，幾乎是我們正常的室溫，就是人生活在這樣的溫度時(shí)也會(huì)感到很舒服。二是大氣壓只有幾個(gè)，也合適人類。三是這里常有閃電、流星等。這與生命也大有關(guān)系，因?yàn)楫?dāng)閃電與流星穿透大氣時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量，而這些能量正是生命誕生所必需之條件，就像當(dāng)初地球產(chǎn)生生命時(shí)的原始大氣一樣。這種種條件加起來，難怪科學(xué)家們相信在木星的大氣里可能存在原始的生命體。

土星有美麗無比的光環(huán) 土星與太陽的距離是地球與太陽距離的10倍。因此公轉(zhuǎn)一圈所花的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)近30年，自轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間近11個(gè)小時(shí)。

作為類木行星，土星也是一顆液態(tài)星，它的結(jié)構(gòu)與木星差不多，質(zhì)量是地球的近100倍，直徑約是地球的9倍。

土星的大氣以液態(tài)氫為主，占了90%。由于土星距太陽這樣遠(yuǎn)，因此大氣的溫度十分低，最低溫接近-200℃。

土星可以分成兩層，上層是液態(tài)的氫和氦，厚達(dá)幾萬千米，再往下是一個(gè)固態(tài)的核心，它由巖石等組成，還有一些液態(tài)的水，這個(gè)核心的半徑達(dá)12000千米左右，比整個(gè)地球還大得多！

土星上最有意思的是它的環(huán)。如果您有條件用天文望遠(yuǎn)鏡觀看天象，可以相信您在天空能夠看到的最美麗的景象之一就是土星的光環(huán)：在土星周圍，一道寬闊美麗的五彩環(huán)有如彩虹環(huán)繞著它。這道環(huán)是扁平而寬闊的，從照片上看去像刀片一樣薄，也像圓規(guī)畫出來的一樣工整，十分漂亮。

如果您更仔細(xì)地觀察，可以看到這些環(huán)實(shí)際上是由許多更窄的環(huán)構(gòu)成的，其中最亮的有兩條，一明一暗，外面那道環(huán)更暗一些，在這兩個(gè)大環(huán)之間還有一道空隙，它的名字叫卡西尼環(huán)縫，寬約3500千米，比兩道環(huán)都窄得多，由此可以想象兩道環(huán)有多寬闊了！

組成這些美麗的環(huán)的是一些數(shù)量龐大、體積卻很微小的天體，它們小者只有1立方厘米左右，大者也不過50立方千米左右，由于它們是繞土星運(yùn)行的，而且會(huì)持續(xù)地運(yùn)行漫長(zhǎng)的時(shí)間，因此可以將它們看作土星的衛(wèi)星。

平凡的天王星 相較于其他行星，天王星似乎比較平凡，沒有明顯的特質(zhì)。它的質(zhì)量約為地球的15倍，體積則超過地球的60倍，赤道直徑是地球的約4倍，密度不及地球的1/4。

天王星距太陽相當(dāng)遙遠(yuǎn)，公轉(zhuǎn)一圈的速度要80多年，也就是說如果我們生活在天王星上，一輩子可能過不了一年呢！天王星也是類木行星，是一顆以氫為主的氣態(tài)行星，其大氣及內(nèi)部結(jié)構(gòu)與前面木星與土星大體相似，不需多說。天王星另一個(gè)特點(diǎn)也與土星差不多：它外面有一個(gè)環(huán)，其實(shí)前面的木星也有，不過遠(yuǎn)沒有土星的那么漂亮罷了。

蔚藍(lán)的海王星 海王星的英語名稱叫“Neptune”，乃是羅馬神話中的海神，即希臘神話中的波塞冬，為什么叫這個(gè)名字呢？這是因?yàn)椋?dāng)1845年地球人發(fā)現(xiàn)它后，不由得感嘆它那看上去如大海般蔚藍(lán)的迷人身姿，于是便以海神來命名之。說實(shí)話，就照片上的漂亮程度而言，整個(gè)太陽系中的天體無有出于海王星之右者。

海王星是太陽系中的第四大行星，次于其他三顆類木行星，與太陽距離之遙遠(yuǎn)則僅次于已經(jīng)被排除于八大行星之外的冥王星。由于海王星距地球太過遙遠(yuǎn)，我們對(duì)它所知不多，它的直徑約45000千米，為地球的3.5倍，質(zhì)量則是地球的17倍，密度不及地球的1/3。它繞太陽公轉(zhuǎn)一年需要的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)160多年，自轉(zhuǎn)一周則不到地球的一天。至于它的大氣及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，類似于前面三顆類木行星。