九大行星:太陽系天體合稱-中文百科頻道

水星

水星最接近太陽，是太陽系中第二小行星。水星在直徑上小于木衛三和土衛六，但它更重。

公轉軌道: 距太陽 57,910,000 千米 (0.38 天文單位)

行星直徑: 4,880 千米

質量: 3.30e23 千克

在古羅馬神話中水星是商業、旅行和偷竊之神，即古希臘神話中的赫耳墨斯，為衆神傳信的神，或許由于水星在空中移動得快，才使它得到這個名字。

早在公元前3000年的蘇美爾時代，人們便發現了水星，古希臘人賦于它兩個名字：當它初現于清晨時稱為阿波羅，當它閃爍于夜空時稱為赫耳墨斯。不過，古希臘天文學家們知道這兩個名字實際上指的是同一顆星星，赫拉克賴脫（公元前5世紀之希臘哲學家）甚至認為水星與金星并非環繞地球，而是環繞着太陽在運行。

僅有水手10号探測器于1973年和1974年三次造訪水星。它僅僅勘測了水星表面的45％（并且很不幸運，由于水星太靠近太陽，以緻于哈博望遠鏡無法對它進行安全的攝像）。

水星的軌道偏離正圓程度很大，近日點距太陽僅四千六百萬千米，遠日點卻有7千萬千米，在軌道的近日點它以十分緩慢的速度按歲差圍繞太陽向前運行（歲差：地軸進動引起春分點向西緩慢運行，速度每年0.2"，約25800年運行一周，使回歸年比恒星年短的現象。分日歲差和行星歲差兩種，後者是由行星引力産生的黃道面變動引起的。）在十九世紀，天文學家們對水星的軌道半徑進行了非常仔細的觀察，但無法運用牛頓力學對此作出适當的解釋。存在于實際觀察到的值與預告值之間的細微差異是一個次要（每千年相差七分之一度）但困擾了天文學家們數十年的問題。有人認為在靠近水星的軌道上存在着另一顆行星（有時被稱作Vulcan，“祝融星”），由此來解釋這種差異，結果最終的答案頗有戲劇性：愛因斯坦的廣義相對論。在人們接受認可此理論的早期，水星運行的正确預告是一個十分重要的因素。（水星因太陽的引力場而繞其公轉，而太陽引力場極其巨大，據廣義相對論觀點，質量産生引力場，引力場又可看成質量，所以巨引力場可看作質量，産生小引力場，使其公轉軌道偏離。類似于電磁波的發散，變化的磁場産生電場，變化的電場産生磁場，傳向遠方。－－譯注）

在1962年前，人們一直認為水星自轉一周與公轉一周的時間是相同的，從而使面對太陽的那一面恒定不變。這與月球總是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年，通過多普勒雷達的觀察發現這種理論是錯誤的。現在我們已得知水星在公轉二周的同時自轉三周，水星是太陽系中目前唯一已知的公轉周期與自轉周期共動比率不是1:1的天體。

水星上的溫差是整個太陽系中最大的，溫度變化的範圍為90開到700開。相比之下，金星的溫度略高些，但更為穩定。

水星在許多方面與月球相似，它的表面有許多隕石坑而且十分古老；它也沒有闆塊運動。另一方面，水星的密度比月球大得多，(水星 5.43 克/立方厘米月球 3.34克/立方厘米)。水星是太陽系中僅次于地球，密度第二大的天體。事實上地球的密度高部分源于萬有引力的壓縮；或非如此，水星的密度将大于地球，這表明水星的鐵質核心比地球的相對要大些，很有可能構成了行星的大部分。因此，相對而言，水星僅有一圈薄薄的矽酸鹽地幔和地殼。

巨大的鐵質核心半徑為1800到1900千米，是水星内部的支配者。而矽酸鹽外殼僅有500到600千米厚，至少有一部分核心大概成熔融狀。

事實上水星的大氣很稀薄，由太陽風帶來的被破壞的原子構成。水星溫度如此之高，使得這些原子迅速地散逸至太空中，這樣與地球和金星穩定的大氣相比，水星的大氣頻繁地被補充更換。

水星的表面表現出巨大的急斜面，有些達到幾百千米長，三千米高。有些橫處于環形山的外環處，而另一些急斜面的面貌表明他們是受壓縮而形成的。據估計，水星表面收縮了大約0.1％（或在星球半徑上遞減了大約1千米）。

水星上最大的地貌特征之一是Caloris 盆地，直徑約為1300千米，人們認為它與月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地，Caloris盆地很有可能形成于太陽系早期的大碰撞中，那次碰撞大概同時造成了星球另一面正對盆地處奇特的地形。

除了布滿隕石坑的地形，水星也有相對平坦的平原，有些也許是古代火山運動的結果，但另一些大概是隕石所形成的噴出物沉積的結果。

水星有一個小型磁場，磁場強度約為地球的1％。

至今未發現有衛星

通常通過雙筒望遠鏡甚至直接用肉眼便可觀察到水星，但它總是十分靠近太陽，在曙暮光中難以看到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由“星光燦爛”這個天象程序作更多更細緻的定制。

金星

金星 Venus

是離太陽第二近的行星，太陽系中第六大行星。在所有行星中，金星的軌道最接近圓，偏差不到1%。

基本數據

軌道半徑：距太陽 108,200,000 千米 (0.723 天文單位）

行星直徑：12,103.6 千米

質量：4.869e24 千克

名稱來源

金星（希臘語：阿佛洛狄忒；巴比倫語：Ishtar）是美和愛的女神，之所以會如此命名，也許是對古代人來說，它是已知行星中最亮的一顆。（也有一些異議，認為金星的命名是因為金星的表面如同女性的外貌。）

探測曆史

金星在史前就已被人所知曉。除了太陽與月亮外，它是最亮的一

顆。就像水星，它通常被認為是兩個獨立的星構成的：晨星叫Eosphorus，晚星叫Hesperus，希臘天文學家更了解這一點。

既然金星是一顆内層行星，從地球用望遠鏡觀察它的話，會發現它有位相變化。伽利略對此現象的觀察是贊成哥白尼的有關太陽系的太陽中心說的重要證據。

第一艘訪問金星的飛行器是1962年的水手2号。随後，它又陸續被其他飛行器：金星先鋒号，蘇聯尊嚴7号（第一艘在其他行星上着陸的飛船）、尊嚴9号（第一次返回金星表面照片[左圖]）訪問（迄今已總共至少20次）。美國軌道飛行器Magellan成功地用雷達産生了金星表面地圖。

