空间物理课件：Zong-SP-end-summary.ppt

1、太阳系探索未解之谜太阳系探索未解之谜 北京大学地球与空间科学学院北京大学地球与空间科学学院 (1)(2)太阳系未解之谜太阳系未解之谜l1. Pioneer 异常（Anomaly）l2.天王星和金星轴倾斜Uranus and Venus axial tilt）l3. 木卫（Europa）冰层下面是什么？（What is under the ice on Europa?l4. 火星为什么存在甲烷？Methane on Marsl5.土卫六（Titan）的大气是怎么来的？Where does Titans atmosphere come from?(3)l6. 太阳南北极日冕温度的不对称性The t

2、emperature of the Suns coronal7. 库帕带的陡变The Kuiper Belt Cliffl8. 为什么存在长周期的彗星Why are there long period comets?l9. 土卫一Enceladus 为什么存在间歇性喷泉Why does Enceladus have geysers?l10. 土星极区大气的六边形The Hexagon on Saturn太阳系未解之谜太阳系未解之谜(4)太阳系未解之谜太阳系未解之谜 (1) The Pioneer anomalylThe Pioneer anomaly or Pioneer effect is

3、the observed deviation from predicted accelerations of the Pioneer 10 and Pioneer 11 spacecraft after they passed about 20 astronomical units (3109 km; 2109 mi) on their trajectories out of the Solar System.lBoth Pioneer spacecraft are escaping the Solar System, but are slowing under the influence o

4、f the Suns gravity. Upon very close examination of navigational data, the spacecraft were found to be slowing slightly more than expected. The effect is an extremely small but unexplained acceleration towards the Sun, of 8.741.331010 m/s2. The two spacecraft were launched in 1972 and 1973 and the an

5、omalous acceleration was first noticed as early as 1980, but not seriously investigated until 1994.1 The last communication with either spacecraft was in 2003, but analysis of recorded data continues.(5)太阳系未解之谜太阳系未解之谜（2）2. Uranus and Venus axial tilt The axial tilt of Venus is 177.3. Our tilt gives

6、us such different seasons between summer and winter, so youd expect that Venus much larger tilt would cause more extreme seasons. The Earths axis is tilted about 23.5 degrees. This is why we have seasons on Earth. The axis of Uranus is tilted at an angle of 98-degrees compared to the Suns orbital pl

7、ane. (6)(7)太阳系未解之谜太阳系未解之谜（3）What is under the ice on Europa? The reddish ovals in the center of this image may be areas where water from Europas underground ocean upwelled and froze on the surface. (Courtesy of Galileo Project, NASA) (8)Methane is a chemical compound with the chemical formula CH4. I

8、t is the simplest alkane, and the principal component of natural gas. Methane on Mars 太阳系未解之谜太阳系未解之谜（4）Lava tubes on Mars Methane Comes from Life or Water or Both(9)Titan, or Saturn VI, is the largest moon of Saturn, the only natural satellite known to have a dense atmosphere,8 and the only object o

9、ther than Earth for which clear evidence of stable bodies of surface liquid has been found 5. Where does Titans atmosphere come from? 土卫六是土星最大的卫星，也是太阳系第二大卫星，大于行星水星的体积(虽然质量没有水星大), 在太阳系中它的大小仅次于木星最大的卫星木卫三。 太阳系未解之谜太阳系未解之谜（5）(10)Solar Pole Temperature Mismatch Why is the Suns South Pole cooler than the N

10、orth Pole? For 17 years, the solar probe Ulysses has given us an unprecedented view of the Sun. After being launched on Space Shuttle Discovery way back in 1990, the intrepid explorer took an unorthodox trip through the Solar System. Using Jupiter for a gravitational slingshot, Ulysses was flung out

11、 of the ecliptic plane so it could pass over the Sun in a polar orbit (spacecraft and the planets normally orbit around the Suns equator). 太阳系未解之谜太阳系未解之谜（6）(11)柯伊伯間隙成因 太阳系未解之谜太阳系未解之谜（7）The 1:2 resonance appears to be an edge beyond which few objects are known. It is not clear whether it is actually

12、the outer edge of the classical belt or just the beginning of a broad gap. Objects have been detected at the 2:5 resonance at roughly 55 AU, well outside the classical belt; however, predictions of a large number of bodies in classical orbits between these resonances have not been verified through o

13、bservation (12)Long period comets have periods ranging from as short as 200 years to more than 10 million years. Such periods mean that these comets have very elongated elliptical orbits, ranging out from 34 astronomical units up to 100,000 a.u., almost two light years out or half-way to the nearest

14、 star. Long period comets太阳系未解之谜太阳系未解之谜（8）(13)Why does Saturns icy moon Enceladus have geysers? 太阳系未解之谜（太阳系未解之谜（9）(14)太阳系未解之谜（太阳系未解之谜（10）North pole hexagonal cloud patternTo the left is a black and white photo of the mysterious hexagon. Located at Saturns north pole, it is only one example of the un

