太阳系有八大行星,由内而外分别是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。

前面四颗属于类地行星,体积小、密度大、呈固态,而后面四颗属于类木行星,体积大、密度小,呈气态。
按照最远的海王星轨道半径来算,这八大行星以及太阳都分布在一个半径大约为30个天文单位的近圆形范围内。
我们今天就来简单了解一下,这八大行星各自的主要特征吧。
水星是距离太阳最近的一颗行星,它的平均轨道半径约为0.4个天文单位(一个天文单位的长度为地球到太阳的平均距离),其体型也比地球要小,半径为2440千米,质量只有地球的5.5%(你没有看错),因此水星表面的引力只有地球的40%。
水星的自转周期与公转周期只比为3:2,也就是自转三圈时,就会围绕太阳公转两圈。
金星与我们的地球在质量、体积、密度上非常相似,首先金星的半径为6000千米左右(地球半径为6371公里),金星的质量约为5亿亿亿千克(相当于地球质量的85%),因此金星的平均密度为5200千克每立方米(地球平均密度为5500)。
然而金星的自转方向却是八大行星中最为特殊的(第二特殊的是天王星),其自转方向与公转方向相反,并且其自转周期为243天,而公转周期为224.7天,也就是自转比公转还要慢。

除此之外,金星的表面环境也非常严酷,浓厚且富含温室气体的大气使得金星的温室效应异常强烈,表面温度将近500摄氏度。
这是人类生存的星球,各项属性在其它行星的介绍中会出现,因此就不多做介绍了。
火星的半径为3400千米,质量是地球的11%,虽然在体积和质量上比不上地球,但火星在数十亿年,也曾拥有过地球现在的气候环境,也许在那个时候火星上就已经存在生命了吧。
但是由于火星内核温度不断下降,导致磁场逐渐消失,使得太阳风可以肆无忌惮的侵扰,再加上本身引力不够强,导致火星表面的液态水以及大气都逐步的消失殆尽,最后才有了今天的荒凉模样,但假如未来有一天人类要到外星球建立殖民地,八大行星中,火星仍旧是第一选择。
木星是八大行星中最大的一颗,按照体积来算,一颗木星需要1400颗地球才能填满,而木星的质量则是其它七大行星质量总和的2.5倍(但仍远小于太阳,仅为太阳质量的千分之一)。
木星的自转也非常特别,因为木星没有固态表面,因此我们判断木星自转的方式之内通过其表面大气的运转来确定,而木星不同纬度的大气运转并不一致,呈现出一种被称为“较差自转”的方式(太阳自转也是如此),赤道上的自转为9小时50分,而高纬度自转为9小时55分。
土星的质量是地球的95倍,半径是地球的9倍多,它的自转方式与木星一样,也属于较差自转。

