天文知识演示6

中国特色小行星
• 1978年国际小行星组织为了表彰张钰哲的杰出 贡献，决定把美国哈佛天文台于1976年发现的 正式编号2051小行星命名为"张"。在已编号的 小行星中，富有中国特色的名字很多。如： 1802张衡、1888祖冲之、1972一行、2012郭守 敬、2027沈括、2045北京、2505河北、2184福 建、2185广东、2077江苏，2215四川、2078南 京、6741李元星、6742卞德培星、7072北京大 学星等
有红外热源。
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• 土星环于1659年就被惠更斯确定了，它位于土 星的赤道面上，从地面观测可知土星环有5个， 1979年"先驱者"11 号又探测到两个新环，它们 是由直径4～30cm的冰块构成的。对这些环的 形成有人认为是洛希极限的作用，既：很久以
前，某颗卫星靠得太近，在土星巨大引力作用
下，而变得粉碎，从而形成光环。在地球上看
自转周期。在这些土星卫星中，最引人注目的是土 卫六。这是最先发现的1颗比月球还要大的土星卫星， 也是太阳系中目前所知的唯一有大气的卫星，直径 4880km。"先驱者11号"和"旅行者1号"先后拜访了土 卫六，所得信息：大气层的厚度达2700km，超过了 地球。大气的主要成分是氮，占98%，甲烷只占1%， 另外还有少量的乙烷、乙炔、乙烯等等；大气温度 只有零下200℃，氮气有可能冷凝成微小的液滴，在 卫星表面形成液体氮的湖泊。尽管土卫六的云层顶
• 上合、下合：与日同起落 • 东、西大距：可见时间最长，高度最高
• 大距角：水星：18-28度 金星：45-48度
• 合：与日同起落，不可见
• 西方照：后半夜可见，日出时于南方最 高位置
• 冲：彻夜可见，与日相反 • 东方照：日落时至中天，前半夜可见
大行星的卫星
月球 火卫 木卫 土卫 天卫 海卫 合计
太阳系的卫星数
1899年前 1900-1949年 1950-1999年
1
1
1
2
2
2
5
11
16
9
9
18
4
5
16
1
6
21
29
59
至2003年底 1 2 61 31 24 11
130
• 火星有2颗卫星。火卫一和火卫二是美国 天文学家霍尔在1877年8月火星大冲时发 现的，从"水手9号"拍摄的照片来看，两
端确实有与生命有关的分子，但是，这并不能说土
卫六上就有生命，不过人类目前还在努力探索，希
望它能给人类提供地球早期大气的信息，使人类弄 懂大气的更新换代的规律。
• 天王星周围目前确认有24颗卫星，都不很大， 已知天王一至天王五属于规则卫星，但逆行。 这些卫星的地貌很像地球，特别是天卫五的地 貌非常丰富，既有悬崖峭壁，又有高山峡谷。
是规则卫星，其余的木星卫星都不是规则卫星。
其中木卫十二、木卫十一、木卫八、木卫九是
逆行卫星。有人认为它们可能是被木星俘获的 小行星。最近“旅行者1号”对四颗伽利略卫 星进行了近距离观测， 取得了许多新资料。
• 土星卫星目前确认31颗，除了土卫八、土卫九和土 卫十一以外，其它都是规则卫星，且公转周期等于
小行星起源
• 一颗大行星爆炸后形成 • 大行星受到意外撞击后形成 • 太阳系早期形成大行星的阶段，一颗尚
未成熟的大行星夭折
研究小行星的意义
• 太阳系演化研究：小行星质量小，内部 热能丧失，没有能力改变自身，成为太 阳系早期历史的太空标本。
• 宇航安全及宇航中间站 • 资源价值：小行星1986DA(永久编号6178)
小行星
• 第一个被发现的小行星——谷神星 • 至今已获永久编号的小行星有一万多颗。估计
小行星的总质量约为地球质量的万分之四，小 行星大多数分布在火星和木星轨道之间，构成 小行星带，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，轨道 半径为2.17 ～3.64AU， 平均值为2.77AU。 • 一般说来， 小行星轨道的偏心率和与黄道的交 角都比大行星大，而比彗星小，平均值是：偏 心率为0.15，轨道倾角为9°.4