金星的自轉非常不同尋常，一方面它很慢（金星日相當于243個地球日，比金星年稍長一些），另一方面它是倒轉的。另外，金星自轉周期又與它的軌道周期同步，所以當它與地球達到最近點時，金星朝地球的一面總是固定的。這是不是共鳴效果或隻是一個巧合就不得而知了。

金星有時被譽為地球的姐妹星，在有些方面它們非常相像：

－－金星比地球略微小一些（95%的地球直徑，80%的地球質量）。

－－在相對年輕的表面都有一些環形山口。

－－它們的密度與化學組成都十分類似。

由于這些相似點，有時認為在它厚厚的雲層下面金星可能與地球非常相像，可能有生命的存在。但是不幸的是，許多有關金星的深層次研究表明，在許多方面金星與地球有本質的不同。

金星的大氣壓力為90個标準大氣壓（相當于地球海洋深1千米處的壓力），大氣大多由二氧化碳組成，也有幾層由硫酸組成的厚數千米的雲層。這些雲層擋住了我們對金星表面的觀察，使得它看來非常模糊。這稠密的大氣也産生了溫室效應，使金星表面溫度上升400度，超過了740開（足以使鉛條熔化）。金星表面自然比水星表面熱，雖然金星比水星離太陽要遠兩倍。

雲層頂端有強風，大約每小時350千米，但表面風速卻很慢，每小時連幾千米都不到。

地球

地球 Earth

是距太陽第三顆的行星，也是第五大行星

基本數據

軌道半徑：149,600,000 千米（離太陽1.00 天文單位）

行星直徑：12,742千米

質量：5.9736e24 千克

名稱來源

地球是唯一一個不是從希臘或羅馬神話中得到的名字。Earth一詞

來自于古英語及日耳曼語。這裡當然有許多其他語言的命名。在羅馬神話中，地球女神叫Tellus－肥沃的土地（希臘語：Gaia，大地母親）

直到16世紀哥白尼時代人們才明白地球隻是一顆行星。

它也是太陽系唯一有液态水行星。

地球，當然不需要飛行器即可被觀測，然而我們直到二十世紀才有了整個行星的地圖。由空間拍到的圖片應具有合理的重要性；舉例來說，它們大大幫助了氣象預報及暴風雨跟蹤預報。它們真是與衆不同的漂亮啊！

主要成分

地球由于不同的化學成分與地震性質被分為不同的岩層（深度－千米）：

0- 40地殼

40- 400 Upper mantle - 上地幔

400- 650 Transition region - 過渡區域

650-2700 Lower mantle - 下地幔

2700-2890 D'' layer - D"層

2890-5150 Outer core -外核

5150-6378 Inner core -内核

地殼的厚度不同，海洋處較薄，大洲下較厚。内核與地殼為實體；外核與地幔層為流體。不同的層由不連續斷面分割開，這由地震數據得到；其中最有名的有數地殼與上地幔間的莫霍面－不連續斷面了。

地球的大部分質量集中在地幔，剩下的大部分在地核；我們所居住的隻是整體的一個小部分（下列數值×10e24千克）：

大氣 = 0.0000051

海洋 = 0.0014

地殼 = 0.026

地幔 = 4.043

外地核 = 1.835

内地核 = 0.09675

地核可能大多由鐵構成（或鎳/鐵），雖然也有可能是一些較輕的物質。地核中心的溫度可能高達7500K，比太陽表面還熱；下地幔可能由矽，鎂，氧和一些鐵，鈣，鋁構成；上地幔大多由olivene，pyroxene（鐵/鎂矽酸鹽），鈣，鋁構成。我們知道這些金屬都來自于地震；上地幔的樣本到達了地表，就像火山噴出岩漿，但地球的大部分還是難以接近的。地殼主要由石英（矽的氧化物）和類長石的其他矽酸鹽構成。就整體看，地球的化學元素組成為：

34.6% 鐵

29．5% 氧

15．2% 矽

12．7% 鎂

2．4% 鎳

1．9% 硫

0.05% 钛

地球是太陽系中密度最大的星體。

其他的類地行星可能也有相似的結構與物質組成，當然也有一些區别：月球至少有一個小内核；水星有一個超大内核（相當于它的直徑）；火星與月球的地幔要厚得多；月球與水星可能沒有由不同化學元素構成的地殼；地球可能是唯一一顆有内核與外核的類地行星。值得注意的是，我們的有關行星内部構造的理論隻是适用于地球。

不像其他類地行星，地球的地殼由幾個實體闆塊構成，各自在熱地幔上漂浮。理論上稱它為闆塊說。它被描繪為具有兩個過程：擴大和縮小。擴大發生在兩個闆塊互相遠離，下面湧上來的岩漿形成新地殼時。縮小發生在兩個闆塊相互碰撞，其中一個的邊緣部份伸入了另一個的下面，在熾熱的地幔中受熱而被破壞。在闆塊分界處有許多斷層（比如加利福尼亞的San Andreas斷層），大洲闆塊間也有碰撞（如印度洋闆塊與亞歐闆塊）。目前有八大闆塊：

北美洲闆塊－北美洲，西北大西洋及格陵蘭島

南美洲闆塊－南美洲及西南大西洋

南極洲闆塊－南極洲及沿海

亞歐闆塊－東北大西洋，歐洲及除印度外的亞洲

非洲闆塊－非洲，東南大西洋及西印度洋

印度與澳洲闆塊－印度，澳大利亞，新西蘭及大部分印度洋

Nazca闆塊－東太平洋及毗連南美部分地區

太平洋闆塊－大部分太平洋（及加利福尼亞南岸）

還有超過廿個小闆塊，如阿拉伯，菲律賓闆塊。地震經常在這些闆塊交界處發生。繪成圖使得更容易地看清闆塊邊界。

地球的表面十分年輕。在50億年的短周期中（天文學标準），不斷重複着侵蝕與構造的過程，地球的大部分表面被一次又一次地形成和破壞，這樣一來，除去了大部分原始的地理痕迹（比如星體撞擊産生的火山口）。這樣一來，地球上早期曆史都被清除了。地球至今已存在了45到46億年，但已知的最古老的石頭隻有40億年，連超過30億年的石頭都屈指可數。最早的生物化石則小于39億年。沒有任何确定的記錄表明生命真正開始的時刻的證據。

