宇宙天体配套文稿
宇宙天体
一、太阳系Solar system
太阳系由母恒星太阳和围绕其运行的八大行星、一百多颗卫星、一些矮行星和众多太阳系小天体(小行星、彗星)构成。
恒星太阳Sun
太阳是地球生命的来源,我们的生活都依赖于它。太阳位于太阳系的中心,距离我们非常遥远,以至于如果太阳熄灭的话,我们要8分钟后才会知道。太阳非常巨大,大到可以装下100万个地球。太阳是个炙热的天体,表面温度达到5000℃,核心温度可以达到数千万度,每秒钟太阳把数百万吨物质转化成能量,然后以光和热的形式散发到太空中,也同时照耀我们地球。
这火舌状物体是太阳电磁剧烈活动产生的日珥,要有十几个地球那么高,释放出1000万座火山爆发的能量。日珥喷发时会露出温度较低部分,颜色较暗,这就是黑子。这是太阳的一种剧烈活动-耀斑,耀斑发生时其表面亮度会迅速增加,释放出100万座火山爆发的能量,或相当于上百亿枚百吨级氢弹的爆炸。太阳黑子与耀斑出现都会对地球的温度、气候、气象、地震等产生明显影响,同时也会严重干扰卫星、飞机、轮船的无线电通讯。太阳是一个暴躁的巨兽。
水星Mercury
水星是最靠近太阳也是最小的行星。水星没有大气层因而饱受陨石撞击,由于离太阳非常近,水星向着太阳的一面可以超过400℃,而背对太阳的一面会降到-170℃。探测发现水星就像是个大铁球,它应该是一个大行星的内核,而外壳去哪了?可能是早期水星遭受严重撞击而失去了外壳,也可能是太阳风把外层大气吹走了,现在的水星只能孤独的围绕太阳运行,承受炙热的煎熬。
金星Venus
金星是一颗岩石星球,大小和地球差不多。金星有浓密的大气层,充斥着大量的二氧化碳和硫酸云,而之所以从地球看起来那么明亮,就是因为硫酸云反射阳光形成的(硫酸是一种强腐蚀性的液体,而金星的大气里就有这么可怕的东西)。金星的温度是八颗行星中最高的一颗接近500℃,它的火山不停的喷发,空气中充满着有毒气体,火红的熔岩在地面到处流淌,地狱一般的景象。天空中金星亮度最高,最适合天文爱好者观测。中国古人称金星为太白金星,也称启明星,金星的名字Venus取自希腊神话里美丽女神维纳斯,但靠近后你就会发现它是一个狂暴的女神。
地球Earth
地球距离太阳1.5亿公里,是一颗岩石行星,它有大气层,表面70%被水覆盖,因此从太空中看地球是一颗蓝色星球。地球起源于46亿年前的原始太阳星云,在经历了无数次与小行星的碰撞和几十亿年间的重大地质变迁后,地球孕育了千千万万的物种和数不尽的生命,目前地球是太阳系内确认的唯一有生命的星球。还有一个可能存在生命的星球是火星。
火星Mars
(提问是否看过《火星救援》)火星是个表面布满岩石的红色星球,火星有稀薄的空气和巨大的沙尘暴,在它的南极地区有大量的冰,如果这些冰全部融化可覆盖半个火星。火星上有一
座巨大的火山—奥林匹斯火山,它的海拔是珠穆朗玛峰三倍。为了更直接观测火星,人类将好奇号火星探测器发射过去,好奇号成功降落火星并顺利开展探测活动,发回了许多有价值的照片和分析数据,经过探测认为火星地表下可能含岩浆,而岩浆活动就会把气体从地下带到地表从而把冰融化成水,而我们知道只要有水就可能有生命,就像地球生命诞生之前经历的状况那样,火星上的生命演化可能还在继续。或许再过几亿年后火星也会有它自己的生命,甚至出现火星人和火星文明。
木星Jupiter
一个巨大的气态行星,木星比地球大1000倍,它是太阳系最大的行星,大到可以装下太阳系其他所有行星。木星是个狂暴的星球,自转非常快,高速自转使得大气流动与赤道平行,在星球表面形成了极其复杂的花纹。大气飓风可达每小时数百英里,这是著名的大红斑,有三个地球那么大,大红斑的风暴已经持续了300年。在木星翻腾的大气中有强烈的闪电,这些闪电比地球上的强一万倍。木星两极也有和地球一样的极光,说明木星内部也有磁场。