到土星光环有倾斜变化，甚至成一条线，这是
由于土星公转过程中，其光环不断地改变形状， 也有30年的周期变化
天王星
• 天王星是人们早就观测到的一个天体，因显得 很黯淡，人们一直把它当作恒星
• 天王星的体积为地球的65倍， 仅次于木星和土 星， 质量8.74×1028g，相当于地球的14.63倍， 密度较小，为1.24g/cm3。公转轨道半长轴为 19.18AU，公转一周需84年， 天王星的赤道面 与轨道面夹角是97°55′，它自转比较特殊，是 躺着旋转，横着打滚。
• 冥王星的半径约1150km，质量约为地球 质量的千分之二，平均密度为1.5 ～ 1.936g/cm3，它的内部有岩石核和水冰幔，
表面是甲烷、氮和一氧化碳的冰壳，它 的表面温度变化于47 ～60K
行星的视运动规律
• 相对于太阳的行星视运动 地内行星：上合、下合、东大距、西大距
地外行星：合、冲、东方照、西方照
• 天王星存在浓密的大气，观测发现含有甲烷 分子和氢分子，还有大量的氨分子，水分子和 氯等。据推测，天王星有一个岩石和金属铁的 核。核外是一个很厚的冰幔，主要由水冰组成， 冰幔外面是分子氢气氢层，再向外就是很厚的 大气。
• 1977年天文学家利用天王星掩食恒星的机会 发现天王星有环带，现在确认有九个环。它也 有多颗卫星环绕。
小行星概况
• 小行星的大小和质量都是很小的，至今只有1号、2号、 3号和4号这四颗小行星能用直接测量法求出其直径， 最大的小行星--谷神星（1号）直径约为770千米。半径 大于40km的小行星约有150个。大多数小行星不是球 形，则呈不规则形状，而且在自转。这样它的亮度会 发生变化。利用小行星在接近时相互引力对轨道的影 响，算出1号、2号和4号三颗小行星的质量，最大的谷 神星质量是（11.7±0.6）×1023g。别的小行星的质量 是由其半径值和假定的密度算出的，对于1号、2号和4 号小行星， 由测得的质量和体积，算出密度为 1.6g/cm3，2.4g/cm3，和2.5g/cm3，比地表岩石的密度 还小，这表明小行星的结构是较松的。有趣的是，近 年来发现有几颗小行星也有卫星。
小行星命名
• 国际约定：从1925年起，新发现的小行星先给 予临时命名：在发现年代之后加两个拉丁字母， 第一个表示发现的时间，以半个月为单位按字 母顺序排列；第二个则表示在这段时间内发现 的次序，也按字母顺序排列，其中字母 I不用。 例如小行星1949MD，就表示它是1949年 6月下 半月发现的第四颗小行星。新发现的小行星算 出轨道后，再经过两次以上的冲日观测，就赋 予永久编号和专有名称。有的小行星以古希腊、 罗马的神话人物命名，有的则由发现者给予其 他名称。获得永久编号小行星已超过1万多颗。
直径2.3千米，质量200亿吨，含铁100亿 吨，镍10亿吨，金1亿吨，铂10万吨 • 避开撞击地球的可能性
小行星撞击地球事件
• 2.5亿年前，一颗直径8-11千米的小行星 撞击，致使80%的陆地生物和90%的海洋 生物绝迹。撞击坑位于澳洲海岸附近的 海洋，直径约200千米。
• 6500万年前，直径约10千米的小行星撞 击地球，导致恐龙灭绝，位于墨西哥南 部海域，一个直径160-180km的陨石坑中 铱元素含量异常，其陨石年代相符。
脉。它的最大的特点是有一些活火山，有的火
山以每小时上千千米的速度向外喷射物质，高
度达到好几百千米，是在太阳系内观测到的火
山活动最为剧烈的天体。木卫二是颗厚厚的冰 层覆盖着的岩石球体，直径为3920km。
• 木卫三不仅是木卫中最大的卫星，也是太阳系 卫星中最大的1颗，它的直径5100km，密度较 小，很可能是冰和岩石的混合物，光度也很亮， 相当于5等星。木卫四直径为4720km，表面布 满环形山。木卫十三，直径只有10km，目前被 认为是太阳系中最小的卫星。木卫一至木卫五
冥王星
• 海王星的发现鼓舞人们去寻找第九颗大 行星，经过努力，有颗星终于在1930年2 月18日由汤博从大量拍摄的星像中发现。 当时天文界把它命名为“冥王星”，也 就成为太阳系的第九颗行星。冥王星公 转轨道的长半径为39.44AU，但偏心率比 太阳系其它行星大（为 0.256）。它与海 王星的轨道形成立体交叉，它的近日距 比海王星离太阳还要近些，
