星空奇幻科学

第29章 为家园而战(7 / 15)

出行星公转周期的平方与轨道半径的立方成正比。

- 轨道偏心率:行星轨道并非完美圆形,偏心率在0到1之间变化,偏心率越大轨道越扁,水星轨道偏心率较大,而金星、地球等轨道偏心率相对较小。

- 轨道倾角:行星轨道平面与地球赤道平面存在夹角,称为倾角,如天王星的自转轴倾斜角度很大,导致其季节变化非常奇特。

- 进动现象:行星绕太阳公转时,由于自转的存在,其轨道平面会绕太阳旋转。

- 逆行现象:行星在轨道运动时会出现相对于太阳旋转方向相反的情况。

太阳系各大行星卫星的发现主要有以下几种方式:

早期的肉眼观测与望远镜观测

- 肉眼观测:一些较亮且离地球较近的行星卫星,如月球,在古代就被人类直接用肉眼观测到。

- 望远镜观测:1610年,伽利略使用望远镜发现了木星的四颗卫星,即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四,这是人类首次通过望远镜发现行星的卫星。此后,惠更斯通过望远镜发现了土星的卫星泰坦(土卫六)和土星环的形状。

借助数学计算预测

海王星的发现是通过数学计算预测的典型例子。在19世纪,天文学家发现天王星的轨道存在异常,推测是受到另一颗未知行星的引力影响。勒威耶和亚当斯分别独立地通过对天王星轨道的观测数据进行计算,预测出了海王星的位置,后来伽勒根据勒威耶的计算结果成功观测到了海王星。

太空探测器探测

- 飞越探测:1959年,苏联的“月球1号”飞越了月球,成为第一个飞越过太阳系内其他天体的探测器。此后,“水手2号”“水手4号”“先驱者10号”“旅行者1号”“旅行者2号”等探测器分别对金星、火星、木星、土星、天王星和海王星进行了飞越探测,在探测过程中发现了许多行星的卫星,并对它们进行了近距离观测和拍照。

- 环绕探测:一些探测器进入行星的轨道进行环绕探测,能够对行星及其卫星进行更详细的观测和研究。例如,“伽利略号”探测器于1995年进入木星轨道,对木星及其卫星进行了长期的观测,发现了一些新的卫星;“卡西尼号-惠更斯号”探测器于2004年到达土星,对土星及其卫星进行了深入探测,发现了土卫二的喷泉喷发现象等。

太空探测器探测卫星的主要设备有:

一、光学相机

- 功能:用于拍摄行星及其卫星的图像,能够提供卫星的表面特征、形状、颜色等信息。可以拍摄高分辨率的照片,帮助科学家了解卫星的地貌、大气层、云层等情况。

- 举例:“卡西尼号”探测器上的光学相机拍摄了大量土卫六等土星卫星的清晰照片。

二、红外探测器

- 功能:探测卫星发出的红外辐射,通过分析不同区域的红外辐射强度,可以了解卫星的温度分布情况。这对于研究卫星的表面物质、地质活动以及可能存在的地下热源等非常重要。

- 举例:在探测木星的卫星时,红外探测器可以帮助确定卫星表面的热点区域,暗示可能存在火山活动或地下海洋与表面的热交换。

三、磁强计

- 功能:测量卫星周围的磁场强度和方向。通过对磁场的测量,可以推断卫星内部是否存在金属核心、磁场的产生机制以及卫星与行星磁场的相互作用等。

- 举例:在探测火星的卫星火卫一和火卫二时,磁强计可以帮助研究它们与火星磁场的关系。

四、等离子体探测器

- 功能:检测卫星周围的等离子体环境,包括太阳风与卫星大气相互作用产生的等离子体以及卫星自身可