土星Saturn
和木星有着很大的不同,土星是一个宁静而又美丽的星球,它是是太阳系第二大行星,和木星一样是一个气态行星。壮观的土星光环是什么构成的呢?它们是被土星引力撕碎的卫星碎片-岩石和冰。无数的大大小小碎块,相互碰撞而又重新聚集,就像太阳诞生之前,尘埃和气体环绕太阳星云旋转,在经历了无数次碰撞后形成了地球。
天王星Uranus
从这里开始就无法直接用肉眼观测了。天王星,一颗淡蓝色的气态行星,天王星也有光环,但是它的光环几乎是垂直的。在它的大气层下面是4000高温的海洋,很神奇吧。
海王星Neptune
一个被甲烷包围的气态行星,因为甲烷吸收红色光波反射蓝色光波,所以看起来是蓝色的。行星上有规模和地球一样大小的飓风,平均风速1000英里(1600公里)。
月球Moon
地球有一颗卫星—月球。月球没有大气层也没有水,表面遍布陨石坑和环形山。月球本身并不发光,它只反射太阳光。从地球上看,月球形状会随月球、地球和太阳三者位置的不断变化而改变,所以我们会发现每个月,月亮大小是会变化的,同时也形成了有趣的天文现象--日食和月食(提问日食和月食是怎样形成的)。
人类登月:1969年7月21日,美国的“阿波罗11号”宇宙飞船载着三名宇航员成功登上月球,那是人类第一次登陆到地球以外的其他星球,到现在全世界共有12位宇航员成功登上月球。 月球是怎么来的呢?现在一般认为月亮形成于约45亿年前,几乎与地球同时形成。有关它的起源有几种假说,最被普遍认可的解释是:它形成于地球与火星般大小的天体之间一次巨大撞击所产生的碎片,碰撞后从地球上抛出去大量碎片,但这些碎片并没有被抛入太空,而是被地球引力吸引环绕地球旋转形成了壮观的地球光环(原来地球也曾经可能有过美丽的光环),渐渐的这些碎块相互碰撞聚集形成月球。当然这只是一种假说。
但月球并不会永远和地球在一起,月球以每年13厘米的速度远离地球,这就意味着,总有一天月球会离开我们,但那是在几十亿年之后了。
太阳系里卫星共有一百多颗,很多行星都有自己的卫星。
还有一种是在地球上由人类建造并发射出去的,用于观测气候、气象、环境或军事等目的的
卫星,称之为人造卫星。
矮行星
太阳系有五颗矮行星:冥王星、阋神星、谷神星、妊神星、鸟神星。
彗星Comet
彗星是来自奥尔特云或柯伊伯带的无数的冰块和岩石,受到周围大质量天体扰动,它们就可能会冲进太阳系冲向太阳,随着离太阳越来越近,彗星的温度也逐渐升高,彗核的冰就会升华成气体被太阳风吹向后方,形成长长的尾巴,有时慧尾长度可达到1.5亿千米横扫半个天空,非常的壮观。
有一颗非常有名的彗星叫哈雷彗星,它的彗核很大而且活动有规律,大约每76年出现一次,最近一次是在1986年,那时同学们还没出生,下次出现预计是在2061年,距离现在还有45年,到时大家可以仔细欣赏横跨半个夜空的美景。
二、银河系Galaxy
我们太阳系所在的银河系是一个棒旋星系,有四条螺旋状的旋臂从银河系中心延伸出来,其中两条较为明显,还有两条较为暗淡(其实具体有几条旋臂,随着对银河系了解的不断深入,天文学家们也一直在争议)。中心突出这部分球体称为银核,半径7000万光年,那里聚集着银河系大部分的恒星,其四周称为银盘,银河系直径有十万光年(提问光年有多长)。在银河系中心可能是一个巨型黑洞,估计其质量可能达到太阳质量的400万倍。银河系拥有约2000-4000亿颗恒星,数百万个黑洞。银河系的年龄大概在140亿年左右。
那我们的太阳系在哪里呢?太阳系位于距离银河中心2.5万光年处,被称为猎户臂的旋臂。太阳以250千米/秒的速度绕银心运转,绕行一周约2.5亿年。
下面要介绍三种天体。恒星在不断的燃烧自己发出光和热,当它的内部氢都转变为氦后,恒星就会进入下一个阶段。