15、canny world we call Saturn which has more mysteries about it than we could have imagined. The winds in the hexagon area are in the 300 m.p.h. range, the atmosphere is thick, so one wonders how a non-rounded shape can exist for even a minute. But it has been there since the first photos were taken of

16、 it in 1980, by early missions to Saturn. 北京大学地球与空间科学学院北京大学地球与空间科学学院 (16)l靠近行星地球的、受太阳辐射变化直靠近行星地球的、受太阳辐射变化直接影响的空间区域。接影响的空间区域。l内边界大约距离地球表面内边界大约距离地球表面6060公里，公里，外边界是太阳风与地磁场相互作用形外边界是太阳风与地磁场相互作用形成的成的. .(17)l中高层大气中高层大气l电离层电离层l等离子体层等离子体层l磁层磁层(18)(19)l亚轨道飞行器的飞行范围亚轨道飞行器的飞行范围l载人航天器气动加热严重的区域载人航天器气动加热严重的区域l中程导弹飞

17、行空间中程导弹飞行空间l亚轨道旅游亚轨道旅游l对地观测对地观测l军事侦察军事侦察(20)臭氧层是指大气层的平流层中臭氧（臭氧层是指大气层的平流层中臭氧（O3）浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收浓度相对较高的部分，其主要作用是吸收短波紫外线。短波紫外线。大气层的臭氧主要以紫外线撞击双原子的氧气，把它分为两个原子，然后每个原子和没有分裂的氧气合并成臭氧（O3） 。臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为臭氧分子不稳定，紫外线照射之后又分为氧气分子和氧原子，形成一个臭氧氧气分子和氧原子，形成一个臭氧-氧气循氧气循环过程。环过程。距地面1550千米高度的大气平流层，集中了地球上约90的臭氧，这一这一区域

18、被称为臭氧层。区域被称为臭氧层。 臭氧层分布在离地2050千米的高空，臭氧层中的臭氧主要是紫外线产生的。臭氧层臭氧层(21)南极臭氧洞南极臭氧洞联合国相关组织为防止臭氧层空洞进一步扩大，决定成立保护臭氧层工作组，并制定出保护臭氧层的议定书。1995年诺贝尔化学奖授于对臭氧层的浓度平衡机制研究卓有成效的3位大气化学家，克鲁岑、罗兰和莫里那。1985年，法曼发现南极臭氧层有严重损失，1995年初，美国太空总署发布了卫星遥感测量结果，证实了罗兰-莫里那理论，使人们认识到臭氧层对于生命、全球气候以及人类的未来至关重要。(22)l吸收太阳紫外辐吸收太阳紫外辐射和射和X X射线（最重射线（最重要）要）l带

19、电粒子加热（带电粒子加热（高纬地区）高纬地区）l电离层电流加热电离层电流加热（高纬地区）（高纬地区）(23)l40公里以下：公里以下：6%；l50100公里：公里：1025%；l100公里以上：随公里以上：随太阳活动太阳活动和和地磁活动地磁活动而变化；在而变化；在磁暴磁暴发生几发生几个小时以后，密度可增加几倍甚至达个小时以后，密度可增加几倍甚至达10倍。倍。(24)l原因：太阳紫外辐射增强，且被高层大气吸收；原因：太阳紫外辐射增强，且被高层大气吸收；l变化幅度：l 340km：10倍l 500km：50倍(25)l什么是电离层什么是电离层l电离层结构电离层结构l电离层扰动电离层扰动l电磁波在电

20、离层中的传播电磁波在电离层中的传播l当前电离层研究重点当前电离层研究重点(26)l地球高层大气的一部分，因受太阳的地球高层大气的一部分，因受太阳的紫外线紫外线、X射线射线和和带电粒带电粒子子辐射而电离。是地球大气中自由电子密度足以对无线电波传辐射而电离。是地球大气中自由电子密度足以对无线电波传播产生显著影响的区域。播产生显著影响的区域。l高度范围：高度范围：601000km。(27)l具有足够数量的自由电子和离子，显著地影响电磁波传播具有足够数量的自由电子和离子，显著地影响电磁波传播;l电离度低（电离度低（1），相当多的大气分子和原子未被电离），相当多的大气分子和原子未被电离;电子和离子的运动

21、还部分地受中性风的影响。电子和离子的运动还部分地受中性风的影响。(28)l电离过程：增大电荷密度；主要电离源是来自太阳的短波辐射电离过程：增大电荷密度；主要电离源是来自太阳的短波辐射与粒子辐射与粒子辐射l复合过程：减少电荷密度；与大气密度、风等因素有关复合过程：减少电荷密度；与大气密度、风等因素有关(29)lD层层：6090km。lE层层： 90160kmlF层层： 160km以上以上(30)l主要电离源：太阳的拉主要电离源：太阳的拉曼曼 辐射和软辐射和软X射线辐射射线辐射l夜间夜间D层基本消失层基本消失l由于大气较稠密，电子由于大气较稠密，电子与中性粒子和离子的碰与中性粒子和离子的碰撞频繁，

