專(zhuān)題九 天體常識(shí)

　　一、恒星是由引力凝聚在一起的球型發(fā)光等離子體，太陽(yáng)就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看見(jiàn)的其他恒星，幾乎全都在銀河系內(nèi)，但由于距離遙遠(yuǎn)，這些恒星看似只是固定的發(fā)光點(diǎn)。至少在恒星生命的一段時(shí)期，恒星會(huì)在核心進(jìn)行氫融合成氦的核聚變反應(yīng)，從恒星的內(nèi)部將能量向外傳輸，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的路徑，然后從表面輻射到外太空。一旦核心的氫消耗殆盡，恒星的生命就即將結(jié)束。有一些恒星在生命結(jié)束之前，會(huì)經(jīng)歷恒星核合成的過(guò)程;而有些恒星在爆炸前會(huì)經(jīng)歷超新星核合成，會(huì)創(chuàng)建出幾乎所有比氦重的天然元素。在生命的盡頭，恒星也會(huì)包含簡(jiǎn)并物質(zhì)。

　　二、行星通常指自身不發(fā)光，環(huán)繞著恒星的天體。其公轉(zhuǎn)方向常與所繞恒星的自轉(zhuǎn)方向相同。一般來(lái)說(shuō)行星需具有一定質(zhì)量，行星的質(zhì)量要足夠的大且近似于圓球狀，自身不能像恒星那樣發(fā)生核聚變反應(yīng)。一般來(lái)說(shuō)，行星的直徑必須在800公里以上，質(zhì)量必須在5億億噸以上。按照這一定義，截至目前太陽(yáng)系內(nèi)有8顆行星，分別是水星Mercury、金星Venus、地球Earth、火星Mars、木星Jupiter、土星Saturn、天王星Uranus、海王星Neptune。離太陽(yáng)最近的行星是水星，以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。從行星起源于不同形態(tài)的物質(zhì)出發(fā)，可以把八大行星分為三類(lèi)：類(lèi)地行星(包括水、金、地、火)、巨行星(木、土)及遠(yuǎn)日行星(天王、海王)。行星環(huán)繞恒星的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為公轉(zhuǎn)，行星公轉(zhuǎn)的軌道具有共面性、同向性和近圓性三大特點(diǎn)。所謂共面性，是指八大行星的公轉(zhuǎn)軌道面幾乎在同一平面上;同向性，是指它們朝同一方向繞恒星公轉(zhuǎn);而近圓性是指它們的軌道和圓相當(dāng)接近。

　　三、衛(wèi)星是指在圍繞一顆行星軌道并按閉合軌道做周期性運(yùn)行的天然天體，人造衛(wèi)星一般亦可稱(chēng)為衛(wèi)星。人造衛(wèi)星是由人類(lèi)建造，以太空飛行載具如火箭、航天飛機(jī)等發(fā)射到太空中，像天然衛(wèi)星一樣環(huán)繞地球或其它行星的裝置。在太陽(yáng)系里，除水星和金星外，其他行星都有天然衛(wèi)星。太陽(yáng)系已知的天然衛(wèi)星總數(shù)(包括構(gòu)成行星環(huán)的較大的碎塊)至少有160顆。土星的天然衛(wèi)星第二多，已知62顆。木星的天然衛(wèi)星最多，其中63顆已得到確認(rèn)，至少有6顆尚待證實(shí)。

　　四、小行星是太陽(yáng)系內(nèi)類(lèi)似行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，但體積和質(zhì)量比行星小得多的天體。截至2018年在太陽(yáng)系內(nèi)一共已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了約127萬(wàn)顆小行星，直徑超過(guò) 240 公里的小行星約有 16個(gè)。它們都位于地球軌道外側(cè)到土星的軌道內(nèi)側(cè)的太空中。而絕大多數(shù)的小行星都集中在火星與木星軌道之間的小行星帶。其中一些小行星的運(yùn)行軌道與地球軌道相交，曾有某些小行星與地球發(fā)生過(guò)碰撞。

　　五、彗星是進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)亮度和形狀會(huì)隨日距變化而變化的繞日運(yùn)動(dòng)的天體，呈云霧狀的獨(dú)特外貌。彗星分為彗核、彗發(fā)、彗尾三部分。彗核由冰物質(zhì)構(gòu)成，當(dāng)彗星接近恒星時(shí)，彗星物質(zhì)升華，在冰核周?chē)纬呻鼥V的彗發(fā)和一條稀薄物質(zhì)流構(gòu)成的彗尾。由于太陽(yáng)風(fēng)的壓力，彗尾總是指向背離太陽(yáng)的方向形成一條很長(zhǎng)的彗尾。彗尾一般長(zhǎng)幾千萬(wàn)千米，最長(zhǎng)可達(dá)幾億千米。彗星的形狀像掃帚，所以俗稱(chēng)掃帚星。彗星的運(yùn)行軌道多為拋物線或雙曲線，少數(shù)為橢圓。目前人們已發(fā)現(xiàn)繞太陽(yáng)運(yùn)行的彗星有 1700 多顆。著名的哈雷彗星繞太陽(yáng)一周的時(shí)間為 76 年。

