正文 第十九講 行星(一)

↓1.行星的分類。

↓2.內行星,它們的相位。

↓3.外行星,它們沒有相位。

↓4.水星、水星上看到的太陽、水星的大氣層。

↓5.水星上的季節、水星上的山、水星上的火山。

↓6.金星、啟明星、長庚星與黃昏星、金星的相位、金星上的山脈、金星上的大氣層、金星上的晨曦雨黃昏。

↓7.軸的傾斜對季節的影響、水星上的季節Ⅰ。

↓8.水星上的季節Ⅱ、地球走錯一步及其生命條件的變化、地軸不變的穩定性。

↓9.火星、火星的外觀、火星上的大陸與海洋。

↓10.極上發亮的斑塊、從太空中看到的地球兩極的冰雪。

↓11.火星極上的冰雪。

↓12.從火星上看到的太陽、火星上被照亮的大氣層、與地球最相似的行星。

↓1.根據行星在太陽系中的位置,我們可以將它們劃分為兩類:一種是內行星,另一種是外行星。內行星包括水星與金星,它們之所以被稱為內行星,是因為它們的軌道都被地球的軌道所包圍,並且它們離太陽的距離比地球到太陽的距離也更近一些。所有的行星都被太陽所吸引並且都圍繞著太陽旋轉,這就像地球上的物體都被地球所吸引並且朝著地心的方向運動一樣。根據這樣的看法,太陽就是太陽系的最裡面的那個點,就像地球的中心是我們地球最裡面的那個點一樣。至於海王星,或是某顆更遠的其他行星,如果它存在的話,那麼它就是太陽系最外圍、最高處的星球。外行星包括火星、小行星、木星、土星、天王星、海王星,它們被稱做外行星,正是因為它們的軌道包圍著地球的軌道,或者說,因為它們的位置與太陽的距離要比我們地球離太陽的距離更遠,因而它們的位置也比地球的更高。

我們應該將這種分類方法與另外一種分類方法結合起來考察,因為另外的這種方法更為普遍地描述了行星的外貌。這種方法將行星分為三類,第一類包括水星、金星、地球與火星,這一類是由中等大小的行星組成的,它們的兩極略為扁平,構成它們的物質非常重,除了地球之外,其他星球都沒有衛星。第二類行星是小行星,它們的特徵就是數量眾多、體積很小、質量很小,它們的軌道在其他行星軌道所構成的公共平面上相互交叉,並且隔得很遠。木星、土星、天王星、海王星,組成了第三類行星,這是由巨大行星所組成的行星群,它們的體積龐大、密度很小,兩極非常扁平,並且有著很多的衛星。木星有四顆衛星;土星有八顆衛星,除了這些衛星之外,還有一個衛星是聚成一個環形的;天王星也有八顆衛星,而海王星只有一顆衛星。

↓2.內行星和外行星的分類對於我們來說是非常重要的。實際上,內行星會呈現出不同的相位,這與月球的相位是類似的。也就是說,根據觀察時間的不同,內行星們有時會整個地顯示出來,有時會部分地顯示出來,而有時會完全看不到。因為它們有時會將自身發亮的半球整個地朝向我們,或是部分地朝向我們,而有時則將它那黑暗的半球朝向我們。與此相反,外行星卻總是整個地向我們顯現出來,除火星有時會出現少許虧缺現象之外。這兩類行星所呈現的面貌不同,是由地球所處的位置造成的。地球的位置有時會將我們帶到面向內行星的黑暗半球那一面,但它的位置卻總是能讓我們看到外行星的發亮半球。藉助於下圖,我們可以來解釋這一現象。

如圖75所示,我們用S來代表太陽,V代表一顆內行星,比如說金星,用T來代表地球,用M來代表一顆外行星,比如說火星。當地球位於它軌道上的T點時,內行星V有時會在它軌道上的這一個位置出現,而有時則位於它軌道上的另一個位置。當V處於地球與太陽之間連線上的V點時,它將它黑暗的半球朝向我們,因此這時我們看不見V,它的這一相位類似於在說到我們地球的衛星月球時所提到的新月時期。如果V恰好位於地球與太陽之間的連線上,那麼我們就會看到,這顆內行星就像一個黑色的圓點一樣,出現於太陽那耀眼的光碟上,這就是金星凌日的現象。隨著V在它的軌道上不斷往前運行,它會逐漸地將它明亮半球的一部分呈現給我們,顯示出一個月牙的形狀。當它到達V′時,它正好將它明亮半球的一半呈現給我們,這一相位就類似於月球的弦月時期。最後,當它到達V″的位置時,它背向著太陽,這時,它就將它整個圓盤的面貌呈現給我們了。因為這時,它的發亮半球完全地朝向著我們。不用我說你們也知道,當內行星V正好經過地球面向太陽那一側的背側、並且跟這兩者成一直線時,就它正好被太陽那巨大的圓盤遮住,但是這種情形很少發生。這顆行星最經常出現的情形是,它處於太陽與地球連線所在直線的上邊或者下邊。之所以這樣,是因為它的軌道與地球的軌道有些略微的傾斜。過了V″之後,行星的圓盤開始出現虧缺,慢慢地變成了一個月牙狀,最後就消失不見了。

