初级天文入门指导

暗香疏影

编者的话：

　　从小的时候开始，我就喜欢上看星星，被迷人的星空吸引着。在晴朗的夜空,我们用双眼看着浩瀚星空，上千颗恒星，再加上无数散发着微弱光芒的星星,便在夜空构成一副时尚的织锦。于是我们成了星空的忠实的粉丝，并且开始想入门天文。那么我们要怎么样入门？大家可能被星座图上密密麻麻的星座吓到了，不知如何开始，其实我们的这种想法是不对的。好的开始是成功的一半，只要我们树立了正确的观点，协调好自己的学习工作与观星的时间，那么欣赏这美丽的夜空将是伴随我们的最难忘美好的兴趣！

　　本书内容涉及初级入门知识、观测摄影知识，器材知识等。指导入门爱好者了解必备的天文知识，怎么样开始认识星座，使入门者了解天文器材的构造原理、种类、优劣势以及如何使用天文望远镜。本电子书还讲述了如何观测月球、太阳、行星及梅西叶天体。而且介绍了摄影器材的选购及其单用相机拍摄天文照片的步骤。

　　本电子书仅供天文爱好者入门交流使用。欢迎各位天文同好提供宝贵意见！

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太阳系相关介绍  

太阳系（solar system）就是我们现在所在的恒星系统。由太阳、8颗大行星（原先有九大行星，因为冥王星被剔除为矮行星）、66颗卫星（原有67颗，冥王星的卫星被剔除）以及无数的小行星、彗星及陨星组成的。行星由太阳起往外的顺序是：水星（mercury）、金星（venus）、地球（earth）、火星（mars）、木星(jupiter）、土星（saturn）、天王星（uranus）、海王星（neptune）。离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星（terrestrial planets）。宇宙飞船对它们都进行了探测，还曾在火星与金星上着陆，获得了重要成果。它们的共同特征是密度大（>3.0克/立方厘米），体积小，自转慢，卫星少，内部成分主要为硅酸盐（silicate），具有固体外壳。离太阳较远的木星、土星、天王星、海王星称为类木行星（jovian planets）。它们都有很厚的大气圈，其表面特征很难了解，一般推断，它们都具有与类地行星相似的固体内核。在火星与木星之间有1000000个以上的小行星（asteroid）（即由岩石组成的不规则的小星体）。推测它们可能是由位置界于火星与木星之间的某一颗行星碎裂而成的，或者是一些未能聚积成为统一行星的石质碎块。陨星存在于行星之间，成分是石质或者铁质。

　　这些行星都以太阳为中心以椭圆轨道公转，虽然除了水星的十分接近于圆。行星轨道中或多或少在同一平面内（称为黄道面并以地球公转轨道面为基准）。黄道面与太阳赤道仅有7度的倾斜。冥王星的轨道大都脱离了黄道面，倾斜度达17度。上面的图表从一个特定的高于黄道面的透视角显示了各轨道的相对大小及关系（非圆的现象显而易见）。它们绕轨道运动的方向一致（从太阳北极上看是逆时针方向）,因此,科学家们把冥王星排除在九大行星之外。除金星和天王星外自转方向也如此。

　　太阳系（solar system）在宇宙中的位置

　　太阳系位于银河系边缘

　　太阳系是由太阳以及在其引力作用下围绕它运转的天体构成的天体系统。它包括太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星、流星体以及行星际物质。人类所居住的地球就是太阳系中的一员。

　　太阳系的构成

　　太阳系的中心是太阳，虽然它只是一颗中小型的恒星，但它的质量已经占据了整个太阳系总质量的99.85％；余下的质量中包括行星与它们的卫星、行星环，还有小行星、彗星、柯伊伯带天体、外海王星天体、理论中的奥尔特云、行星间的尘埃、气体和粒子等行星际物质。整个太阳系所有天体的总表面面积约为17亿平方千米。太阳以自己强大的引力将太阳系中所有的天体紧紧地控制在他自己周围，使它们井然有序地围绕自己旋转。同时，太阳又带着太阳系的全体成员围绕银河系的中心运动。

　　太阳系内迄今发现了八颗大行星。有时称它们为“八行星”。按照距离太阳的远近，这八大行星依次是：最近的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。水星、金星、地球和火星也被称为类地行星，木星和土星也被称为巨行星，天王星、海王星也被称为远日行星。除了水星和金星外，其他的行星都有卫星。在火星和木星之间还存在着数十万个大小不等，形态各异的小行星，天文学家将这个区域称为小行星带。此外，太阳系中还有超过1000颗的彗星，以及不计其数的尘埃、冰团、碎块等小天体。

　　太阳系中的各个天体主要由氢、氦、氖等气体，冰（水、氨、甲烷）以及含有铁、硅、镁等元素的岩石构成。类地行星、地球、月球、火星、木星的部分卫星、小行星主要由岩石组成；木星和土星主要由氢和氦组成，其核可能是岩石或冰。

　　太阳系的起源和演化

　　一般以为行星系统是恒星形成过程的一部分，但是也有学者认为这是两颗恒星差一点撞击而成。最普遍的理论是说太阳系是从星云形成。

　　恒星形成的基本过程为此：

　　1. 星云中较密的核心部分变得太重，重心不稳定，开始分裂和崩溃坠落。一部分的重心能量变为放射的红外线，剩下的增加核心的温度。核心部分开始成为圆盘形状。

　　2. 当密度和温度道足够高， 氘融合燃烧开始发生，辐射的向外压力减慢(但不中止)临近其他核心崩溃。

　　3. 其他的原料继续下落到这一颗原恒星，它们的角动量的作用可能导致双极流程。

　　4. 最后，氢开始熔化在星的核心，外面剩余的包围材料被清除。

　　太阳星云这个假说，是1755年由伊曼努尔·康德提议。他说，太阳星云慢慢地转动，由于重力逐渐凝聚并且铺平，最终形成恒星和行星。一个相似的模型在1796年由拉普拉斯提出。

　　太阳星云开始直径大约100AU，质量是现在太阳的两三倍。在这个星云中，比较重的物质往中间落，积聚成块，是成为以后的行星。而星云外部越来越冷，因此靠里的行星有很多重的矿物质，而靠外的行星是气体或冰体。原太阳大约在46亿年前形成，以后八亿年中各个行星形成。

　　太阳系的运动

　　太阳系是银河系的一部分。银河系是一个螺旋形星系，直径十万光年，包括两千多亿颗星。太阳是银河系较典型的恒星，离星系中心大约两万五千到两万八千光年。太阳系移动速度约每秒220公里，两亿两千六百万年在星系转一圈。

　　太阳系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圆轨道上运行，朝同一方向绕太阳公转。除金星以外，其他行星的自转方向和公转方向相同。

　　彗星的绕日公转方向大都相同，多数为椭圆形轨道，一般公转周期比较长。

　　对太阳系的探索与研究

　　人类出于对自身生存环境了解的渴望以及日益紧张的地球资源，从1959年开始不断的通过空间探测器等进行空间探测，研究太阳系。目前主要集中在月球和火星的探测以及小行星和彗星的探测。

　　据美国天文学家研究太阳系正逐渐脱离银河系，研究人员发现，星际空间的磁场正推动太阳系以与银河系其它部分成60至90度角运行。之所以出现这种情况，是因为离太阳系最近的部分星际磁场并不像它看上去在银河系其它部分那样，与银河系的旋转臂平行。



全面了解----太阳(Sun)

太阳是距离地球最近的恒星，它的大小和亮度属于中等，按半径和温度归类属于G1型矮星，有磁场和自转。它是太阳系中最大的天体，包了太阳系将近98%的质量，直径是地球的109倍，体积是地球的130万倍。它是唯一可以详细研究表面结构的恒星，是一个巨大的天体物理实验室。但太阳只是银河系内一千亿颗恒星中普通的一员，位于银河系的对称平面附近，距离银河系中心约33000光年，在银道面以北约26光年,它一方面绕着银心以每秒250公里的速度旋转，另一方面又相对于周围恒星以每秒19.7公里的速度朝着织女星附近方向运动。