71%的地球表面為水所複蓋。地球是行星中唯一一顆能在表面存在有液态水（雖然在土衛六的表面存在有液态乙烷與甲烷，木衛二的地下有液态水）。我們知道，液态水是生命存在的重要條件。海洋的熱容量也是保持地球氣溫相對穩定的重要條件。液态水也造成了地表侵蝕及大洲氣候的多樣化，這是在太陽系中獨一無二的過程（很早以前，火星上也許也有這種情況）。

地球的大氣由77%的氮，21%氧，微量的氩、二氧化碳和水組成。地球初步形成時，大氣中可能存在大量的二氧化碳，但是幾乎都被組合成了碳酸鹽岩石，少部分溶入了海洋或給活着的植物消耗了。闆塊構造與生物活動維持了大氣中二氧化碳到其他場所再返回的不停流動。大氣中穩定存在的少量二氧化碳通過溫室效應對維持地表氣溫有極其深遠的重要性。溫室效應使平均表面氣溫提高了35攝氏度（從凍人的-21℃升到了适人的14℃）；沒有它海洋将會結冰，而生命将不可能存在。

豐富的氧氣的存在從化學觀點看是很值得注意的。氧氣是很活潑的氣體，一般環境下易和其他物質快速結合。地球大氣中的氧的産生和維持由生物活動完成。沒有生命就沒有充足的氧氣。

地球與月球的交互作用使地球的自轉每世紀減緩了2毫秒。當前的調查顯示出大約在9億年前，一年有481天又18小時。

火星

火星 Mars

為距太陽第四遠，也是太陽系中第七大行星，在中國古代又稱熒惑，因為火星呈紅色，熒熒像火，亮度常有變化；而且在天空中運動，有時從西向東，有時又從東向西，情況複雜，令人迷惑，所以中國古代叫它“熒惑”，有“熒熒火光，離離亂惑。”之意。

基本數據

公轉軌道：離太陽227,940,000 千米 (1.52 天文單位）

行星直徑：6,794 千米

質量：6.4219e23 千克

名稱來源

火星（希臘語：阿瑞斯）被稱為戰神。這或許是由于它鮮紅的顔色而得來的；火星有時被稱為“紅色行星”。（趣記：在希臘人之前，古羅馬人曾把火星作為農耕之神來供奉。而好侵略擴張的希臘人卻把火星作為戰争的象征）而三月份的名字也是得自于火星。

探測曆史

火星在史前時代就已經為人類所知。由于它被認為是太陽系中人類最好的住所（除地球外），它受到科幻小說家們的喜愛。但可惜的是那條著名的被Lowell“看見”的“運河”以及其他一些什麼的

，都隻是如Barsoomian公主們一樣是虛構的。

第一次對火星的探測是由水手4号飛行器在1965年進行的。人們接連又作了幾次嘗試，包括1976年的兩艘海盜号飛行器。此後，經過長達20年的間隙，在1997年的七月四日，火星探路者号終于成功地登上火星。

火星的軌道是顯着的橢圓形。因此，在接受太陽照射的地方，近日點和遠日點之間的溫差将近30攝氏度。這對火星的氣候産生巨大的影響。火星上的平均溫度大約為218K（-55℃，-67華氏度），但卻具有從冬天的140K（-133℃，-207華氏度）到夏日白天的将近300K(27℃，80華氏度）的跨度。盡管火星比地球小得多，但它的表面積卻相當于地球表面的陸地面積。

除地球，火星是具有最多各種有趣地形的固态表面行星。其中不乏一些壯觀的地形：

－奧林匹斯山脈：它在地表上的高度有24千米（78000英尺），是太陽系中最大的山脈。它的基座直徑超過500千米，并由一座高達6千米（20000英尺）的懸崖環繞着；

－ Tharsis: 火星表面的一個巨大凸起，有大約4000千米寬，10千米高；

－ Valles Marineris: 深2至7千米，長為4000千米的峽谷群；

－ Hellas Planitia: 處于南半球，6000多米深，直徑為2000千米的沖擊環形山。

火星的表面有很多年代已久的環形山。但是也有不少形成不久的山谷、山脊、小山及平原。

在火星的南半球，有着與月球上相似的曲型的環狀高地。相反的，它的北半球大多由新近形成的低平的平原組成。這些平原的形成過程十分複雜。南北邊界上出現幾千米的巨大高度變化。形成南北地勢巨大差異以及邊界地區高度劇變的原因還不得而知（有人推測這是由于火星外層物增加的一瞬間産生的巨大作用力所形成的）。一些科學家開始懷疑那些陡峭的高山是否在它原先的地方。這個疑點将由“火星全球勘測員”來解決。

火星的内部情況隻是依靠它的表面情況資料和有關的大量數據來推斷的。一般認為它的核心是半徑為1700千米的高密度物質組成；外包一層熔岩，它比地球的地幔更稠些；最外層是一層薄薄的外殼。相對于其他固态行星而言，火星的密度較低，這表明，火星核中的鐵（鎂和硫化鐵）可能含帶較多的硫。

如同水星和月球，火星也缺乏活躍的闆塊運動；沒有迹象表明火星發生過能造成像地球般如此多褶皺山系的地殼平移活動。由于沒有橫向的移動，在地殼下的巨熱地帶相對于地面處于靜止狀态。再加之地面的輕微引力，造成了Tharis凸起和巨大的火山。但是，人們卻未發現火山最近有過活動的迹象。雖然，火星可能曾發生過很多火山運動，可它看來從未有過任何闆塊運動

火星上曾有過洪水，地面上也有一些小河道，十分清楚地證明了許多地方曾受到侵蝕。在過去，火星表面存在過幹淨的水，甚至可能有過大湖和海洋。但是這些東西看來隻存在很短的時間，而且據估計距今也有大約四十億年了。（Valles Marneris不是由流水通過而形成的。它是由于外殼的伸展和撞擊，伴随着Tharsis凸起而生成的）。

