男:妳爸是不是天文學家?
女:不是啊
男:不可能啊!不然他怎麼會把天上最美的兩顆星星鑲在妳的眼睛裡?
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好了,說好今天不撩妹的,來聊正經的吧。
好玩的都不會考。死心吧,同學們。
太陽系的行星可以分成兩類:類地行星(terrestrial planet)和類木行星(Jovian planet)。
類地行星包括:水星(Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)。類木行星包括木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune)。
這兩類行星在兩方面存在巨大差異:
1. 體積和質量。最大的類地行星要比最小的類木行星還要小。
2. 成分。 類地行星顧名思義類似地球,主要成分是金屬(metal)和岩石(rock)。
類木行星嘖類似於木星,主要成分是氣體。
類地行星的大氣往往很稀薄,但是類木行星的大氣層很厚。這兩類行星最開始的時候都是同時形成以及由同樣的物質形成。但是由於類地行星太靠近太陽,所以類地行星的一些物質被太陽消耗,導致大氣稀薄。
除去太陽系的行星之外, 人們也研究太陽系以外的行星(exoplanet)。
研究太陽系以外的行星的目的是為了發現是否有生命存在。
在TPO41的第2個Lecture裡提到,有生命的系外行星應當處於宜居帶(habitable zone)。在宜居帶內,行星有合適的溫度確保液態水的存在。同時,有生命的行星應該由岩石組成,還要有大氣存在。
而TPO39的第二個Lecture提到,類地行星的形成是憑藉自己較大的質量不斷吸引比自己小的物質,通過吸積逐漸壯大形成。
類木行星的形成有兩種理論。
第一種理論叫做核心吸積理論(core accretion theory),方法類似於核心是岩石的行星,不同之處在於除了岩石、金屬物質外,還有固態的水和氨被氣態行星吸收進來;最後形成核心是岩石、金屬和冰塊,並被大量氣體環繞的行星。
另一種理論叫作圓盤不穩定理論(disk instability theory),行星在產生時並沒有一個固態內核,而是大量氣體中塵埃聚合形成核心,在吸積(accretion)作用下形成行星,只需要大約十萬年就能形成行星。
在太陽系的行星中,土星是最美麗的一顆,主要是因為它的土星環(Saturn’s rings)。
而土星明亮的環總是讓天文學家困惑,
因為按照傳統理論,如果它是由48億年前土星形成時剩餘的冰和岩石組成的,經過如此久的時間,土星環應當聚集了大量太空塵埃(space dust),肯定會變暗。
在TPO53的第3個lecture中,教授提出了一個新假說:
土星環可能是在幾億年前才形成。原有土星環中的物質不斷地受到引力(gravity)和磁場(magnetic field )的影響而落入土星大氣層,而土星數量眾多的衛星可能因為引力作用而互相碰撞解體,它們的碎塊就組成了新的光環。
此外,土星強大的潮汐力(tidal force)也會直接撕碎衛星,產生光環物質。
而TPO13的第4個Lecture談論了彗星(comet)和小行星(asteroid)等小型星體。
小行星分佈在木星和火星軌道中間,主要成分是金屬和岩石;
而彗星離太陽更遠,主要成分是冰和氣體。
這與太陽系行星的組成成分類似:距離近的四顆行星由金屬和岩石組成,遠的四顆行星由冰和氣體組成。
比小行星和彗星更小的星體被稱作流星體(meteoroid)。
當它落入地球,在大氣層燃燒殆盡,被稱作流星(meteor);如果有剩餘部分落到地面,就是隕石(meteorite)。
霍巴(Hoba)鐵隕石,重60噸。
據說一克隕石可以賣500元錢,
60噸,emmm...
隕石可以分為鐵隕石,石隕石,和石鐵隕石(stony iron)。 含鐵的隕石可以用金屬探測器輕易找到,但石隕石則很難被發現。
而地球的兩個鄰居,火星和金星也有和地球類似的地質運動。
火山和坑洞(cratering)是兩大顯著的火星地表特徵。火星上的火山大都是盾形火山(shield volcano),比較平緩,由於沒有板塊運動(plate motion),火星上的火山都是由熔岩(lava)組成的。
很多小火山遍佈在火星北部,大多數大火山和塔爾西斯高原(Tharsis bulge)有關,三座大火山位於塔爾西斯高原上,在塔爾西斯高原西北部有太陽系最大的火山—奧林匹斯火山(Olympus Mons)。
TPO24的Lecture4中,教授提到金星上也有有很多盾狀火山,底部寬、坡度小,外形像武士的盾牌(warrior’s shield),主要由液態的熔岩流(lava flow)組成。
需要注意:地表下的叫岩漿(magma),地面上的叫熔岩(lava)。盾狀火山分散(scatter)在金星各處。
對比地球上的火山,主要是複式火山(或稱成層火山)(strata volcano),外觀多為錐形。複式火山由板塊運動(tectonic plate movement)造成,在板塊交界處密集分佈(cluster)。
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