　　可见的明亮表面称为光球，光球之上是5000公里厚的内层大气，称为色球层，在色球之上是极其稀薄的高温日冕，其范围可延伸到地球甚至更远的地方。太阳的活动来源于其核心部分。太阳的核心温度高达1500万摄氏度，压力超过地球的340亿倍。在这里发生着核聚变。聚变导致四个质子产生一个阿尔法粒子，并将能量释放至太阳的表面，通过对流过程散发出光和热。太阳上每秒钟有七亿吨的氢被转化成氦。在这过程中，约有五百万吨的净质量被释放。

　　太阳的年龄约为46亿年，它还可以继续燃烧约50亿年。在其存在的最后阶段，太阳中的氦将转变成重元素，太阳的体积也将开始不断膨胀，直至将地球吞没。在经过一亿年的红巨星阶段后，太阳将突然坍缩成一颗白矮星——所有恒星存在的最后阶段。再经历几万亿年，它将最终完全冷却。

　　距离 149，600，000千米

　　质量 1.9891E33克

　　平均角直径 31'59.3"

　　直径 1，392，000公里（地球的109.3倍）

　　体积 1.412E18(地球的1，306，000倍)

　　平均密度 1.41克/立方厘米

　　发光强度 2.84E27坎德拉

　　照度 1.27E5勒克斯

　　太阳常数 1.97卡/平方厘米*分

　　表面逃逸速度 618公里/秒

　　总辐射功率 3.88E33尔格/秒

　　赤道自转周期 26.9天（会合周）

　　极自转周期 31.1天

　　内部密度 每立方厘米150克

　　表面有效温度 5770K

　　内部温度 13，000，000K~25，000，000K

　　总辐射功率 3.83E26焦耳*秒

　　光谱型 G1

　　色指数 +0.45

　　目视星等 -26.86

　　绝对星等 +4.71

　　年龄 约50亿年

　　活动平均周期 11.04年

　　相对运动 向织女星方向19.4公里/秒；绕银心220公里/秒

　　光球层

　　光球是一层不透明的气体薄层，厚度约４００公里，它辐射出太阳能量的绝大部分。上面的斑点结构称为米粒组织，是太阳热气体云的顶部，大小约为３００～１４５０公里，形状为不规则多边形，持续时间约７～１０分钟，有垂直方向的振荡。光球的能量来自不同深度，形成不同温度的表面大气。

　　色球层

　　太阳能量经过这一区域自中心向外传递。这一层可见太阳耀斑。耀斑是太阳黑子形成前在色球层产生的灼热的氢云层。在光球层的某些区域，温度比周围稍低（通常是4000摄氏度），这便是黑子。

　　日冕

　　日冕是包围太阳的一层发光的高温稀薄气体，亮度很微弱，只有在日全食时和用日冕仪才能看到。这一区域有日饵。日冕最高可达200万K，因高温而不断发出带电微粒向外扩散，称为太阳风。当太阳黑子活动的极大年时，日冕的形状呈球型，而在极小年，两极的方向出现极羽。 日冕的最外面向太空伸展并辐射出从太阳产生的粒子。

　　太阳黑子

　　太阳黑子由暗黑的本影和在其周围的半影组成，形状变化很大，最小的黑子直径只有几百公里，没有半影，而最大的黑子直径比地球的直径还大几倍。太阳黑子是由于周围明亮光球背景的反衬才显的暗黑，实际上它们的温度达3800K，比融化的钨还亮热。黑子的重要特性是它们的磁场强度，黑子越大，磁场强度越高，大黑子的磁场强度可达4000高斯。太阳黑子活动呈周期出现，两次极大间的间隔平均为11.2年，叠加有一个为期80年的低幅度的周期。在黑子群周围常出现耀斑，发出的辐射和粒子同地球磁场和电离层相互作用会使地球上的短波无线电通讯中断并出现极光。

jiushiwo

你对天文学也有兴趣？

冰摩卡

沒什麽興趣,,,,,,,

dragonchina

看的晕头转向的 看不下去啊

暗香疏影

水星基本参数：

　　轨道半长径：　　　　　　　　　　　　5791万 千米 (0.38 天文单位)

　　公转周期：　　　　　　　　　　　　87.70 天

　　自转周期：　　　　　　　　　　　　　　58.65 日

　　平均轨道速度：　　　　　　　　　　　　47.89 千米/每秒

　　轨道偏心率：　　　　　　　　　　　　0.206

　　轨道倾角：　　　　　　　　　　　　7.0 度

　　行星赤道半径：　　　　　　　　　　　　2440 千米

　　质量(地球质量＝1)：　　　　　　　　0.0553

　　密度：　　　　　　　　　　　　　　　　5.43 克/立方厘米

　　卫星数：　　　　　　　　　　　　　　　　 无

　　公转轨道: 距太阳 57,910,000 千米 (0.38 天文单位)

　　赤道逃逸速度 4.25 km/sec 平均地表温度 179°C

　　最高地表温度 427°C 最低地表温度 -173°C

　　大气组成 氦 42% 钠 42% 氧 15% 其它 1%

　　早在公元前3000年的苏美尔时代，人们便发现了水星，古希腊人赋于它两个名字：当它初现于清晨时称为阿波罗，当它闪烁于夜空时称为赫耳墨斯。不过，古希腊天文学家们知道这两个名字实际上指的是同一颗星星，赫拉克赖脱（公元前5世纪之希腊哲学家）甚至认为水星与金星并非环绕地球，而是环绕着太阳在运行。

　　仅有水手10号探测器于1973年和1974年三次造访水星。它仅仅勘测了水星表面的45％（并且很不幸运，由于水星太靠近太阳，以致于哈博望远镜无法对它进行安全的摄像）。

　　水星的轨道偏离正圆程度很大，近日点距太阳仅四千六百万千米，远日点却有7千万千米，在轨道的近日点它以十分缓慢的速度按岁差围绕太阳向前运行（岁差：地轴进动引起春分点向西缓慢运行，速度每年0.2"，约25800年运行一周，使回归年比恒星年短的现象。分日岁差和行星岁差两种，后者是由行星引力产生的黄道面变动引起的。）在十九世纪，天文学家们对水星的轨道半径进行了非常仔细的观察，但无法运用牛顿力学对此作出适当的解释。存在于实际观察到的值与预告值之间的细微差异是一个次要（每千年相差七分之一度）但困扰了天文学家们数十年的问题。有人认为在靠近水星的轨道上存在着另一颗行星（有时被称作Vulcan，“祝融星”），由此来解释这种差异，结果最终的答案颇有戏剧性：爱因斯坦的广义相对论。在人们接受认可此理论的早期，水星运行的正确预告是一个十分重要的因素。（水星因太阳的引力场而绕其公转，而太阳引力场极其巨大，据广义相对论观点，质量产生引力场，引力场又可看成质量，所以巨引力场可看作质量，产生小引力场，使其公转轨道偏离。类似于电磁波的发散，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，传向远方。－－译注）

　　在1962年前，人们一直认为水星自转一周与公转一周的时间是相同的，从而使面对太阳的那一面恒定不变。这与月球总是以相同的半面朝向地球很相似。但在1965年，通过多普勒雷达的观察发现这种理论是错误的。现在我们已得知水星在公转二周的同时自转三周，水星是太阳系中目前唯一已知的公转周期与自转周期共动比率不是1:1的天体。

　　由于上述情况及水星轨道极度偏离正圆，将使得水星上的观察者看到非常奇特的景像，处于某些经度的观察者会看到当太阳升起后，随着它朝向天顶缓慢移动，将逐渐明显地增大尺寸。太阳将在天顶停顿下来，经过短暂的倒退过程，再次停顿，然后继续它通往地平线的旅程，同时明显地缩小。在此期间，星星们将以三倍快的速度划过苍空。在水星表面另一些地点的观察者将看到不同的但一样是异乎寻常的天体运动。

　　水星上的温差是整个太阳系中最大的，温度变化的范围为90开到700开。相比之下，金星的温度略高些，但更为稳定。

　　水星在许多方面与月球相似，它的表面有许多陨石坑而且十分古老；它也没有板块运动。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)。水星是太阳系中仅次于地球，密度第二大的天体。事实上地球的密度高部分源于万有引力的压缩；或非如此，水星的密度将大于地球，这表明水星的铁质核心比地球的相对要大些，很有可能构成了行星的大部分。因此，相对而言，水星仅有一圈薄薄的硅酸盐地幔和地壳。