在火星的早期，它與地球十分相似。像地球一樣，火星上幾乎所有的二氧化碳都被轉化為含碳的岩石。但由于缺少地球的闆塊運動，火星無法使二氧化碳再次循環到它的大氣中，從而無法産生意義重大的溫室效應。因此，即使把它拉到與地球距太陽同等距離的位置，火星表面的溫度仍比地球上的冷得多。

火星的那層薄薄的大氣主要是由餘留下的二氧化碳（95.3%）加上氮氣（2.7%）、氩氣（1.6%）和微量的氧氣（0.15%）和水汽（0.03%）組成的。火星表面的平均大氣壓強僅為大約7毫巴（比地球上的1%還小），但它随着高度的變化而變化，在盆地的最深處可高達9毫巴，而在Olympus Mons的頂端卻隻有1毫巴。但是它也足以支持偶爾整月席卷整顆行星的飓風和大風暴。火星那層薄薄的大氣層雖然也能制造溫室效應，但那些僅能提高其表面5K的溫度，比我們所知道的金星和地球的少得多。

火星的兩極永久地被固态二氧化碳（幹冰）複蓋着。這個冰罩的結構是層疊式的，它是由冰層與變化着的二氧化碳層輪流疊加而成。在北部的夏天，二氧化碳完全升華，留下剩餘的冰水層。由于南部的二氧化碳從沒有完全消失過，所以我們無法知道在南部的冰層下是否也存在着冰水層。這種現象的原因還不知道，但或許是由于火星赤道面與其運行軌道之間的夾角的長期變化引起氣候的變化造成的。或許在火星表面下較深處也有水存在。這種因季節變化而産生的兩極複蓋層的變化使火星的氣壓改變了25%左右（由海盜号測量出）。

但是通過哈勃望遠鏡的觀察卻表明海盜号當時勘測時的環境并非是典型的情況。火星的大氣似乎比海盜号勘測出的更冷、更幹了（詳細情況請看來自STScI站點）。

海盜号嘗試過作實驗去決定火星上是否有生命，結果是否定的。但樂觀派們指出，隻有兩個小樣本是合格的，并且又并非來自最好的地方。以後的火星探索者們将繼續更多的實驗。

火星衛星

火星有兩個小型的近地面衛星。

木星

木星 Jupiter

是離太陽第五顆行星，而且是最大的一顆，比所有其他的行星的和質量大2.5倍（地球的318倍）。

基本數據

公轉軌道：距太陽 778,330,000 千米 (5.20 天文單位）

行星直徑：142,984 千米 (赤道)

質量：1.900e27 千克

名稱來源

木星（a.k.a. Jove; 希臘人稱之為宙斯）是上帝之王，奧林匹斯山的統治者和羅馬國的保護人，它是Cronus（土星）的兒子。

探測曆史

木星是天空中第四亮的物體（次于太陽，月球和金星；有時候火星更亮一些），早在史前木星就已被人類所知曉。根據伽利略1610年對木星四顆衛星：木衛一，木衛二，木衛三和

木衛四（現常被稱作伽利略衛星）的觀察，它們是不以地球為中心運轉的第一個發現，也是贊同哥白尼的日心說的有關行星運動的主要依據；由于伽利略直言不諱地支持哥白尼的理論而被宗教裁判所逮捕，并被強迫放棄自己的信仰，關在監獄中度過了餘生。

木星在1973年被先鋒10号首次拜訪，後來又陸續被先鋒11号，旅行者1号，旅行者2号和Ulysses号考查。伽利略号飛行器正在環繞木星運行，并将在以後的兩年中不斷發回它的有關數據。

氣态行星沒有實體表面，它們的氣态物質密度隻是由深度的變大而不斷加大（我們從它們表面相當于1個大氣壓處開始算它們的半徑和直徑）。我們所看到的通常是大氣中雲層的頂端，壓強比1個大氣壓略高。

木星由90%的氫和10%的氦（原子數之比，75/25%的質量比）及微量的甲烷、水、氨水和“石頭”組成。這與形成整個太陽系的原始的太陽系星雲的組成十分相似。土星有一個類似的組成，但天王星與海王星的組成中，氫和氦的量就少一些了。

木星可能有一個石質的内核，相當于10－15個地球的質量。

内核上則是大部分的行星物質集結地，以液态金屬氫的形式存在。這些木星上最普通的形式基礎可能隻在40億巴壓強下才存在，木星内部就是這種環境（土星也是）。液态金屬氫由離子化的質子與電子組成（類似于太陽的内部，不過溫度低多了）。在木星内部的溫度壓強下，氫氣是液态的，而非氣态，這使它成為了木星磁場的電子指揮者與根源。同樣在這一層也可能含有一些氦和微量的“冰”。

最外層主要由普通的氫氣與氦氣分子組成，它們在内部是液體，而在較外部則氣體化了，我們所能看到的就是這深邃的一層的較高處。水、二氧化碳、甲烷及其他一些簡單氣體分子在此處也有一點兒。

雲層的三個明顯分層中被認為存在着氨冰，铵水硫化物和冰水混合物。然而，來自伽利略号的證明的初步結果表明雲層中這些物質極其稀少（一個儀器看來已檢測了最外層，另一個同時可能已檢測了第二外層）。但這次證明的地表位置十分不同尋常（左圖）－－基于地球的望遠鏡觀察及更多的來自伽利略号軌道飛船的最近觀察提示這次證明所選的區域很可能是那時候木星表面最溫暖又是雲層最少的地區。

木星和其他氣态行星表面有高速飓風，并被限制在狹小的緯度範圍内，在連近緯度的風吹的方向又與其相反。這些帶中輕微的化學成分與溫度變化造成了多彩的地表帶，支配着行星的外貌。光亮的表面帶被稱作區（zones），暗的叫作帶（belts）。這些木星上的帶子很早就被人們知道了，但帶子邊界地帶的漩渦則由旅行者号飛船第一次發現。伽利略号飛船發回的數據表明表面風速比預料的快得多（大于400英裡每小時），并延伸到根所能觀察到的一樣深的地方，大約向内延伸有數千千米。木星的大氣層也被發現相當紊亂，這表明由于它内部的熱量使得飓風在大部分急速運動，不像地球隻從太陽處獲取熱量。