天文知识
六 太阳和太阳系（续）
土星
• 土星，我国古代叫"镇星"或"填星"，是太阳系 的第二大行星，它的最显著特点是具有一个美 丽的光环，特别引人注目。土星与木星同属巨 行星，因此有许多相似之处。
• 土星的体积是地球的745倍，质量是地球的 95.18倍，但土星的平均密度在八大行星中是最 小的，比水还轻，为0.7g/cm3。土星公转轨道 半径9.54AU，即142 700万km，轨道面与黄道 交角为2°19′，赤道面与轨道面交角为26°44′。 公转周期为29.46年。土星赤道区的自转周期为 10小时14分，中纬度地带为10小时38分钟。
中华小行星
• 中华小行星是第一颗以我国的名称命名的小行星， 1928年11月22日由天文学家张钰哲当时在美国留学时 发现，临时编号1928UF，为了表示对祖国的怀念，张 钰哲把这颗小行星取名为"中华"。由于当时没有较大 的望远镜作长期跟踪观测，后来便一直找不到它的下 落，致使1928UF被列入"丢失了的小行星"表中。1949 年新中国成立后，增加了不少新设备，天文事业不断 发展，使得当时已是紫金山天文台台长的张钰哲及其 亲自领导下的行星研究室，有可能全面展开对小行星 的各项研究工作，其中自然也包括对那颗久久不能忘 怀的"中华"小行星的搜寻。终于在1957年10月30日， 从众多的繁星中找到1颗与1928UF轨道相似的小行星， 正式编号为1125，并取名为"中华"。
颗卫星的外形，很像两块马铃薯，若用 三轴椭球体来描述它们的形状，火卫一3 个主直径分别为27、21和19km，火卫二3 个主直径是15、12和11km；表面布满了
陨星坑。它们自转与公转周期相同，是 同步卫星。
• 木星的卫星很多，至今已确认达61颗，比较大 的四颗叫"伽利略卫星"。这4颗卫星是在1610年， 伽利略用手制望远镜发现的。最近“旅行者1 号”对4颗伽利略卫星进行了近距离观测，取 得了许多新资料。从"旅行者"传回的彩色照片 看出：木卫一近球体，直径有3340千米，是一 颗干燥的星球，有广泛的平原和起伏不平的山
海王星
• 海王星可以说是笔尖上发现的行星。它是先由 天体力学计算出位置，再于1846年找到的
• 海王星也被浓云包围，大气中有氢、甲烷和 氨。海王星有环带。一般认为它有一个和地球 差不多的核，由岩石组成，核外是质量较大的 冰包层，外面是分子氢，海王星温度很低，在 －200℃以下。它也有多颗卫星环绕。
• 土星大气以氢、氦为主，并含有甲烷及其他气 体，大气中飘浮着由晶体组成的云。它们象木
星的云一样，排成彩色的亮带和暗纹。云顶温 度为 -170℃，行星表面温度为 -140℃， 一般认 为土星的化学组成象木星，只是比木星含氢量
少，关于土星的内部结构，一般认为土星有一 个直径为20 000km的岩石核， 核外包围着约 500km冰壳，由冰壳向外是8000km厚的金属氢 层， 由金属氢层再向外是分子氢。土星内部也
小行星分类
• 按其轨道不同特点，可以把它们分成三类：① 阿坦型，其轨道半长径小于1.0天文单位；②阿 波罗型，其轨道近日距小于1.0天文单位；③阿 莫尔型，其近日距小于1.3天文单位。目前已知 距地球最近的小行星是1994XM1，1994年12月 9日与地球擦肩而过。据资料统计截止到1999 年6月22日，全世界共发现近地小行星750颗， 包括潜在危险小行星（轨道与地球轨道最近距 离小于0.05天文单位且绝对星等亮于22等）179 颗
• 海王星目前确认有11颗卫星，其中海卫一和 海卫二很特别，它们一近一远、一大一小，一 逆行一顺行、一个轨道圆一个轨道扁，这在行 星的卫星系中是十分特殊的，也是很引人注意 的。海卫一直径4000km，较大，有火山活动， 沿着近圆形轨道逆行旋转，是1颗14等星；海 卫二直径只有海卫一的1/20，沿着非常细长的 椭圆轨道顺行旋转，是1颗19等星，它们都必 须用大口径的天文望远镜才能看到。人类至今 还没弄明白为什么海王星有这样两颗完全不相 同的卫星呢。