　　六、流星體是太陽(yáng)系內(nèi)，小至沙塵，大至巨礫，成為顆粒狀的碎片。流星體進(jìn)入地球(或其他行星)的大氣層之后，在路徑上發(fā)光并被看見(jiàn)的階段則被稱(chēng)為流星。許多流星來(lái)自相同的方向，并在一段時(shí)間內(nèi)相繼出現(xiàn)，則稱(chēng)為流星雨。

　　七、行星際物質(zhì)是填充在太陽(yáng)系的物質(zhì)，太陽(yáng)系內(nèi)較大的天體，如行星、小行星和彗星都運(yùn)行在其間。行星際空間雖然空空蕩蕩，但并非真空﹐其中分布著極稀薄的氣體和極少量的塵埃。在地球軌道附近的行星際空間中﹐每立方厘米平均約含有五個(gè)正離子(絕大部分為質(zhì)子)和五個(gè)電子。此外﹐還充斥著來(lái)自太陽(yáng)、行星以及太陽(yáng)系以外的電磁波。

　　八、星團(tuán)是指恒星數(shù)目超過(guò)10顆以上，并且相互之間存在物理聯(lián)系(引力作用)的星群。由十幾顆到幾十萬(wàn)顆恒星組成的，結(jié)構(gòu)松散，形狀不規(guī)則的星團(tuán)稱(chēng)為疏散星團(tuán) ，他們主要分布在銀道面，因此又叫做銀河星團(tuán)，主要由藍(lán)巨星組成，例如昴宿星團(tuán)(又名昴星團(tuán));上萬(wàn)顆到幾十萬(wàn)顆恒星組成，整體像圓形，中心密集的星團(tuán)稱(chēng)為球狀星團(tuán)。

　　九、星云是塵埃、氫氣、氮?dú)狻⒑推渌婋x氣體聚集的星際云。星云里的物質(zhì)密度是很低的，若拿地球上的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量的話，有些地方是真空的?？墒切窃频捏w積十分龐大，常常方圓達(dá)幾十光年。所以，一般星云比太陽(yáng)要重得多。星云的形狀是多姿多態(tài)的。星云和恒星有著“血緣”關(guān)系。恒星拋出的氣體將成為星云的部分，星云物質(zhì)在引力作用下壓縮成為恒星。在一定條件下，星云和恒星是能夠互相轉(zhuǎn)化的。

　　十、黑洞是中心的一個(gè)密度無(wú)限大、時(shí)空曲率無(wú)限高、體積無(wú)限小，熱量無(wú)限大的奇點(diǎn)和周?chē)徊糠挚湛杖缫驳奶靺^(qū)，這個(gè)天區(qū)范圍之內(nèi)不可見(jiàn)。依據(jù)阿爾伯特-愛(ài)因斯坦的相對(duì)論，當(dāng)一顆垂死恒星崩潰，它將聚集成一點(diǎn)，這里將成為黑洞，吞噬鄰近宇宙區(qū)域的所有光線和任何物質(zhì)。

　　十一、白洞是宇宙中的噴射源，可以向外部區(qū)域提供物質(zhì)和能量，但不能吸收外部區(qū)域的任何物質(zhì)和輻射，所以白洞是一個(gè)只發(fā)射、不吸收的特殊宇宙天體，與黑洞正好相反，是廣義相對(duì)論所預(yù)言的一種性質(zhì)正好與黑洞相反的特殊天體。白洞目前還僅是一種理論模型，尚未被觀測(cè)所證實(shí)。按照白洞理論，白洞和黑洞相似，也有一個(gè)封閉的邊界。聚集在白洞內(nèi)的物質(zhì)，只可以經(jīng)邊界向外運(yùn)動(dòng)，而不能反向運(yùn)動(dòng)。因此這種天體外面的物質(zhì)不能進(jìn)入。

　　十二、星系，別稱(chēng)宇宙島。廣義上星系指無(wú)數(shù)的恒星系(包括恒星的自體)、塵埃(如星云等)組成的運(yùn)行系統(tǒng)。參考銀河系，它是一個(gè)包含恒星、氣體的星際物質(zhì)、宇宙塵和暗物質(zhì)，并且受到重力束縛的大星系。典型的星系，從只有數(shù)千萬(wàn)顆恒星的矮星系到上兆顆恒星的橢圓星系都有，全都環(huán)繞著質(zhì)量中心運(yùn)轉(zhuǎn)。除了單獨(dú)的恒星和稀薄的星際物質(zhì)之外，大部分的星系都有數(shù)量龐大的多星系統(tǒng)、星團(tuán)以及各種不同的星云。

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