木星表面雲層的多彩可能是由大氣中化學成分的微妙差異及其作用造成的，可能其中混入了硫的混合物，造就了五彩缤紛的視覺效果，但是其詳情仍無法知曉。

色彩的變化與雲層的高度有關：最低處為藍色，跟着是棕色與白色，最高處為紅色。我們通過高處雲層的洞才能看到低處的雲層。

木星表面的大紅斑早在300年前就被地球上的觀察所知曉（這個發現常歸功于卡西尼，或是17世紀的Robert Hooke）。大紅斑是個長25,000千米，跨度12,000千米的橢圓，總以容納兩個地球。其他較小一些的斑點也已被看到了數十年了。紅外線的觀察加上對它自轉趨勢的推導顯示大紅斑是一個高壓區，那裡的雲層頂端比周圍地區特别高，也特别冷。類似的情況在土星和海王星上也有。還不清楚為什麼這類結構能持續那麼長的一段時間。

木星向外輻射能量，比起從太陽處收到的來說要多。木星内部很熱：内核處可能高達20,000開。該熱量的産量是由開爾文-赫爾姆霍茲原理生成的（行星的慢速重力壓縮）。（木星并不是像太陽那樣由核反應産生能量，它太小因而内部溫度不夠引起核反應的條件。）這些内部産生的熱量可能很大地引發了木星液體層的對流，并引起了我們所見到的雲頂的複雜移動過程。土星與海王星在這方面與木星類似，奇怪的是，天王星則不。

木星與氣态行星所能達到的最大直徑一緻。如果組成又有所增加，它将因重力而被壓縮，使得全球半徑隻稍微增加一點兒。一顆恒星變大隻能是因為内部的熱源（核能）關系，但木星要變成恒星的話，質量起碼要再變大80倍。

木星有一個巨型磁場，比地球的大得多，磁層向外延伸超過6.5e7千米（超過了土星的軌道！）。（小記：木星的磁層并非球狀，它隻是朝太陽的方向延伸。）這樣一來木星的衛星便始終處在木星的磁層中，由此産生的一些情況在木衛一上有了部分解釋。不幸的是，對于未來太空行走者及全身心投入旅行者号和伽利略号設計的專家來說，木星的磁場在附近的環境捕獲的高能量粒子将是一個大障礙。這類“輻射”類似于，不過大大強烈于，地球的電離層帶的情況。它将馬上對未受保護的人類産生緻命的影響。

伽利略号号飛行器對木星大氣的探測發現在木星光環和最外層大氣層之間另存在了一個強輻射帶，大緻相當于電離層輻射帶的十倍強。驚人的是，新發現的帶中含有來自不知何方的高能量氦離子。

木星有一個同土星般的光環，不過又小又微弱。它們的發現純屬意料之外，隻是由于兩個旅行者1号的科學家一再堅持航行10億千米後，應該去看一下是否有光環存在。其他人都認為發現光環的可能性為零，但事實上它們是存在的。這兩個科學家想出的真是一條妙計啊。它們後來被地面上的望遠鏡拍了照。

不像土星的，木星的光環較暗（反照率為0.05）。它們由許多粒狀的岩石質材料組成。

木星光環中的粒子可能并不是穩定地存在（由大氣層和磁場的作用）。這樣一來，如果光環要保持形狀，它們需被不停地補充。兩顆處在光環中公轉的小衛星：木衛十六和木衛十七，顯而易見是光環資源的最佳候選人。

木星衛星

木星現今有68顆已知衛星，2012年02月23日科學家稱發現木星2顆新衛星，4顆大伽利略發現的衛星，64顆小的。

由于伽利略衛星産生的引潮力，木星運動正逐漸地變緩。同樣，相同的引潮力也改變了衛星的軌道，使它們慢慢地逐漸遠離木星。

木衛一，木衛二，木衛三由引潮力影響而使公轉共動關系固定為1:2:4，并共同變化。木衛四也是這其中一個部分。在未來的數億年裡，木衛四也将被鎖定，以木衛三的兩倍公轉周期，木衛一的八倍來運行。

木星的衛星由宙斯一生中所接觸過的人來命名（大多是他的情人）。

土星

土星 Saturn

是離太陽第六遠的行星，也是八大行星中第二大的行星：

基本數據

公轉軌道：距太陽 1,429,400,000 千米 (9.54 天文單位）

行星直徑：120,536 千米（赤道）

質量：5.68e26 千克

名稱來源

在羅馬神話中，土星（Saturn）“薩圖爾努斯”是農神的名稱。希臘神話中的農神Cronus是Uranus（天王星）和蓋亞的兒子，也是宙斯（木星）的父親。土星也是英語中“星期六”（Saturday）的詞根。

探測曆史

土星在史前就被發現了。伽利略在1610年第一次通過望遠鏡觀察到

它，并記錄下它的奇怪運行軌迹，但也被它給搞糊塗了。早期對于土星的觀察十分複雜，這是由于當土星在它的軌道上時每過幾年，地球就要穿過土星光環所在的平面。（低分辨率的土星圖片所以經常有徹底性的變化。）直到1659年惠更斯正确地推斷出光環的幾何形狀。在1977年以前，土星的光環一直被認為是太陽系中唯一存在的；但在1977年，在天王星周圍發現了暗淡的光環，在這以後不久木星和海王星周圍也發現了光環。

先鋒11号在1979年首先去過土星周圍，同年又被旅行家1号和2号訪問。卡西尼飛行器在2004年到達土星。

通過小型的望遠鏡觀察也能明顯地發現土星是一個扁球體。它赤道的直徑比兩極的直徑大大約10%（赤道為120,536千米，兩極為108,728千米），這是它快速的自轉和流質地表的結果。其他的氣态行星也是扁球體，不過沒有這樣明顯。