　　巨大的铁质核心半径为1800到1900千米，是水星内部的支配者。而硅酸盐外壳仅有500到600千米厚，至少有一部分核心大概成熔融状。

　　事实上水星的大气很稀薄，由太阳风带来的被破坏的原子构成。水星温度如此之高，使得这些原子迅速地散逸至太空中，这样与地球和金星稳定的大气相比，水星的大气频繁地被补充更换。

　　水星的表面表现出巨大的急斜面，有些达到几百千米长，三千米高。有些横处于环形山的外环处，而另一些急斜面的面貌表明他们是受压缩而形成的。据估计，水星表面收缩了大约0.1％（或在星球半径上递减了大约1千米）。

　　水星上最大的地貌特征之一是Caloris盆地，直径约为1300千米，人们认为它与月球上最大的盆地Maria相似。如同月球的盆地，Caloris盆地很有可能形成于太阳系早期的大碰撞中，那次碰撞大概同时造成了星球另一面正对盆地处奇特的地形。

　　除了布满陨石坑的地形，水星也有相对平坦的平原，有些也许是古代火山运动的结果，但另一些大概是陨石所形成的喷出物沉积的结果。

　　水手号探测器的数据提供了一些近期水星上火山活动的初步迹象，但我们需要更多的资料来确认。

　　令人惊讶的是，水星北极点的雷达扫描（一处未被水手10号勘测的区域）显示出在一些陨石坑的被完好保护的隐蔽处存在冰的迹象。

暗香疏影

火星地面

　　火星是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的次序为第四颗，它的体积在太阳系中居第七位。由于火星上的岩石、砂土和天空是红色或粉红色的，因此这颗行星又常被称作“红色的星球”。它同地球的距离不断变化，因此它的亮度也不断变化：最暗时的视星等约为+1.5等；最亮时则达到-2.9等，比最亮的天狼星还亮得多。它在众恒星间的视位置也不断变化，时而顺行，时而逆行。火星比地球小，赤道半径为3,395公里，为地球的53%，体积为地球的15%，质量为地球的10.8%，表面重力加速度为地球的38%。这颗红色的星球异常寒冷和干燥。尽管如此，火星仍然是太阳系中与地球最相似的一颗行星。它的体积比地球小，大气也比地球稀薄。

　　火星的南半球是类似月球的布满陨石坑的古老高原，而北半球大多由年轻的平原组成。火星上高24公里的“奥林匹斯”山可称为是太阳系中最高的山脉。在距火星大约几万公里的地方，有两颗非常小的星体，它们是火星的卫星。即火卫一和火卫二。

　　中国古代称火星为“荧惑”，而在西方古罗马的神话中，把它形象地比喻为身披盔甲浑身是血的战神“玛尔斯”。玛尔斯在希腊神话中的名字叫阿瑞斯。

　　与地球相似，火星周围也笼罩着大气层。火星大气层的主要成分是二氧化碳，其次是氮、氩，此外还有少量的氧和水蒸气。火星大气层与地球大气层都有氮存在，这是火星与地球最大的相似之处。

　　火星大气的密度不到地球大气的百分之一,表面大气压500～700毫巴。火星大气温度垂直分布与地球不同:由表面至50公里高度

　　德国《明镜》周刊报道，正在火星轨道上转动的欧洲航天局“火星快车”的观测结果，证实了过去一些科研小组的结论：在火星大气层中德国《明镜》周刊报道，正在火星轨道上转动的欧洲航天局“火星快车”的观测结果，证实了过去一些科研小组的结论：在火星大气层中含有甲烷，这为火星上可能有以微生物形式存在的生命，提供了进一步的证据。

　　甲烷俗名叫沼气，即使在地球上，现在也有细菌之类的一些微生物，它们依靠从氢和二氧化碳中制造的甲烷维持生命，从而可以在没有氧气的环境下生存。科学家根据化学知识认为，如果火星上有甲烷存在，这些甲烷不能产生很久，最多也不过是在几百年前形成。因此，这里必然有一个能不断向火星大气提供甲烷的“源泉”。这个“源泉”有三种可能：一是外来的小行星或彗星等碰撞火星带来甲烷；二是火星火山爆发喷出的；三是火星上微生物制造出来的。从而证实火星有生命的观点，最后一种可能最受欢迎，因为这本身就是证实。此外，科学家根据现有观测完全排除第一种可能。对于第二种可能分析上有些麻烦。首先，目前火星上没有活火山，但是科学家说，这并不说明问题，因为根据“火星快车”对火星上的死火山的观测，它们有的甚至是在几百万年前才成为死火山，而以前的几十亿年一直活跃。而且，即使甲烷来自火山喷发，也无损于科学家猜测火星有生命，因为火山喷出的岩浆使表面下的水以液体形式存在，从而易于生命存在。

　　其实，此前美国夏威夷的红外天文望远镜，以及设在智利的“双子星座”天文观象台，都发现过火星大气中有甲烷的迹象，但是“火星快车”上装备了“行星傅立业频谱仪”，因此能根据所测量到的火星大气频谱中显示出来的为甲烷所独有的频谱段，而确定性地证实火星大气中存在甲烷。这一点上，现在正在火星表面探测的美国“勇气号”和“机遇号”两个火星车，却远远赶不上，因为它们主要担负地质勘探任务，没有相应的测量甲烷的仪器。

　　含有甲烷，这为火星上可能有以微生物形式存在的生命，提供了进一步的证据。

　　据国外媒体1月10日报道，美国宇航局想知道为何火星上曾有过水而今却成了寒冷沙漠？为弄清原因，美国想研究火星的大气情况，而二大被选中的火星探测器将竞相争取此2011年令人动心的火星发射任务。

　　从20多个建议中，美国宇航局这周决定与两大探测器建造小组签订200万美元的研究合同。如果他们按计划进行，在今年底宣布制成了能揭示火星上层大气随时间变化的太空船，他们将可以获得4.75亿美元的奖金。

　　目前，火星上有二个火星车和三个轨道器在探测研究。科学家认为火星数亿年前有厚厚的大气，但好多都逃溢到了太空中，如今只有稀薄的一层大气了，且现有的火星大气中95%是二氧化碳。

　　“有关火星大气随时间变迁丢失水和二氧化碳，科学家存有许多问题，” 此次建议的赢家之一、火星大气与不稳定性变化（MAVEN）的主要调查者、美国科罗拉多州大学的布鲁斯-嘉库斯凯说。

　　了解火星大气在发生什么对确定此行星现在或曾经是否适合生命生存发展很重要。研究火星大气的化学组成与动态变化也是MAVEN竞争的重点，这就是名为“伟大逃溢”的项目，是由美国西南研究院提出的。

　　“伟大逃溢”项目的目标是通过测量火星上层大气的构成与动态变化来确定火星大气随时间的变化情况。周二在阿灵顿举行的火星科学计划会议上，美国宇航局的火星探测计划的首席科学家迈克尔-梅叶表示，局里很高兴获得了二大如此好的建议，希望有足够的钱来完成它们。

　　此项目由低成本火星探测计划——“侦察（Scout）”提供资金。美国宇航局的首个“火星侦察” 任务是建造凤凰号火星车，并计划在今年8月发射。除此火星车研究合同之外，美国宇航局还奖励位于圣路易斯的华盛顿大学的研究人员80万美元，因为他们参与研制了名为ExoMars的欧洲火星科学任务。此任务计划于2013年发射，将用来搜寻火星上今生前世的火星生命。

　　美国宇航局还奖励加州大学150万美元，因为他们提供了二个技术建议，此技术可以为ExoMars和其它未来火星探测器开发新的仪器。此仪器将能探测和分析火星上的有机物质。