不过对于大众来讲,认识土星往往是从它的环开始,土星环是由什么东西组成的呢?
很多人会认为构成土星环的物质应该是类似于小行星的固态物质,比方说大块大块的“石头”,但实际上构成土星环的却是“冰块”,并且这些冰块的体积并不大,基本上都是毫米级到米级之间的,而且土星环的厚度也就几十米而已,不过其分布范围相当之广,直径足足有20万公里。
这是处于八大行星最外边的两颗类木行星,它们的质量与体积都非常接近,天王星的半径是地球的四倍,而海王星的半径是地球的3.9倍,天王星的质量约为地球的14倍,海王星质量为地球的17倍。
其中天王星的自转得说一下,它的自转轴非常接近黄道面,也就是天王星几乎是在躺着自转。
至于海王星,值得说的是它被称为笔尖下发现的行星,当初人们在利用牛顿的万有引力定律去计算天王星轨道时,发现理论计算与实际观测有不少出入,因此就猜测是不是还存在一颗行星在影响着天王星,并且还计算出了这颗未知行星的轨道位置,这就是海王星。
为什么冲日前后是观测灶神星的好时机?中国科学院紫金山天文台科普主管王科超说,冲日是指天体与太阳的地心视黄经相差180度,此时天体、地球、太阳三者近似排成一条直线,地球恰好位于中间。
冲日前后,灶神星处于本轮会合周期中距离地球较近的阶段,被太阳照射的一面几乎完全朝向地球,亮度高且整夜可见,因此观测条件最为有利。
“10月中旬的前后数周都比较适合观测。
”王科超介绍,冲日时,灶神星在日落时从东方升起,几乎整夜可观测。
天文爱好者可借助双筒望远镜寻找它。
由于人类肉眼的观测极限约为6等,视力极佳的观测者,在无光污染的暗夜环境下有机会尝试肉眼观测它。
无论用肉眼还是用望远镜观测,灶神星均呈现星点形态。
“灶神星在星空中的位置也并非固定,相对于背景恒星每天会略微向西移动,但移动幅度很小。
借助星图定位,并连续观察几晚,就有机会从相对固定的背景恒星中辨认出这个会慢慢‘挪动’的小行星星点。
”王科超说。
值得一提的是,灶神星与地球距离最近时发生在10月9日,比冲日早4天,并非恰好发生在冲日当天。
王科超解释道,冲日看的是天体与太阳在天空中的相对位置,而不是距离远近。
灶神星的轨道既不是正圆,也与地球轨道不在同一平面,其轨道与黄道面存在约7度的倾角,因此“方向最对”和“距离最近”并不一定落在同一天。
王科超介绍,灶神星于1807年3月29日被发现,是人类发现的第四颗小行星。
灶神星个头相对较大、反照率高,是从地球上看最亮的小行星。
灶神星还有一个特别之处:地球上已经找到了来自它的陨石。
王科超解释道,陨石是太阳系天体形成和演化过程中不同阶段残留的“化石”。
灶神星在漫长的演化过程中经历过剧烈撞击,一些表面岩石由此被抛入太空,部分碎片最终落到地球。
在地球上收集到的无球粒陨石中,有一大类被称为HED族无球粒陨石。
HED取自三类陨石英文名称的首字母,分别是古铜钙长无球粒陨石(Howardite)、钙长辉长无球粒陨石(Eucrite)和古铜无球粒陨石(Diogenite),它们被认为来自灶神星。
“绝大多数陨石很难确定母体来源,但HED陨石不仅是已发现无球粒陨石中数量最多的族群之一,而且母体来源明确,这些‘送到地球的灶神星样品’为科学家研究灶神星的形成演化和撞击历史提供了重要依据。
”王科超说。
(新华社)
图片来源:比尔英戈尔斯 未来的航天器或许可以通过从行星、阳光和太阳风中获取动量而非使用机载燃料来飞得更远。
每一种传统火箭都面临着同样的问题:它必须携带用于推进自身的物质。
自从康斯坦丁齐奥尔科夫斯基提出火箭方程以来,航天器一直通过燃烧燃料并向后喷射来依据牛顿第三定律向前运动。
但是添加推进剂也会增加重量,这就需要更多燃料来加速更重的飞行器。
这种复合负担对任务造成了严重限制,也使得星际旅行显得异常困难。
如果航天器不需要携带推进剂就能移动呢? 一篇全面的综述通过研究太空飞行的无推进剂推进技术来探索这种可能性。
这些方法不依赖化学燃烧,而是从太空中已存在的力中获取能量或动量,有可能支持传统火箭无法完成的任务。
旅行者号航天器成功利用引力弹弓效应探索了外行星。
图片来源:美国国家航空航天局喷气推进实验室 引力助推用燃料换取时间 引力弹弓是最成熟的无推进剂方法,几十年来一直用于引导航天器。
工程师会在精心选择的时间和角度让航天器掠过行星,使其获得行星轨道动量的一小部分,无需燃烧燃料即可加速。
旅行者号曾利用这一策略到达所有四颗外行星。
它的主要限制在于时机:所需行星必须正确排列,因此发射机会很少,且可行路线受限。
帆利用阳光和太阳风 太阳帆通过利用太阳光的辐射压力提供更持续、更便捷的推进力。
这些巨大的薄膜通过反射光子产生推力,无需燃料就能缓慢但持续地加速。
日本的IKAROS探测器曾成功演示了这项技术,仅依靠太阳光就抵达了金星。
然而,太阳帆需要巨大、轻如蛛丝的材料,这些材料必须在恶劣的太空环境中存活多年,且其性能会随着与太阳距离的增加而显著下降。
伊卡洛斯(IKAROS),这颗展示了太阳帆技术的日本卫星。
图片来源:日本宇宙航空研究开发机构(JAXA) 磁帆采用不同的方法,利用超导线圈产生强大的磁场来偏转太阳风——从太阳持续流出的带电粒子流。
通过推动这种等离子体,磁帆不消耗推进剂就能产生推力。
它们可能比太阳帆提供更好的加速度,且不会像反射膜那样随时间退化。
问题在于?产生所需的磁场需要巨大的超导线圈,其半径可能达到50公里,并且需要维持在低温环境下。
建造和部署此类结构的技术目前根本不存在。
电帆是一种较新的变体,它使用带电系绳而非磁场来排斥太阳风质子。
这类系统有望比磁帆更轻,但它们同样需要部署极长的轻质导线,并且需要大量电力来维持必要的电荷。
每种方法都有其取舍 每种无推进剂方法都有独特优势,但也面临着不同的工程难题。
引力助推目前可行,但需要精确的行星排列。
太阳帆能提供稳定推力,但需要大型且精密的结构。
磁帆和电帆可避免材料退化,但所需技术仍在研发中。
该综述明确指出,没有哪一种单一方法能解决所有挑战,但这些方法结合起来可能从根本上改变我们探索太阳系及更远空间的方式。
对于真正雄心勃勃的星际空间任务而言,不携带推进剂可能不仅是有利的,甚至可能是绝对必要的。
参考文献10.1016j.actaastro.2026.01.024 改编自最初发表于《今日宇宙》的一篇文章。
相关知识 星辰是宇宙中闪烁的天体,包括遥远的恒星、环绕行星的卫星,以及偶尔划过天际的流星。
它们在黑暗中散发微光,曾是古人辨别方向的指南,也承载着人类对宇宙的好奇与想象。
每一颗星辰都有自己的故事,有的诞生于星云坍缩,有的在星系间流浪,是浩瀚宇宙写给地球的浪漫诗篇。
BY: Mark Thompson, Universe Today FY: AI 如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除 转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处