土星是最疏松的一顆行星，它的比重（0.7）比水的還要小。

與木星一樣，土星是由75%的氫氣和25%的氦氣以及少量的水，甲烷，氨氣和一些類似岩石的物質組成。這些組成類似形成太陽系。

土星内部和木星一樣，由一個岩石核心，一個具有金屬性的液态氫層和一個氫分子層，同時還存在少量的各式各樣的冰。

土星的内部是劇熱的（在核心可達12000開爾文），并且土星向宇宙發出的能量比它從太陽獲得的能量還要大。大多數的額外能量與木星一樣是由Kelvin-Helmholtz原理産生的。但這可能還不足以解釋土星的發光本領，一些其他的作用可能也在進行，可能是由于土星内部深層處氦的“沖洗”造成的。

木星上的明顯的帶狀物在土星上則模糊許多，在赤道附近變得更寬。由地球無法看清它的頂層雲，所以直到旅行者飛船偶然觀測到，人們才開始對土星的大氣循環情況開始研究。土星與木星一樣，有長周期的橢圓軌道以及其他的大緻特征。在1990年，哈博望遠鏡觀察到在土星赤道附近一個非常大的白色的雲，這是當旅行者号到達時并不存在的；在1994年，另一個比較小的風暴被觀測到。

從地球上可以看到兩個明顯的光環（A和B）和一個暗淡的光環（C），在A光環與B光環之間的間隙被稱為“卡西尼部分”。一個在A光環的外圍部分更為暗淡的間隙被稱為“Encke Gap”（但這有點用詞不當，因為它可能從沒被Encke看見過）。旅行者号發送回的圖片顯示還有四個暗淡的光環。土星的光環與其他星的光環不同，它是非常明亮的。（星體反照率為0.2 - 0.6)

盡管從地球上看光環是連續的，但這些光環事實上是由無數在各自獨立軌道的微小物體構成的。它們的大小的範圍由1厘米到幾米不等，也有可能存在一些直徑為幾公裡的物體。

土星的光環特别地薄，盡管它們的直徑有250,000千米甚至更大，但是它們最多隻有1.5千米厚。盡管它們有給人深刻印象的明顯的形象，但是在光環中隻有很少的物質－－如果光環被壓縮成一個物件，它最多隻可能是100千米寬。

光環中的微粒可能主要是由水凝成的冰組成，但它們也可能是由冰裹住外層的岩石狀微粒。

旅行者号證實令人迷惑的半徑的不均勻性在光環中的确存在，這被叫做“spokes（輔條）”，這是首先由一個業餘天文學家報道的。它們的自然本性帶給了我們一個謎，但使得我們有了弄清土星磁場區的線索。

土星最外層的光環，F光環，是由一些更小的光環組成的繁雜構造，它的一些“繩結（Knots）”是很明顯的。科學家們推測這些所謂的結可能是塊狀的光環物質或是一些迷你的月亮。這些奇怪的織狀物在旅行者1号發回的圖像中很明顯，但它們在旅行者2号發回的圖象中看不見，可能是因為後者拍到的光環部分的成分與前者的略有不同。

土星的衛星之間和光環系統中有着複雜的潮汐共振現象：一些衛星，所謂的“牧羊衛星”（比如土衛十五，土衛十六和土衛十七）對保持光環形狀有着明顯的重要性；土衛一看來應對卡西尼部分某種物質的缺乏負責任，這與小行星帶中Kirkwood gaps遇到的情況類似；土衛十八處于Encke Gap中。整個系統太複雜，我們所掌握的還很貧乏。

土星（以及其他類木行星）的光環的由來還不清楚，盡管它們可能自從形成時就有光環，但是光環系統是不穩定的，它們可能在前進過程中不斷更新，也可能是比較大的衛星的碎片。

像其他類木行星一樣，土星有一個極有意義的磁場區。

在無盡的夜空中，土星很容易被眼睛看到。盡管它可能不如木星那麼明亮，但是它很容易被認出是顆行星，因為它不會象恒星那樣“閃爍”。光環以及它的衛星能通過一架小型業餘天文望遠鏡觀察到。Mike Harvey的行星尋找圖表指出此時水星在天空中的位置（及其他行星的位置），再由Starry Night這個天象程序作更多更細緻的定制。

土星衛星

土星有62顆被命名的衛星。還有一些小衛星還将被發現。

在那些旋轉速度已知的衛星中，除了土衛九和土衛七以外都是同步旋轉的。

有三對衛星，土衛一-土衛三，土衛二-土衛四和土衛六-土衛七有萬有引力的互相作用來維持它們軌道間的固定關系。土衛一公轉周期恰巧是土衛三的一半，它們可以說是在1:2共動關系中，土衛二-土衛四的也是1:2；土衛六-土衛七的則是3:4關系。

除了18顆被命名的衛星以外，至少已有一打以上已經被報道了，并且已經給予了臨時的名稱。

衛星距離（千米）半徑（千米）發現者發現日期

土衛十八 134000 10 Showalter 1990

土衛十五 138000 14 Terrile 1980

土衛十六 139000 46 2.70e17 Collins 1980

土衛十七 142000 46 2.20e17 Collins 1980

土衛十一 151000 57 5.60e17 Walker 1980

土衛十 151000 89 2.01e18 Dollfus 1966

土衛一 186000 196 3.80e19赫歇耳1789

土衛二 238000 260 8.40e19 赫歇耳 1789

土衛三 295000 530 7.55e20 卡西尼 1684

土衛十三 295000 15 Reitsema 1980

土衛十四 295000 13 Pascu 1980

土衛四 377000 560 1.05e21 卡西尼 1684

土衛十二 377000 16 Laques 1980

土衛五 527000 765 2.49e21 卡西尼 1672

土衛六 1222000 2575 1.35e23 惠更斯 1655

土衛七 1481000 143 1.77e19 波德 1848

土衛八 3561000 170 1.88e21 卡西尼 1671

土衛九 12952000 110 4.00e18 Pickering 1898

土星光環

光環距離（千米）寬度（千米）質量（千克）

D 67000 7500

C 74500 17500 1.1e18

B 92000 25500 2.8e19

卡西尼部分

A 122200 14600 6.2e18

F 140210 500

G 165800 8000 1e7?