　　近日点日距 2.065亿公里

　　远日点日距 2.491亿公里

　　轨道扁率 0.09

　　公转周期 686.98天

　　赤道半径 3398公里

　　扁率 0.0059

　　质量 6.418E26克

　　密度 3.94克/立方厘米

　　逃逸速度 5.0公里

　　自转周期 1.026天

　　黄赤交角 23.98

　　反照率 0.15

　　最大亮度 -2.8

暗香疏影

太阳系八大行星之一，国际名称为“该娅”(盖娅（Gaea），希腊神话中的大地之神，所有神灵中德高望重的显赫之神。是希腊神话中最早出现的神，在开天辟地时，由卡厄斯(Chaos)所生。她是宙斯的祖母，盖娅生了天空，天神乌拉诺斯（Ouranos or Uranus），并与他结合生了六男六女，十二个泰坦巨神及三个独眼巨人和三个百臂巨神，是世界的开始，而所有天神都是她的子孙后代。至今，西方人仍然常以“盖娅”代称地球。 )，按离太阳由近及远的次序数是第三颗。它有一颗天然的卫星---月球，二者组成一个天体系统---地月系统。在中国神话中是被盘古开辟，盘古死后他的身体便变成组成地球的山.水等。

　　地球自西向东自转，同时又围绕太阳公转。地球自转与公转运动的结合使其产生了地球上的昼夜交替和四季变化(地球自转和公转的速度是不均匀的)。同时，由于受到太阳、月球、和附近行星的引力作用以及地球大气、海洋和地球内部物质的等各种因素的影响，地球自转轴在空间和地球本体内的方向都要产生变化。地球自转产生的惯性离心力使得球形的地球由两极向赤道逐渐膨胀，成为目前的两极稍扁,赤道略鼓的旋转椭球体，极半径比赤道半径短约21千米。

　　阿波罗飞船在月球上看到地球是由一系列的同心层组成。地球内部有核（地核）、幔（地幔）、壳（地壳）结构。地球外部有水圈和大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的美丽外套。

　　地球作为一个行星，远在56亿年以前产生于原始太阳星云。

　　地球的基本参数

　　扁率因子：　　　 298.257

　　平均密度：　　　 5.52克/厘米3

　　赤道半径：　　　 ae = 6378136.49 米

　　极半径：　　　　ap = 6356755.00 米

　　平均半径：　　　　　a = 6371001.00 米

　　赤道重力加速度：　　　 ge = 9.780327 米/秒2

　　平均自转角速度：　　　 ωe = 7.292115 × 10-5 弧度/秒

　　扁率：　　　　　 f = 0.003352819

　　质量：　　　　　　M⊕ = 5.9742 ×10^24 公斤

　　地心引力常数：　　　　GE = 3.986004418 ×10^14 米3/秒2

　　平均密度：　　　　　ρe = 5.515 克/厘米3

　　太阳与地球质量比：　　　S/E = 332946.0

　　太阳与地月系质量比：　　 S/(M+E) = 328900.5

　　公转时间：　　　　 T = 365.2422 天

　　离太阳平均距离：　　　 A = 1.49597870 × 1011 米

　　公转速度：　　　　　v = 11.19 公里/秒

　　表面温度：　　　　　t = - 30 ～ +45

　　表面大气压：　　　　 p = 1013.250毫巴

　　表面重力加速度(赤道)：　　　 978.0厘米/秒2

　　表面重力加速度(极地)：　　　 983.2厘米/秒2

　　自转周期：　　　 23小时56分4.0096秒(平太阳时)

　　公转轨道半长径：　　　 149597870千米

　　公转轨道偏心率：　　　 0.0167

　　公转周期：　　　 1恒星年

　　黄赤交角：　　　 23度26分

　　地球海洋面积：　　　 361745300平方公里

　　地壳厚度：　　　 80.465公里

　　地幔深度：　　　 2808.229公里

　　地核半径：　　　 3482.525公里

　　表面积 ：　　　 510067866平方公里

　　人们对于地球的结构直到最近才有了比较清楚的认识。整个地球不是一个均质体，而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。在天文学中，研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化，探讨其它行星的结构，以至于整个太阳系起源和演化问题，都具有十分重要的意义。

　　地球各圈层结构

　　地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为四个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150公里处。这样，整个地球总共包括八个圈层，其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈，目前主要用地球物理的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。

　　大气圈

　　大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000 ～ 16000 公里高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成份为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1021克，相当于地球总质量的百万分之0.86。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100公里的高度范围内，其中75％的大气又集中在地面至10公里高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。

　　水圈

　　水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万公里的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗"蓝色的行星"。地球水圈总质量为1.66×1024克，约为地球总质量的3600分之一，其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2600米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。

　　生物圈

　　由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110多万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物约有5－10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。

　　岩石圈

　　对于地球岩石圈，除表面形态外，是无法直接观测到的。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿过地震波在近33公里处所显示的第一个不连续面（莫霍面），一直延伸到软流圈为止。岩石圈厚度不均一，平均厚度约为100公里。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系，因此，岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。由于洋底占据了地球表面总面积的2/3之多，而大洋盆地约占海底总面积的45％，其平均水深为4000～5000米，大量发育的海底火山就是分布在大洋盆地中，其周围延伸着广阔的海底丘陵。因此，整个固体地球的主要表面形态可认为是由大洋盆地与大陆台地组成，对它们的研究，构成了与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的"全球构造学"理论。

　　软流圈

　　在距地球表面以下约100公里的上地幔中，有一个明显的地震波的低速层，这是由古登堡在1926年最早提出的，称之为软流圈，它位于上地幔的上部即B层。在洋底下面，它位于约60公里深度以下；在大陆地区，它位于约120公里深度以下，平均深度约位于60～250公里处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。也就是由于这个软流圈的存在，将地球外圈与地球内圈区别开来了。

　　地幔圈

　　地震波除了在地面以下约33公里处有一个显著的不连续面（称为莫霍面）之外，在软流圈之下，直至地球内部约2900公里深度的界面处，属于地幔圈。由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播。P波曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的，所以也称为古登堡面，它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔（33～410公里深度的B层，410～1000公里深度的C层，也称过渡带层）、下地幔的D′层（1000～2700公里深度）和下地幔的D″层（2700～2900公里深度）组成。地球物理的研究表明，D″层存在强烈的横向不均匀性，其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层。

　　外核液体圈

　　地幔圈之下就是所谓的外核液体圈，它位于地面以下约2900公里至5120公里深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学粘度很小的液体构成的，其中2900至4980公里深度称为E层，完全由液体构成。4980公里至5120公里深度层称为F层，它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很簿的过渡层。

　　固体内核圈

　　地球八个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了，它位于5120至6371公里地心处，又称为G层。根据对地震波速的探测与研究，证明G层为固体结构。地球内层不是均质的，平均地球密度为5.515克/厘米3，而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克/厘米3。由此，地球内部的密度必定要大得多，并随深度的增加，密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度而上升。根据最近的估计，在100公里深度处温度为1300°C，300公里处为2000°C，在地幔圈与外核液态圈边界处，约为4000°C，地心处温度为 5500 ～ 6000°C。

　　形状和大小

　　中国古代对天地的认识有所谓浑天说。东汉张衡在《浑天仪图注》里写道：“天体圆如弹丸，地如鸡中黄……天之包地犹壳之裹黄。”地球是圆的这个概念在远古就已模糊地存在了 。723 年唐玄宗派一行和南宫说等人 ，在今河南省选定同一条子午线上的 13 个地点 ，测量夏至的日影长度和北极的高度 ，得到子午线一度之长为351里80步 ( 唐代的度和长度单位 )。折合现代的尺度就是纬度 一度长132.3千米，相当于地球半径为7600千米 ，比现代的数值约大20％。这是地球尺度最早的估计( 埃及人的测量更早 一些，但观测点不在同 一 子午线上 ，而且长度单位核算标 准不详，精度无从估计）。

　　精确的地形测量只是到了牛顿发现万有引力定律之后才有可能，而地球形状的概念也逐渐明确。地球并非是很规则的正球体。它的表面可以用一个扁率不大的旋转椭球面来极好地逼近。扁率e为椭球长短轴之差与长轴之比 ，是表示地球形状的一个重要参量。经过多年的几何测量、天文测量以至人造地球卫星测量，它的数值已经达到很高的精度。这个椭球面不是真正的地球表面，而是对地面的一个更好的科学概括，用来作为全球各地大地测量的共同标准，所以也叫做参考椭球面 。按照 这个参考椭球面 ，子午圈上一平均度是111.1千米 ，赤道上一平均度是111.3千米 。在参考椭球面上重力势能是相等的，所以在它上面各点的重力加速度是可以计算的，公式如下：

　　g0＝9.780318（1＋0.0053024sin2j－0.0000059sin2j）米／秒2， 式中g0是海拔为零时的重力加速度，j是地理纬度 。知道了地球形状、重力加速度和万有引力常数G＝6.670×10-11牛顿·米2／千克2，可以计算出地球的质量M为 5.976×1027克。

