太阳系（三）

水星

「信使号」探测器拍摄的水星照片（摘自维基百科）

水星是太阳系最小的行星，只比月球大一点，却比木星最大的卫星 —— 木卫四（Callisto）还小。它是距离太阳最近的行星，因此在水星上见到的太阳比在地球见到的大超过三倍！水星自转一周是59个地球天，而绕太阳公转一周则需要88个地球天。水星没有卫星及光环，它是类地行星 / 岩石行星（Terrestrial planet / Rocky planet / Telluric planet），表面充满坑洞，和月球相似。而科学家推断水星的内核有大量的铁。

水星拥有非常稀薄的大气层，由氧气（O₂）、钠（Na - sodium / natrium）、氢气（H₂ - hydrogen）、氦（He - helium）和钾（K - potassium / kalium）组成。由于缺乏大气层的调节，水星表面的温度变化是非常极端的。白天的温度高达430摄氏度（430^oC），夜晚则下降至零下180摄氏度（-180^oC）。

目前为止共有两艘探测器到访过水星，那就是属于美国国家航天局（NASA - National Aeronautics and Space Administration）的信使号（Messenger）和水手10号（Mariner 10）。

第一艘探测水星的探测器——「水手10号」（图片摘自维基百科）

2012年，水星探测器「信使号」在水星北极区域，发现在永远晒不到太阳的阴暗坑洞内隐藏了大量的冰。但目前为止，科学家没有发现水星有生命的迹象，科学家认为水星上的极端气候让生物无法生存。

金星

金星的体积仅比地球稍微小一点，它是距离太阳第二远的行星，大约1亿8百万公里（请参考太阳系（一）），也是最靠近地球的行星。

图片摘自NASA（点击看大图）

金星自转一周（金星的一天）等于地球的243天，而金星绕太阳公转一周（金星的一年）等于225地球天。也就是说，金星的一天比一年还长！

金星是一种类地行星 / 岩石行星，它的固态表面充满坑洞和火山口。金星拥有非常厚而有毒的大气层，主要由二氧化碳（carbon dioxide - CO₂）和少量氮气（nitrogen - N₂）组成，导致热能无法散发，因此它是太阳系最热的行星。金星表面温度高达460 - 500 ^oC，白天和夜晚的温度相差不大。金星天上则是充满硫酸（sulfuric acid - H₂SO₄）的云。

金星没有卫星，也没有类似土星的环。金星是太阳系内唯一由东向西自转的行星，因此您猜一猜在金星日出是在哪一个方向？

目前为止有超过40架无人太空船曾探索金星，其中科学家利用麦哲伦号金星探测器（Magellan spacecraft）探测金星时传回来的数据绘制了覆盖金星98%表面的地图。

除了太阳和月亮，金星是天空中最亮的行星，我们可以用肉眼看到它。

图片摘自维基百科

上图是太阳动力学天文台（Solar Dynamics Observatory, SDO）拍摄到的金星凌日（Transit of Venus）现象，右上方的小黑点就是金星。金星位于太阳和地球之间，当它直接从太阳的前方掠过，成为太阳表面的可见暗斑或遮挡一小部分的太阳就是金星凌日。


地球

地球是距离太阳第三远的行星，大约有1亿5千万公里。一个地球天（地球绕地轴自转一周）有24小时，而一个地球年（地球绕太阳公转一周）则是365.25天。地球和水星、金星与火星一样是类地行星，但地球上有海洋，海洋占据了地球百分之七十的表面。

地球是目前人类所知宇宙中唯一存在生命的天体。地球有一层厚厚的大气层（atmosphere），由78%的氮气（N₂ - nitrogen）和21%的氧气组成（O₂ - oxygen），另外1%是其他气体，例如二氧化碳（CO₂ - carbon dioxide）等。地球的大气层除了使人类及其他生物可以呼吸，也让大部分进入地球的陨石（流星）在还未撞击地球表面之前燃烧殆尽，而臭氧层（Ozone Layer）与地球磁场（Earth's magnetic field）一起阻挡了来自宇宙的有害射线，例如太阳的辐射等，保护地球上生物的安全。