E 180000 300000

（距離是指從土星中心到光環内部的邊緣）這種分類真的有點誤導，因為微粒的密度以一個複雜的方式改變，不能用分類法劃分為一個明顯的區域：在光環中存在不斷的變化；那些間隙并不是全部空的，這些光環并不是一個完美的圓環。

天王星

天王星天王星是太陽系中離太陽第七遠行星，從直徑來看，是太陽系中第三大行星。天王星的體積比海王星大，質量卻比其小。

公轉軌道: 距太陽2,870,990,000 千米 (19.218 天文單位)

行星直徑: 51,118 千米（赤道）

質量: 8.683e25 千克

讀天王星的英文名字，發音時要小心，否則可能會使人陷于窘迫的境地。Uranus應讀成"YOOR a nus" ，不要讀成"your anus"（你的肛門）或是"urine us"（對着我們撒尿）。

烏拉諾斯是古希臘神話中的宇宙之神，是最早的至高無上的神。他是該亞的兒子兼配偶，是Cronus（農神土星）、獨眼巨人和泰坦（奧林匹斯山神的前輩）的父親。

天王星是由威廉·赫歇耳通過望遠鏡系統地搜尋，在1781年3月13日發現的，它是現代發現的第一顆行星。事實上，它曾經被觀測到許多次，隻不過當時被誤認為是另一顆恒星（早在1690年John Flamsteed便已觀測到它的存在，但當時卻把它編為34 Tauri）。赫歇耳把它命名為"the Georgium Sidus（天竺葵）"（喬治亞行星）來紀念他的資助者，那個對美國人而言臭名昭着的英國國王：喬治三世；其他人卻稱天王星為“赫歇耳”。由于其他行星的名字都取自希臘神話，因此為保持一緻，由波德首先提出把它稱為“烏拉諾斯(Uranus)”（天王星），但直到1850年才開始廣泛使用。

隻有一艘行星際探測器曾到過天王星，那是在1986年1月24日由旅行者2号完成的。

大多數的行星總是圍繞着幾乎與黃道面垂直的軸線自轉，可天王星的軸線卻幾乎平行于黃道面。在旅行者2号探測的那段時間裡，天王星的南極幾乎是接受太陽直射的。這一奇特的事實表明天王星兩極地區所得到來自太陽的能量比其赤道地區所得到的要高。然而天王星的赤道地區仍比兩極地區熱。這其中的原因還不為人知。

而且它不是以大于90度的轉軸角進行正向轉動，就是以傾角小于90度進行逆向轉動。問題是你要在某個地方畫一條分界線，因為比如對金星是否是真的逆向轉動（不是傾角接近180度的正向轉動）就有一些争議。

天王星基本上是由岩石和各種各樣的冰組成的，它僅含有15％的氫和一些氦（與大都由氫組成的木星和土星相比是較少的）。天王星和海王星在許多方面與木星和土星在去掉巨大液态金屬氫外殼後的内核很相象。雖然天王星的内核不像木星和土星那樣是由岩石組成的，但它們的物質分布卻幾乎是相同的。

天王星的大氣層含有大約83％的氫，15％的氦和2％的甲烷。

如其他所有的氣态行星一樣，天王星也有帶狀的雲圍繞着它快速飄動。但是它們太微弱了，以至隻能由旅行者2号經過加工的圖片才可看出。最近由哈博望遠鏡的觀察顯示的條紋卻更大更明顯。據推測，這種差别主要是由于季節的作用而産生的（太陽直射到天王星的某個低緯地區可能造成明顯的白天黑夜的作用）。

天王星顯藍色是其外層大氣層中的甲烷吸收了紅光的結果。那兒或許有像木星那樣的彩帶，但它們被複蓋着的甲烷層遮住了。

像其他所有氣态行星一樣，天王星有光環。它們像木星的光環一樣暗，但又像土星的光環那樣由相當大的直徑達到10米的粒子和細小的塵土組成。天王星有11層已知的光環，但都非常暗淡；最亮的那個被稱為Epsilon光環。天王星的光環是繼土星的被發現後第一個被發現的，這一發現被認為是十分重要的，由此我們知道了光環是行星的一個普遍特征，而不是僅為土星所特有的。

旅行者2号發現了繼已知的5顆大衛星後的10顆小衛星。看來在光環内還有一些更小的衛星。

談到天王星轉軸的問題，還值得一提的是它的磁場也十分奇特，它并不在此行星的中心，而傾斜了近60度。這可能是由于天王星内部的較深處的運動而造成的。

有時在晴朗的夜空，剛好可用肉眼看到模糊的天王星，但如果你知道它的位置，通過雙筒望遠鏡就十分容易觀察到了。通過一個小型的天文望遠鏡可以看到一個小圓盤狀。邁克·哈衛的行星尋找圖表顯示了天王星以及其它行星在天空中的位置。越來越多的細節，越來越好的圖表将被如燦爛星河這樣的天文程序來發現和完成。

天王星的衛星

天王星有15顆已命名的衛星，以及2顆已發現但暫未命名的衛星。

與太陽系中的其他天體不同，天王星的衛星并不是以古代神話中的人物而命名的，而是用莎士比亞和羅馬教皇的作品中人物的名字。

它們自然分成兩組：由旅行者2号發現的靠近天王星的很暗的10顆小衛星和5顆在外層的大衛星。

它們都有一個圓形軌道圍繞着天王星的赤道（因此相對于赤道面有一個較大的角度）。

衛星距離

（千米）半徑

（千米）質量

（千克）發現者發現日期

天衛六 50000 13 ? 旅行者2号 1986

天衛七 54000 16 ? 旅行者2号 1986

天衛八 59000 22 ? 旅行者2号 1986

天衛九 62000 33 ? 旅行者2号 1986

天衛十 63000 29 ? 旅行者2号 1986

天衛十一 64000 42 ? 旅行者2号 1986

天衛十二 66000 55 ? 旅行者2号 1986

天衛十三 70000 27 ? 旅行者2号 1986

天衛十四 75000 34 ? 旅行者2号 1986

天衛十八 75000 20 ? Karkoschka 1999

天衛十五 86000 77 ? 旅行者2号 1985

天衛五 130000 236 6.30e19 Kuiper 1948

天衛一 191000 579 1.27e21 Lassell 1851

天衛二 266000 585 1.27e21 Lassell 1851

天衛三 436000 789 3.49e21 赫歇耳 1787

天衛四 583000 761 3.03e21 赫歇耳 1787

天衛十六 7200000 30 ? Gladman 1997

天衛十七

12200000 60 ? Gladman

1997

天王星的光環

海王星

公轉軌道：距太陽4,504,000,000 千米（30.06 天文單位)