　　自转

　　由于地球转动的相对稳定性 ，人类生活历来都利用它作为计时的标准，简单地说，地球绕太阳公转一周的时间叫做一年，地球自转一周的时间叫做一日。然而由于地球外部和内部的原因，地球的转动其实是很复杂的。地球自转的复杂性表现在自转轴方向的变化和自转速率即日长的变化。

　　自转轴方向的变化中，最主要的是自转轴在空间绕黄道轴缓慢旋进，造成春分点每年向西移动50.256″的岁差。这是日、月对地球赤道突出部分吸引的结果。其次是地球自转轴相对于地球本身的位置变化，造成了地面各点的纬度变化。这种变化主要有两种成分 ：一种以一年为周期 ，振幅约为0.09″，是大气和海水等季节性变化所引起的，是一种强迫振动；另一种成分以14个月为周期，振幅约为0.15″，是地球内部变化所引起的，叫做张德勒摆动，是一种自由振动 。此外还有一些较小的自由振动。

　　转速的变化造成日长的变化。主要有3类 ：长期变化是减速的，使日长每百年增加1 ～ 2毫秒 ，是潮汐摩擦的结果；季节性变化最大可使日长变化0.6毫秒 ，是气象因素引起的；

　　不规则的短期变化，最大可使日长变化4毫秒 ，是地球内部变化的结果。

　　表面形态和地壳运动

　　地球的表面形态是极复杂的，有绵亘的高山，有广袤的海盆，还有各种尺度的构造。

　　地表的各种形态主要不是外力造成的，它们来源于地壳的构造运动。地壳运动的起因至少有以下几种设想：①地球的收缩或膨胀。许多地学家认为地球一直在冷却收缩，因而造成巨大的地层褶皱和断裂。然而观测表明，地面流出去的热量和地球内部因放射性物质的衰变而生出的热量是同量级的。也有人提出地球在膨胀的论据。这个问题现在尚无定论。②地壳均衡。在地壳以下的某一定深度，单位面积上的载荷有一种倾向于均等的趋势。地面上的巨大高差为地下深部横向物质流动所调节。③板块大地构造假说——地球最上层约八、九十千米厚的岩石层是由几块巨大的板块组成的。这些板块相互作用和相对运动就产生地面上一切大地构造现象 。板块运动的动力来自何处，现在还不清楚，但不少人认为地球内部物质的对流起了决定性的作用。

　　电磁性质

　　地磁场并不指向正南。11世纪中国的《梦溪笔谈》就有记载。地磁偏角随地而异。真正地磁场的形态是很复杂的。它有显著的时间变化，最大的变化幅度可达到总地磁场的千分之几或更高。变化可分为长期的和短期的。长期变化来源于地球内部的物质运动；短期变化来源于电离层的潮汐运动和太阳活动的变化。在地磁场中，用统计平均或其他方法将短期变化消去后就得到所谓基本地磁场。用球谐分析的方法可以证明基本地磁场有99％以上来源于地下，而相当于一阶球谐函数部分约占80％，这部分相当于一个偶极场，它的北极坐标是北纬78.5°，西经69.0°。短期变化分为平静变化和干扰变化两大类。平静变化是经常出现的，比较有规律并有一定的周期，变化的磁场强度可达几十纳特 ；干扰变化有时是全球性的 ，最大幅度可达几千纳特 ，叫做磁暴。

　　基本磁场也不是完全固定的，磁场强度的图像每年向西漂移0.2°～0.3°，叫做西向漂移。这就指出地磁场的产生可能是地球内部物质流动的结果。现在普遍认为地球核主要是铁镍组成的（还包含少量的轻元素）导电流体，导体在磁场中运动便产生电流。这种电磁流体的耦合产生一种自激发电机的作用，因而产生了地磁场。这是当前比较最为人接受的地磁场成因的假说。

　　当岩浆在地磁场中降温而凝固成岩石时，便受到地磁场磁化而保留少许的永久磁性，称为热剩磁。大多数岩浆岩都带有磁性，其方向和成岩时的地磁场方向一致。由相同时代的不同岩石标本可以确定成岩时地球磁极的位置。但由不同地质时代的岩石标本所确定的地磁极位置却是不同的。这就给大陆漂移的假说提供了一个有力的证据。人们还发现，在某些地质时代成岩的岩石，磁化方向恰好和现代的地磁场方向相反。这是由于地球在形成之后，地磁场曾多次自己反向的结果。按照自激发电机地磁场成因假说，这种反向是可以理解的。地磁场的短期变化可以感应地下电流，而地下电流又引起地面的感应磁场。地下电流同地下物质的电导率有关，因而可由此估计地球内部的电导率分布。然而计算是复杂的，而且解答不单一。现在所能取得的一致意见是电导率随深度而增加，在60～100千米深度附近增加很快 。在400～700千米的深处，电导率又有明显的变化，此处相当于地幔中的过渡层（又叫C层）。

　　温度和能源

　　地面从太阳接受的辐射能量每年约有10焦耳，但绝大部分又向空间辐射回去，只有极小一部分穿入地下很浅的地方。浅层的地下温度梯度约为每增加30米，温度升高1℃ ，但各地的差别很大 。由温度梯度和岩石的热导率可以计算热流 。由地面向外流 出的热量 ，全球平均值约为6.27 微焦耳／厘米秒 ，由地面流出的总热能约为10.032×1020焦耳／年。

　　地球内部的一部分能源来自岩石所含的放射性元素铀 、钍、钾。它们在岩石中的含量近年来总在不断地修正，有人估计地球现在每年由长寿命的放射性元素所释放的能量约为9.614×1020焦耳 ，与地面热流很相近 ，不过这种估计是极其粗略的，含有许多未知因素。另一种能源是地球形成时的引力势能，假定地球是由太阳系中的弥漫物质积聚而成的 。这部分能量估计有25×1032焦耳 ，但在积聚过程中有一大部分能量消失在地球以外的空间 ，有一小部分 ，约为1×1032焦耳，由于地球的绝热压缩而积蓄为地球物质的弹性能。假设地球形成时最初是相当均匀的，以后才演变成为现在的层状结构，这样就会释放出一部分引力势能，估计约为2×1030焦耳。这将导致地球的加温。地球是越转越慢的。地球自形成以来，旋转能的消失估计大约有1.5×1031焦耳，还有火山喷发和地震释放的能量，但其数量级都要小得多。

　　地面附近的温度梯度不能外推到几十千米深度以下。地下深处的传热机制是极其复杂的，由热传导的理论去估计地球内部的温度分布，常得不到可信的结果。但根据其他地球物理现象的考虑，地球内部某些特定深度的温度是可以估计的。结果如下：①在100千米的深度 ，温度接近该处岩石的熔点，约为1100～1200℃；②在400千米和650千米的深度，岩石发生相变 ，温度各约在1500℃和1900℃ ；③ 在核幔边界，温度在铁的熔点之上，但在地幔物质的熔点之下，约为3700℃；④在外核与内核边界 ，深度为5100千米 ，温度约为4300℃，地球中心的温度，估计与此相差不多。

　　内部结构

　　地球的分层结构基本上是按地震波（ P和S ）的传播速度划分的。地球上层有显著的横向不均匀性：大陆地壳和海洋地壳的厚度大不相同，海水只覆盖着2／3的地面。

　　地震时，震源辐射出两种地震波，纵波P和横波S。它们各以不同的速度向四围传播?经过不同的时间到达地面上不同的地点。若在地面上记录到P和S的传播时间随震中距离的变化，就可以推算地下不同深度地震波的传播速度υp和υs。