白矮星White Dwarf
小于8倍太阳质量的恒星,当它的内部燃料用尽后,体积会急剧膨胀成为红巨星,然后外层气体逐渐散去,留下来的高密度核心称为白矮星。其核心由于相互间引力作用收缩到岩石行星大小,可以想象把太阳压缩到只有地球这样甚至更小,所形成的白矮星是又小又沉重。白矮星上重力异常的强大,是地球表面重力的几十万倍,这么高的重力,任何物体都将被压碎。白矮星和恒星一样会发光发热,其表面温度可以达到几万度,比原来的恒星还要高。
中子星Neutron star
当质量是8-30倍太阳质量的恒星当它的内部燃料用尽后,会发生猛烈的爆炸,将外层物质抛入太空,其亮度将照亮整个银河系,我们称之为超新星爆发。爆发后所留下来的高密度核心会收缩到只有直径几十公里,就像小行星那样大小。由于质量越大,引力就更强,中子星重力比白矮星更强,其表面温度更高可以达到1000万度。
黑洞Black Hole
当一颗质量超过30倍太阳质量的恒星爆发后,因其核心的引力太过强大而不断收缩,最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。由于其密度、质量极高,因而引力极强,任何
物体一旦靠近就会被吸入,就连光都无法逃脱,所以看起来它是黑的(光的速度是每秒30万公里,这么快都跑不掉,可见黑洞引力极其强大)。但黑洞并不一定会吞噬所有物体,当大质量物体被吸入黑洞时,大多数物质被吞噬,同时也有一部分物质在进入黑洞之前会被猛烈的喷发出来,形成壮观的宇宙奇景。至于黑洞里面是什么?我们不知道,因为那里空间和时间都是极度扭曲的,没有人和也没有探测器进去过。
当恒星遇到黑洞会怎样?
这是宇宙里极其神奇的双子黑洞,它位于距离地球35亿光年OJ287类星体的中心,小黑洞环绕大黑洞运行,我们推测这个小黑洞的质量大概是太阳质量的1亿倍,大黑洞的质量大概是太阳质量的170亿倍,都是质量无比庞大的物体。
三、宇宙Universe
现代天文学认为,宇宙是所有时间、空间与物质的总和。宇宙诞生于约137亿年前的大爆炸,当时全宇宙所有的东西都聚集在一个极其小的点,那里的温度极度的高,那时是没有时间也没有空间的,然后嘭的一声爆炸了,这时才有了时间,物质不断向外扩张空间不断增大,经过137亿年不断演变形成了现在看到的宇宙。直到现在我们依然能够看到和听到137亿年前宇宙诞生大爆炸时遗留的痕迹,电视机没有信号时的雪花和收音机里的噪音,太不可思议了是吗?
宇宙中有近千亿个像我们银河系一样的星系。科学家们在观测这些星系时发现,有明显无法用现有理论解释的现象,由此设想出一种质量非常非常小、不发光但数量极其庞大的物质-暗物质。科学家们还发现我们的宇宙正在越来越快的向外扩张,于是认为有一种神秘的能量在推动宇宙加速膨胀,称之为暗能量。经测算,宇宙中暗能量占70%,暗物质占25%,而我们所熟悉的普通物质包括恒星、行星、甚至所有的星系加起来也只有5%。我们眼睛所看到的并不是宇宙的全部,而只是其中很小的一部分。
最后还有一个有趣的问题,宇宙的边界。宇宙的边界在哪里,宇宙的外面又是什么?根据最新的观点,宇宙没有边界的。想象一只皮球,我们从皮球上的一个点出发,向一个方向一直走就会回到起点,宇宙就像在这皮球上,如果我们从地球出发向一个方向一直走就会回到地球,宇宙是没有边界的。
宇宙更多未解之谜就有待于同学们将来的研究与发现。
END
注
M106:漩涡星系,两条旋臂,距离2100万光年,位于猎犬座。
M51 :旋涡星系,两条旋臂,距离3100万光年。
M104:草帽星系,距离2900万光年,位于室女座。
NGC1300:距离7000万光年,位于波江座。
NGC1037:位于鲸鱼座。