軌道傾角：1.769 度

行星直徑：49,532 千米（赤道）（是地球的3.88倍）赤道半徑比極半徑約641km

質量：1.0247e26 千克（為地球質量的17.135倍）

自轉周期：15小時57分59秒

公轉周期：約164.8個地球年

平均密度：1.66g/cm3海王星發現者：Johann Galle

發現時間：1846年

亮度：7.85等

平均溫度：-353℉（-214℃)

平均雲層溫度：-193°C至-153°C

大氣壓：1-3B

大氣成分：主要是氫、氦和甲烷，大氣壓力很大，約為地球大氣壓的100倍

表面重力加速度：比地球的略大，在兩極為1180cm/s2，在赤道上約為1100cm/s2

表面逃逸速度：23.6km/s

衛星數：13顆

光環數：5條

海王星在1846年9月23日被發現，是唯一利用數學預測而非有計劃的觀測發現的行星。天文學家利用天王星軌道的攝動推測出海王星的存在與可能的位置。迄今隻有旅行者2号曾經在1989年8月25日拜訪過海王星。在2003年，美國國家航空暨太空總署提出有如卡西尼-惠更斯計劃科學水準的海王星軌道探測計劃，但不使用熱滋生反應提供電力的推進裝置；這項計劃由噴射推進實驗室和加州理工學院一起完成。

海王星是太陽系八大行星中距離太陽最遠的，體積是太陽系第四大，但質量排名是第三。海王星的質量大約是地球的17倍，而類似雙胞胎的天王星因密度較低，質量大約是地球的14倍。海王星以羅馬神話中的尼普頓（Neptunus）命名，因為尼普頓是海神，所以中文譯為海王星。天文學的符号，是希臘神話的海神波塞冬使用的三叉戟。

海王星的大氣層以氫和氦為主，還有微量的甲烷。在大氣層中的甲烷，隻海王星是使行星呈現藍色的一部分原因。因為海王星的藍色比有同樣份量的天王星更為鮮豔，因此應該還有其他的成分對海王星明顯的顔色有所貢獻。海王星有太陽系最強烈的風，測量到的時速高達2,100公裡。1989年航海家2号飛掠過海王星，對南半球的大黑斑和木星的大紅斑做了比較。海王星雲頂的溫度是－218 °C（55K），因為距離太陽最遠，是太陽系最冷的地區之一。海王星核心的溫度約為7,000°C，可以和太陽的表面比較，也和大多數已知的行星相似。

冥王星

冥王星 Pluto

Pluto為古羅馬神話中冥王普魯托（即希臘神話中哈迪斯Hades）

曆史上曾經認為，冥王星是離太陽最遠而且是最小的行星，在希臘神話中象征冥王哈迪斯，是宙斯的哥哥，被弟弟奪去王位後，堕落到冥界。一個冥界的地方，有三顆衛星。

太陽系中有七顆衛星比冥王星大（月球，木衛一，木衛二，木衛三，木衛四，土衛六和海衛一）。

基本數據

公轉軌道：離太陽平均距離5,913,520,000 千米 (39.5天文單位)

直徑：2270 千米

質量：1.27e22 千克

冥王星衛星

冥衛一又稱卡戎，是在1978年發現的。卡戎是羅馬神話中冥

王普路托的役卒，向亡魂索取金錢為他們劃船渡過冥河。2005年，又發現兩顆冥王星的衛星：冥衛二（尼克斯）和冥衛三（許德拉）。依現行的定義，冥衛一可能是冥王星最大的衛星，也可能與冥王星組成雙矮行星。

被降級的行星

在2006年8月24日國際天文學聯合會大會召開之後，經過投票表決，冥王星被降級為矮行星，至此太陽系隻剩下八顆行星。“九大行星”的說法已經成為曆史，取而代之的是“八大行星”。

冥王星被“踢”出行星行列。不過有失亦有得，冥王星的戲劇性命運又為它在語言學史上赢得了一席之地。

冥王星的“降級”引發了全美人民對冥王星的深深同情，原本隻有名詞含義的"Pluto"（冥王星）一詞被語言學家們賦予了動詞含義，用來表示“使某人或某物降級或貶值”。而"Pluto"的過去式"Plutoed"也因此具有了“被降級、被貶”的含義。例如："You are plutoed"一句可以表示“你被降級了”；而"American Dollars are plutoed"則可表示“美元在貶值”。

在2006年舉行的國際天文學聯合會第26屆大會上，冥王星被正式從太陽系九大行星之列中除名，并被歸入矮行星之列。從那時起，冥王星便被認為是柯伊伯小行星帶中最大的天體之一。

美國伊利諾伊州政府認為，冥王星被不正确地“降低了地位”。其聲明中指出，在國際天文學聯合會中，隻有4%的天文學家投票贊成将冥王星“降級”。因此，冥王星事實上遭到了“不公正”的對待。

冥王星于1930年由美國天文學家克萊德湯博發現。其先前之所以能被劃入行星之列，是因為人們最初曾誤認為其尺寸與地球相當。冥王星是九大行星中體積最小的一個，而且比那八顆行星要小得多。冥王星直徑僅為2300公裡左右，比地球的衛星還小。它的軌道也非常特别，與其它八顆行星運轉的軌道有一個角度。

尤其是在2003年發現“齊娜”（Xena）後，冥王星的地位遭到了進一步的動搖。“齊娜”的直徑約為3000公裡，和太陽之間的距離大約是冥王星和太陽間距離的3倍，繞行太陽一周得花560年。美國加州技術研究所的科學家在柯伊伯帶發現了它，并将其編号為UB313。經過兩年的觀察，他們在2003年7月向外界公布了這一發現，并引起太陽系是否存在第十大行星的熱烈讨論。

冥王星（讀音：míng wáng xīng）起初被認為是太陽系中的一顆大行星，但是在2006年8月24日于布拉格舉行的第26屆國際天文聯會中通過第五号決議，将冥王星劃為矮行星（dwarf planet）。在2008年6月，國際天文學會再将冥王星做為子分類類冥矮行星(Plutoid）的原型。