　　地球内部的分层就是由地震波速度分布定义的，在海水之下，地球最上层叫做地壳，厚约几十千米。地壳以下直对地核，这部分统称为地幔。地幔内部又有许多层次。地壳与

　　地幔的边界是一个明显的间断面 ，称为M界面或莫霍界面 。界面以下约到会80千米的深度，速度变化不大，这部分叫做盖层。再往下，速度变化不大，这部分叫做盖层。再往下 ，速度明显降低 ，直到约220千米深度才又回升 。这部分叫低速带。以下直到2891千米深度叫做下地幔。核幔边界是一个极明显的间断面。进入地核 ，S波消失 ，所以地球外核是液体。到了5149.5千米的深度 ，S波又出现，便进入了地球内核。

　　由地球的速度和密度的分布可以计算出地球内部的两个弹性常数、压力和重力加速度的分布。在地幔中，重力加速度g的变化很小 ，只是过了核幔边界才向地心递减至零 。在核幔边界处的压力为1.36兆巴，在地心处为3.64兆巴。

　　内部物质组成

　　地震波的速度和密度分布对于地球内部的物质组成是一个限制条件 。地球核有约 90%是由铁镍合金组成的，但还含有约法三章10%的较轻物质；可能是硫或氧。关于地幔的矿物组成，现在还存在分歧意见。地壳中的岩石矿物是由地幔物质分异而成的。火山活动和地幔物质的喷发表明地幔的主要矿物是橄榄岩。地震波速度的数据表明在内400、500、和谐500千米的深度，波速的梯度很大 。这可解释为矿物相变的结果。在内400千米的深处 ，橄榄石相变为尖晶石的结构，而辉石则熔入石榴石 。在家500千米的深度，辉石也分解为尖晶石和超石英的结构 。在先650千米深度下，这些矿物都为钙钛矿和氧化物结构 。在下地幔最下的200千米中，物质密度有显著增加。这个区域有无铁元素的富集还是一个有争论的问题。还有,越外天气越冷,里面是岩浆,在100摄氏度左右

　　起源和演化

　　地球的起源和演化问题实际上也就是太阳系的起源和演化问题。早期的假说主要分两大派：以康德和拉普拉斯为代表的渐变派和以G.L.L.布丰为代表的灾变派 。渐变派认为太阳系是由高温的旋转气体逐渐冷却而成的；灾变派主张太阳系是由此及彼2个或3个恒星发生碰撞或近距离吸引而产生的。早期的假说主要企图解释一些天文事实，如行星轨道的规律性，内行星和外行星的区别。太阳系中角动量的分布等。在全面解释上述观测事实时，两派都遇到不可克服的因难。

　　从20世纪40年代中期起，人们逐渐倾向于太阳系起源于低温的固体尘埃的观点。较早的倡议者有魏茨泽克、施米特和尤里。他们认为行星不是由高温气体凝固而成，而是由温度不高的固体尘物质积聚而成的。

　　地球形成时基本上是各种石质物体和尘、气的混合物积聚而成的。初始地球的平均温度估计不超过去时1000℃。由于长寿命放射性无素的衰变和引力势能的释放，地球的温度逐渐升高。当温度超过铁的熔点时，原始地球中的铁元素就化成液态，由于密度大就流向地球的中心部分，从而形成了地核。地球内部温度继续升高，使地幔局部熔化，引起了化学分异，促进了地壳形成。

　　海洋和大气都不是地球形成时就有的，而是次生的。因为原始地球不可能保持大气和水 。海洋是地球内部增温和分异的结果。原始大气是从地球内部放出的，是还原性的。直到绿色植物出现后，大气中才逐渐积累了自由氧，在漫长的地质年代中逐渐形成现在的大气（见地球起源）。

　　地球的年龄

　　如果定义为原始地球形成后到现在的时间，则由岩石和矿物所含的放射性同位素可以测定。但是这样做时，仍免不了对地球的初始状态做一些假定，根据岩石矿物中和陨石中铅同位素的精密分析，现在一般都接受的地球年龄约为46亿年。

暗香疏影

全面了解----月球


【概况】

　　月球俗称月亮，也称太阴。月球的年龄大约也是46亿年，它与地球形影相随，关系密切。月球也有壳、幔、核等分层结构。最外层的月壳平均厚度约为60-65公里。月壳下面到1000公里深度是月幔，它占了月球的大部分体积。月幔下面是月核，月核的温度约为1000度，很可能是熔融状态的。月球直径约3476公里，是地球的3/11。体积只有地球的1/49，质量约7350亿亿吨，相当于地球质量的1/81，月面的重力差不多相当于地球重力的1/6。

　　月球上面有阴暗的部分和明亮的区域。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海 ”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山。位于南极附近的贝利环形山直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿环形山，深达8788米。除了环形山，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。

　　月球的正面永远向着地球。另一方面，除了在月面边沿附近的区域因天秤动而间中可见以外，月球的背面绝大部分不能从地球看见。在没有探测器的年代，月球的背面一直是个未知的世界。

　　月球背面的一大特色是它几乎没有月海这种较暗的月面特征。而当探测器运行至月球背面时，它将无法与地球直接通讯。

　　月球约一个农历月绕地球运行一周，而每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。

　　相对于背景星空，月球围绕地球运行(月球公转)一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。

　　因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，我们只能看见月球永远用同一面向著地球。自月球形成早期，月球便一直受到一个力矩/url]的影响引致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。

　　月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近日点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远日点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道，因此月球在星空中移动时，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动。再者，由于月球距离地球只有60地球半径之遥，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移，可多见月面经度1度的地区。这种现象称为天秤动。

　　严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的2/3处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球北极上空观看，地球和月球均以迎时针方向自转；而且月球也是以迎时针绕地运行；甚至地球也是以迎时针绕日公转的。

　　很多人不明白为甚么月球轨道倾角和月球自转轴倾角的数值会有这么大的变化。其实，轨道倾角是相对于中心天体（即地球）而言的，而自转轴倾角则相对于卫星（即月球）本身的轨道面。在这个定义习惯很适合一般情况（例如人造卫星的轨道）而且是数值相当固定的，但月球却非如此。

　　月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持著5.145 396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完美球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+ 5.15°） 至18.30°（即23.45°- 5.15°）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15° + 1.54°）及3.60°（即5.15° - 1.54°）。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现±0.002 56°的摆动，称为章动。

　　白道面与黄道面的两个交点称为月交点－－其中升交点（北点）指月球通过该点往黄道面以北；降交点（南点）则指月球通过该点往黄道以南。当新月刚好在月交点上时，便会发生日食；而当满月刚好在月交点上时，便会发生月食。



　　【轨道资料】

　　平均轨道半径 384,400千米

　　轨道偏心率 0.0549

　　近地点距离 363,300千米

　　远地点距离 405,500千米

　　平均公转周期 27天7小时43分11.559秒

　　平均公转速度 1.023千米/秒

　　轨道倾角 在28.58°与18.28°之间变化

　　(与黄道面的交角为5.145°)

　　升交点赤经 125.08°

　　近地点辐角 318.15°

　　默冬章 (repeat phase/day) 19 年　

　　平均月地距离 ~384 400 千米　

　　交点退行周期 18.61 年　

　　近地点运动周期 8.85 年　

　　食年 346.6 天　

　　沙罗周期 (repeat eclipses) 18 年 10/11 天　

　　轨道与黄道的平均倾角 5°9'　

　　月球赤道与黄道的平均倾角 1°32'

　　物理特征

　　赤道直径 3,476.2 千米

　　两极直径 3,472.0 千米

　　扁率 0.0012

　　表面面积 3.976×107平方千米

　　扁率 0.0012

　　体积 2.199×1010 立方千米

　　质量 7.349×1022 千克

　　平均密度 水的3.350倍

　　赤道重力加速度 1.62 m/s2

　　地球的1/6

　　逃逸速度 2.38千米/秒

　　自转周期 27天7小时43分11.559秒

　　（同步自转）

　　自转速度 16.655 米/秒（于赤道）

　　自转轴倾角 在3.60°与6.69°之间变化

　　(与黄道的交角为1.5424°)