↓3.這與外行星所呈現出來的外貌完全不一樣。首先,一個位於太陽上的觀察者,由於太陽是行星發亮的光源,很顯然,他應該會看到所有行星的整個發亮半球。但由於觀察者周圍的太陽光線太強烈了,這使得他不能看清楚這些發著微弱光亮的行星。換句話說,對於這位觀察者而言,他看到的所有行星就都是圓形的。對於地球上的我們來說,我們觀察外行星的時候,也會發生類似的事情,即它們看上去都是圓的,並且離得越遠的,就會越圓。我們不是從太陽系的中心來看這些行星的,而是從一個非常靠近的點即地球來看的。地球與太陽之間的距離跟這些行星與太陽之間的距離相比較,地球距離太陽是非常的近了。因此,由於我們地球的位置非常接近太陽系的中心,從這個位置去觀察,木星、天王星、海王星等等,在我們看來總是將它們朝向太陽的半球向著我們地球的。我們只要看一看前面的圖75,就能相信這一點,在外行星M的軌道上運行過程中,它總是將向著太陽的那半球朝向我們地球。此外,如果我們所考察的這顆行星距離太陽系的中心越遠,那麼這一點就會表現得越明顯。因此,距離我們地球最近的火星,儘管它也是外行星中的一員,但有時它也會將它處於夜晚的那個黑暗半球的一小部分朝向我們,這就使得它的圓盤有時看起來有點兒虧缺,而不是那麼圓。不過它從來不會變成月牙形狀,更不可能完全變成黑的。從圖75中我們看到,當火星位於M′的位置時,它會將黑暗半球上的一小部分呈現給我們地球。

↓4.水星是內行星中的第一顆行星,我們很少能用肉眼看到它,因為它距離太陽太近了,它圍著太陽轉,畫出一圈很窄的軌道。水星看上去就像一顆一閃一閃、發出明亮光芒的小星星。它有時在太陽剛落山之後才出現片刻,而有時則在太陽升起之前會出現片刻。因此,如果不通過望遠鏡的話,我們就只能在早晨或晚上的微光中靠近地平線的地方發現它。水星的相位也像月球一樣明顯地變化:在某一天,它會呈現為一彎窄窄的月牙形狀,它的角總是向著與太陽相反的方向,這是因為它的光來自於太陽;再過一段日子,它會呈現出半個圓盤的形狀;再過一段時間,它就會變成一個完整的圓盤了。要想看到這顆行星的不同外觀,天文望遠鏡是非常有必要的。水星到太陽的距離是地球到太陽距離的1/5,因此在水星所見到的太陽的大小是地球上所見到太陽的2.5倍。水星上所看到的太陽圓盤的視面積應該比地球上所見到的太陽圓盤的視面積大六至七倍。你們可以想像一下,在那裡會有七個像我們平時所看到的那樣大小的太陽,它們一起將光線傾瀉在我們的頭頂上。到那時,你們就可以確切地體會到,太陽在離它更近的水星上所產生的效果,那裡的光要比我們這裡強上七倍,那裡的熱度也要比我們這裡熱七倍。但是天文學上的觀察都一致認為,也許水星外圍的大氣能夠改變這種極高的溫度與傷害眼睛的亮度。我們知道,由雲層形成的厚厚帘子,它在為我們地球削弱掉太陽光線的強度上起了多大的作用啊!水星的大氣層中似乎有著非常多的雲層,因為有時我們會在這顆行星那發亮的圓盤上突然發現一些黑條,它有時會引起非常明顯的亮度變化。

↓5.不管怎樣,水星上的環境狀況是異常炎熱、異常明亮,因此產生的四季對於我們地球上的人類而言,是非常難以想像的。水星繞太陽一圈,需要88天,這就是它一年的時間長度。因此,它的每一季度只有22天。而且,水星的軸在它的軌道平面上是如此傾斜,以致太陽從它的一極照向另一極,而沒有給溫帶留出位置。在這顆行星上,以它的北極為中心的一個廣大區域,有44天的時間是總能看到太陽從地平線上升起而從來不落下去的;而在另外一片區域,即以南極為中心的這片區域,則在這段時期內會處於連續的黑暗之中。到一年的下半年時,情形就會顛倒過來,但這段時期還是44天。這時,水星上的南極處於光亮與炎熱之中,而它的北極則處於黑暗與寒冷之中。

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