地球只有一个天然卫星，那就是我们熟悉的月球。

图片摘自NASA

宝蓝色的地球，这是由安装在美国国家极地轨道运行气象卫星（Suomi NPP - Suomi National Polar-orbiting Partnership weather satellite）上的可见光红外成像辐射仪（VIIRS - Visible infrared Imaging Radiometer）拍摄到的。

现在地球遭受人口过剩、工业灾难（如空气污染、水污染和光害）、酸雨及有毒化合物袭击、植被流失（包括过度放牧、森林砍伐、土地荒漠化）、野生动物消失、物种灭绝、土壤退化、土壤过度消耗、腐蚀、和外来物种入侵等环境灾难问题。而目前人类还在激烈争论二氧化碳排放增加造成的温室效应导致气候改变的问题¹。

图片摘自维基百科（点击看大图）

上图是夜间的地球。使用1994年11月至1995年3月间之照片组合而成，图中亮区是由城市化所产生，借此图可看出全球的经济差距，如南北韩间以及欧洲和非洲之间。最发达地区如美国和日本暗区较少，欠发达地区则只有零星灯光。七大洲中只有南极洲是完全黑暗的²。


火星

图片摘自NASA

火星是距离太阳第四远的行星，大约2亿2千8百万公里或者1.52个天文单位（天文单位的缩写的标准符号为AU，也写成au、a.u.或ua，是天文学上的长度单位，起初等於149,597,871公里，就是地球与太阳的平均距离，现已改為绝对距离149,597,870,700米）。火星的自转一周（火星的一天）和地球差不多一样，比24小时长一点点，而公转则需要687个地球天。

火星是一个类地行星/岩石行星，它的固体表面怖满火山口、陨石撞击坑、地壳移动的痕迹与灰尘暴风。火星拥有自己薄薄的大气层，主要由二氧化碳（95%）、氮气和氩气（argon - Ar）组成。火星的体积比水星大一点点，直径大约是地球的一半。

火星有两个月亮（天然卫星）——火卫一（Phobos）和火卫二（Deimos）Phobos和Deimos的意思都是「害怕」，是希腊神话中的战神阿瑞斯（Ἀρης，或在罗马神话中名叫Mars）的孩子。火卫一的体积是火卫二的7.24倍。这两颗天然卫星的形状不规则，科学家认为它们可能是被火星的地心引力捕获的小行星。由于火卫一距离火星只有6000公里，在潮汐力（就是地心引力的效果）的作用下，火卫一的轨道越来越小，最后它将会撞到火星表面，或者破碎而形成火星环（目前火星没有环）。

左图是火卫一（Phobos），右图是火卫二（Deimos）图片摘自维基百科

目前为止有超过40艘太空飞行器访问过火星，1965年水手4号首次飞掠火星，是第一个人类的火星探测船。科学家认为火星无法让生物生存，但目前的研究显示它可能拥有液态水，甚至不排除以后可以在那里找到生命。由于火星的大气层很薄，无法保留很多热能，使地表日夜温差很大，某些地区地表温度白天可达28℃，夜晚可低至-132℃，平均-52℃。

我们可以在地球上以肉眼观看到火星，它的亮度只比木星、金星、月亮和太阳暗。古代中国人认为火星在位置及亮度上都常变不定，因此称之为「荧惑」，代表不祥的征兆。

火星（图片摘自果壳网）

火星表面的岩石含有较多的铁质。当这些岩石受到风化作用而成为砂尘时，其中的铁质也被氧化（oxidize）成为红色的的氧化铁。由于火星表面非常干燥，没有液态水的存在，这使火星上的砂尘极易在风的吹动下到处飞扬，甚至发展成覆盖全球的尘暴。1971年，当「水手9号」空间探测器飞临火星上空时，就曾观测到一次巨大的尘暴。正是这种反复发作的尘暴，使火星表面几乎到处都覆盖着厚厚的氧化铁砂尘，从而呈现出红色的面貌。

延伸阅读：科学家找到液态水目前仍存在于火星表面的证据

以上资料来自：
1. 维基百科
2. Solar System Exploration（NASA）
3. 儿童资源网



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1. 太阳系（一）
2. 太阳系（二）
3. 太阳系（四）——木星

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