　　反照率 0.12

　　满月时视星等 -12.74

　　表面温度(t) -233~123℃ （平均-23℃）

　　大气压 1.3×10-10 千帕

　　【月球周期】

　　名称　　　　 Value (d)　　定义

　　恒星月 27.321 661 相对于背景恒星

　　朔望月 29.530 588 相对于太阳（月相）

　　分点月 27.321 582 相对于春分点

　　近点月 27.554 550 相对于近地点

　　交点月 27.212 220 相对于升交点　


　　【人类探月史】

　　第一件到达月球的人造物体是前苏联的无人登陆器月球2号，它于1959年9月14日撞向月面。月球3号在同年10月7日拍摄了月球背面的照片。月球9号则是第一艘在月球软著陆的登陆器，它于1966年2月3日传回由月面上拍摄的照片。另外，月球10号于1966年3月31日成功入轨，成为月球第一颗人造卫星。

　　在冷战期间，美利坚合众国和前苏联一直希望在太空科技领先对方。这场太空竞赛在1969年7月20日第一名人类登陆月球时进入高潮。美利坚合众国阿波罗11号的指令长尼尔·阿姆斯特朗是踏足月球的第一人，而尤金·塞尔南则是最后一个站立在月球上的人，他是1972年12月阿波罗17号任务的成员。

　　阿波罗11号的太空人留下了一块9英吋乘7英吋的不锈钢牌匾在月球表面，以纪念这次登陆及为有可能发现它的其他生物提供一些资料。

　　6次的太阳神任务及3次无人月球号任务（月球16、20、24号）把月球上的岩石及土壤样本带回地球。

　　在2004年2月，美利坚合众国总统乔治·沃克·布什提出于2020年前派人重新登月。欧洲航天局及中华人民共和国亦有计划发射探测器前往月球。欧洲的Smart 1探测器于2003年9月27日升空，并于2004年11月15日进入绕月轨道。它将会勘察月球环境及制作月面X射线地图。

　　中华人民共和国亦积极开展探月计划，并寻求开采月球资源的可行性，尤其是氦同位素氦-3这种有望成为未来地球能源的元素。有关中华人民共和国探月计划，见嫦娥工程条目。

　　日本及印度亦不甘后人。日本已初步订出未来探月的任务。日本的宇宙航空研究开发机构甚至已著手计划的有人的月球基地。印度则会先发射无人绕月探测器Chandrayan。


　　月球从地球偷能量

　　地球上的潮汐现象多数是由月亮引起的（太阳的作用稍小一点），潮汐的秘密是这样的：由于月亮绕着地球旋转，地球上的海洋受到月球的引力牵引作用，面对月亮的那一面就出现高潮，这恐怕人人都知道。而与此同时，地球上远离月球的另一面也出现另一个高潮，这是因为月球对地球本身的引力牵引作用大于对其水体的作用，从而使另一面的海水向外“鼓”而造成的。

　　在满月和新月时，太阳、月亮和地球都在一条线上，这时形成的潮异乎寻常的大，我们称之为朔望大潮。而当月亮在最初的和最后的四分之一月牙时，较小的小潮就形成了。月球以29.5天的周期环绕地球的轨道并不是一个规则的圆形，当月亮到达离地球最近处（我们称之为近地点）时，朔望大潮就比平时还要更大，这时的大潮被称为近地点朔望大潮。

　　所有这些牵引现象还产生了另外一个有趣的作用：通过牵引，地球的自转能量被月球一点点地“偷”走了，因此每一百年我们的星球 自转周期就要减慢1.5毫秒。

　　月亮每年逃离3.8厘米

　　当你读着这篇文章时，月亮正在悄悄地从地球身边溜走。每一年，月球都从地球上吸取一点自转能量，并利用这能量来使自己在轨道上向外偏离3.8厘米。天文学家告诉我们，当月亮形成的时候，它与地球的距离仅仅是22530公里，而现在的距离已经拉大到了450000公里，而且随着时间的推移，月亮会走得越来越远。

　　另外的月亮叫“克鲁特尼”

　　月亮是地球唯一的天然卫星，对吗？或许不是这样的。1999年，科学家们发现了处在地球引力控制范围内的另外一颗小行星，其宽度为5英里，它成了地球的另一颗卫星。

　　这颗小行星被称为克鲁特尼，它沿着一条马蹄形的轨道行进，绕地球一周大约要花770年的时间。科学家们认为，它像这样在地球的上方悬吊的状态还能够保持至少5000年。



　　环形山

　　月亮上坑坑洼洼的表面是在距今38到 41亿年前受到宇宙中岩石的强烈撞击而形成的。

　　这一通强烈的岩石冲击远远胜过拳击沙袋所承受的频频打击，留给月亮的是遍体的坑洞，我们称之为环形山。但是这些环形山并没有受到多大的侵蚀，这主要有两个原因：其一，月亮的地质活动不太活跃，因此这里无法像地球上那样由地震、火山爆发和造山运动而形成千变万化的地形地貌；其二，由于月球几乎没有大气层，也就没有风和雨，因此表面侵蚀作用就很少发生。


　　地球400棵树来自月球

　　在地球上，有超过400棵树是从月亮上来的。更准确地说，它们来自月球轨道。其实事情是这样的：1971年，阿波罗14号的宇航员斯图尔特 鲁萨在出发时随身带上了一包种子，当他的同伴阿兰 谢帕德和埃德加 米切尔忙着在月亮表面漫步行走时，鲁萨却小心看护着他的种子。

　　后来，这些种子在地球上发了芽，它们被种在美国国内许多不同的地点，并被人们称为月亮树。它们中大多数都长得很好。

　　为何总是同一张“月脸”

　　也许最有趣的，是月亮总以相同的一面对着地球。既然地球和月亮都在自转并且沿各自的轨道行进，这又怎么可能呢？

　　很久以前，地球的引力作用使月亮的自转逐渐减慢。当月亮的自转周期慢到和它的轨道周期（也就是它绕地球一周的时间）相吻合时，这种引力作用达到了平衡，月亮从此就以一面朝着地球了。太阳系其他行星周围的月亮也有着相似的特点。

　　月相又是怎样形成的呢？原来，当月亮绕地球旋转时，它部分的时间处于我们和太阳之间，它被太阳照亮的那一半远离我们，这时我们称之为新月。由此说来，根本就没有什么月亮的暗面一说，只是我们看不到它而已。

　　当月亮转到轨道的另外一侧时，从地球上看去，它所反射的一小条太阳光从地球上看去就成了弯弯的月牙。而当月亮来到正对太阳之处时，它在我们眼里就完全被照亮了，这就是满月。


　　月亮的形成之谜

　　目前，关于月亮形成的最重要的学说认为，月亮是在大约45亿年前，由于一颗大小近似火星的星体强烈碰撞并划过地球形成的。当时的碰撞形成的大量熔化的岩石碎片和尘埃被甩到地球周围轨道之内，经过一段时间的相互碰撞和聚集而形成了今天的月亮。

　　对这种学说的有力支持，来自阿波罗登月计划的发现。宇航员们从月球上采集的土壤标本表明，月亮上的矿物质和地球上的是相似的，这使得科学家们确信，地球和月亮有着共同的起源。

　　有些学者对碰撞学说持不同的看法，他们认为月亮和地球是在同一时期，由同一团岩石和尘埃分别独立形成的。但是我们已经从“月球勘探者”的发现知道，月球的核心只占其质量的2%到4%，远远小于地球核心所占的30%，如果它们来自同一起源，至少两者核心所占的比例应当相近。所以这种说法并不太成立。

　　更合理的解释是，由于45亿年前的那次碰撞发生在地球外层，地球的铁核并没有被触及，而外层含铁较少、密度较小的岩石部分脱离出去形成了月亮。这样，月亮所形成的核心所占质量当然比不上地球的核心了。


　　月球背面

　　月球背面，高地和环形山多，地势地伏悬殊，月海比正面少得多，只有莫斯科海，智海和东海，而东海的一部分还留在月球正面的边缘上。月球背面有许多巨大的，很具特征的同心圆结构，最典型的是东海，直径约900千米。它们是怎样形成的，形成的年代在什么时候，具有哪些地质特性等等，目前仍无定论。月球的平均半径是1738千米。最长半径多出4000米，最短半径短了5000米。令人惊讶的是，月球最长和最短半径都在背面，最短半径在南纬30度附近的范德格拉夫洼地，那里的磁场等与周围地区有所不同。背面的月壳一般都比正面厚，正面月壳厚约60千米，而背面最厚处达150千米。正面发现了不少质量瘤，它显示月面的重力分布有明显异常的地方。据认为在这部分月面下不太深处存在着一定量的高密度物质。迄今为止月球背面还没有发现质量瘤。月球的背面与正面为什么有那么多区别，至今还没有今人信服的解释。

　　这是月球的背面，在地球上看不到。它是由宇宙探测飞船拍摄的，这幅图景令人很难相信它就是亘古以来，一代又一代的中国人所想象的“月宫”


　　月球背面

　　月背上完整的“海”只有两个，占月背总面积的10％还不到，叫莫斯科海和理想海。莫斯科海长约180英里，宽约130英里。

　　月背90％左右的地方是山地，环形山很多，存在很多巨大的同心圆结构。比起正面来，月背的地形异常凹凸不平，起伏更加悬殊。月背的颜色比正面稍红，稍深些，大概由于两个半球上山区和“海”的面积相差较多的缘故。

　　月背严格来说没有明显的山脉，不过莫斯科海四周海岸、一些环形山环壁和线状地形勉强也可以说成山脉。

　　月球上的最短半径位于月背的“范的格拉夫洼地”，它比月球平均半径短了3.1英里。范的格拉夫洼地位于月背南半球，平均直径约130英里，平均深度2.6英里。令人感兴趣的是据探测这里的磁场比周围地区强出5倍。

暗香疏影

全面了解----金星(Venus)  


　　金星是距太阳的第二颗行星。是天空中最亮的星，亮度最大时为-4.4等，比著名的天狼星还亮14倍。金星是地内星系，故有时为晨星，有时为昏星。至今尚未发现金星有卫星。由于金星和地球在大小、质量、密度和重量上非常相似，而且金星和地球几乎都由同一星云同时形成，占星家们将它们当作姐妹行星。然而不久前科学家们发现，事实上金星与地球非常不同。金星上没有海洋，它被厚厚的主要成份为二氧化碳的大气所包围，一点水也没有。它的云层是由硫酸微滴组成的。在地表，它的大气压相当于在地球海平面上的92倍。

　　由于金星可能分别在早晨和黄昏出现在天空，中国古代称它为太白或太白金星，中国史书上则称晨星为“启明”，昏星为“长庚”。古代的占星家们一直认为存在着两颗这样的行星，于是分别将它们称为“晨星”和“昏星”。英语中，金星——“维纳斯”(Venus)是古罗马的爱情与美丽之神。它一直被卷曲的云层笼罩在神秘的面纱中。

　　由于金星厚厚的二氧化碳大气层造成的“温室效应”，金星地表的温度高达482摄氏度左右。阳光透过大气将金星表面烤热。地表的热量在向外辐射的过程中受到大气的阻隔，无法散发到外层空间。这使得金星比水星还要热。金星上的一天相当于地球上的243天，比它225天的一年还要长。金星是自东向西自转的，这意味着在金星上，太阳是西升东落的。

　　金星的表面随机布满了许多小型陨石坑。由于金星的浓厚大气，直径小于2公里的陨石坑几乎无法保留下来。而当大型陨石在小型陨坑形成前撞击金星表面，其产生的碎片在地表产生了例外的陨石坑群。火山及火山活动金星表面为数很多。至少85%的金星表面覆盖着火山岩。大量的熔岩流经几百公里，填满低地，形成了广阔的平原。除了几百个大型火山，100000多座小型火山口点缀在金星表面。从火山中喷出的熔岩流产生了了长长的沟渠，范围大至几百公里，其中一条的范围超过7000公里。

　　轨道平均半径 10800万公里

　　轨道扁率 0.007

　　公转速度 35公里/秒

　　公转周期 224.7天

　　赤道半径 6052公里

　　扁率 0

　　质量 4.87E27克

　　密度 5.24克/立方厘米

　　逃逸速度 10.4公里

　　自转周期 243.01天(逆向)

　　黄赤交角 177.8

　　反照率 0.85

　　最大亮度 -4.4

暗香疏影

全面了解----土星(Saturn)  


　　距离太阳的第六行星，有美丽的光环，是最美的天体之一。它表面呈淡黄色，有平行于赤道的永久性云带，但不如木星上显著。土星的视星等随光环张开程度有3个星等的变化，赤道区最亮，呈米色，有时几乎是白色；极区稍暗，色近微绿，云带略呈橙色。土星上盛行强风。在赤道附近，风速约为每秒500米。风向通常是向东的。最强的风出现在赤道附近，在高纬度，风速逐渐递减。在纬度大于35度的地区，风向随着纬度的递增而逐渐由向东转为向西，卵状白色。土星表面温度-290华氏度，比木星表面温度低60度。土星的平均密度是九大行星中密度最小的，是太阳系唯一比水轻的行星。在太阳系八大行星中，土星的大小和质量仅次于木星，占第二位。

　　土星大气主要由氢、氦、甲烷和氨组成。土星环是由无数个小卫星构成的物质系统，在土星赤道面上，里部比外部旋转得更快。1675年，卡西尼在土星环上观测到一个缝，称为卡西尼缝，它把光环分为A、B两部。1837年,恩克又在A环上发现另一个较窄的缝，称为恩克缝。这些缝具有持久性，是由内土卫的引力效应造成的。1850年又在B环内部发现暗淡的C环或称砂环。到目前为止还发现有E、F、G等更加暗弱的环。土星的体积是地球的745倍，质量是地球的95.18倍，由于快速自转而呈扁球形，两极半径与赤道半径之比为0.912，扁率约为1/9。土星的大半径和低密度使其表面的重力加速度和地球表面的相近。土星在冲日时的视星等达-0.4等，亮度可与天空中最亮的恒星相比。土星是太阳系中卫星数目最多的一颗行星，共有23颗。

　　因土星的会合周期约为28年，在天空中每年镇守二十八宿之一，所以中国古代称土星为填星或镇星。而罗马神话中称之为第二代天神克洛诺斯。它是在推翻父亲之后登上天神宝座的(另一说法：在古代西方，人们用罗马农神萨图努斯的名字为土星命名)。

　　土卫一 Mimas:直径390公里，自转周期与公转周期一样，和月球相似，总是一面对着土星。主要由冰构成，表面很亮并且布满各种深碗状的环行山和各种槽沟。最大的表面特征是一个相对巨大的撞击结构，直径130公里的环行山，山壁高5公里，底深10公里，中央峰高6公里。

　　土卫二 Enceladus:由土星往外的第三颗大卫星，有地质活动，直径510公里，主要成分也是冰。

　　土卫三 Tethys:主要成分为冰，直径1050公里，轨道距离土星296563公里，它的公转周期正好是土卫一的两倍，因而彼此处于共振轨道上。最大的表面特征是一条长达整个卫星周长3/4的大裂缝，几乎将其分为两半。

　　土卫四 Dione:直径1120公里，轨道近圆，平均距土星379074公里。它和土卫二处于共振轨道，公转周期66小时，是土卫二的两倍，自转公转同步。大约60%的冰和40%的岩石构成。

　　土卫五 Rhea:直径1530公里，近圆轨道，平均距土星527828公里，密度是水的1.3倍，也是由冰构成的，公转自转同步。

　　土卫九 Phoebe:已知的土卫中距离土星最远的一颗，直径约200公里，到土星的平均距离约1100万公里，轨道偏心率较大，逆行，可能是被土星捕获的小行星。

　　离日平均距离 9.54天文单位

　　轨道偏心率 0.056

　　轨道对黄道倾角 2度29分22秒

　　公转的恒星周期 29.46年

　　公转平均速度 9.6公里/秒

　　赤道半径 60330公里

　　扁率 0.102

　　质 量 95.14(地球=1)

　　密 度 0.7

　　逃逸速度 35.6公里/秒

　　自转周期 10小时14分

　　黄赤交角 26.73度

　　反照率 0.57

　　最大亮度 -0.4

非典型帅哥

偶曾经用天文望远境看了一晚上的月亮……