22、无线电波在这撞频繁，无线电波在这一层中的衰减严重。一层中的衰减严重。(31)l电子密度峰值出现在电子密度峰值出现在105110km之间。之间。l主要电离源是太阳紫主要电离源是太阳紫外线和软射线外线和软射线l夜间夜间E层的电子密度层的电子密度很低。很低。 (32)l高度范围在高度范围在160km以上，以上，是电离层中持久存在、是电离层中持久存在、电子密度主极大所在的电子密度主极大所在的层次。层次。 l一般将一般将F层细分成层细分成F1和和F2两个层次。两个层次。 (33)l各种空间尺度的高密度各种空间尺度的高密度“斑斑”和低密度和低密度“泡泡”，统称为不规则性，或不均统称为不规则性，或不均匀结构

23、；匀结构；(34)l突发电离层骚扰突发电离层骚扰l电离层暴电离层暴(35)l太阳耀斑太阳耀斑紫外和紫外和X射线突增射线突增向阳面电离层向阳面电离层电离增强电离增强 短波无线电通信衰减或中断短波无线电通信衰减或中断(36)l地磁场发生全球性变地磁场发生全球性变化时，电离层状态发化时，电离层状态发生的急剧变化称为电生的急剧变化称为电离层暴；离层暴；l正常形态打乱，使得正常形态打乱，使得通信适用频率的选择通信适用频率的选择困难。困难。(37)l带电粒子撞击高层大气的分子或原子而激发的绚丽多彩的带电粒子撞击高层大气的分子或原子而激发的绚丽多彩的发光现象称为极光；发光现象称为极光；l主要发生在高磁纬地区

24、，主要发生在高磁纬地区，7070至至10001000kmkm的范围内；的范围内；(38)l粒子被反射的点称磁镜点；如果入射粒子接近与磁场平行，粒子被反射的点称磁镜点；如果入射粒子接近与磁场平行，磁镜点降低，若低于磁镜点降低，若低于100100kmkm，则粒子在反射之前就与大气分则粒子在反射之前就与大气分子相撞，称子相撞，称粒子沉降粒子沉降。l由于地磁场在极区或高（磁）纬地由于地磁场在极区或高（磁）纬地区汇集，带电粒子可以运动到较低区汇集，带电粒子可以运动到较低的高度，与大气分子相撞，产生极的高度，与大气分子相撞，产生极光。光。(39)39极光的色彩红色蓝绿深红地球的极光产生：地球的极光产生：

25、(40)l大气成分大气成分l带电粒子的带电粒子的种类种类l带电粒子的带电粒子的能量能量(41)l极光与太阳活动密切相关极光与太阳活动密切相关l由极光频谱可判断沉降粒子种类由极光频谱可判断沉降粒子种类l由极光区分布可判断太阳活动和地磁活动程度，由极光区分布可判断太阳活动和地磁活动程度，了解空间天气状况了解空间天气状况(42)l辐射带是充满带电粒辐射带是充满带电粒子的区域，环绕着地子的区域，环绕着地球在大约球在大约1.13.3 个个地球半径以内和地球半径以内和4.5 6 个地球半径以外个地球半径以外的两个区域内，分别的两个区域内，分别称为称为内辐射带内辐射带和和外辐外辐射带射带。(43)l在地球周

26、围由地磁场捕获的高能带电粒子区域；在地球周围由地磁场捕获的高能带电粒子区域；l按空间区域分内辐射带和外辐射带：按空间区域分内辐射带和外辐射带：l内辐射带内辐射带：在赤道面上离地心：在赤道面上离地心1.11.1到到 3.3 3.3个地球半径，主要是个地球半径，主要是高能质子。高能质子。l外辐射带外辐射带：在赤道面上离地心：在赤道面上离地心4.54.5到到 6.0 6.0个地球半径，主要由个地球半径，主要由电子组成。电子组成。(44)l带电粒子沿着磁力线运动带电粒子沿着磁力线运动产生场向电流产生场向电流产生磁场，垂直于产生磁场，垂直于磁力线运动磁力线运动产生产生环电流环电流产生磁场，这些磁场使正常

27、情况下产生磁场，这些磁场使正常情况下的地磁场值发生变化，称为地磁扰动，或的地磁场值发生变化，称为地磁扰动，或地磁活动地磁活动；由环电流增强引起的由环电流增强引起的 一般分为磁暴急始，主相和恢复相三一般分为磁暴急始，主相和恢复相三 个阶段。个阶段。磁暴急始磁暴急始主相主相恢复相恢复相1989年3月(45)磁磁 暴暴 产产 生：环电流的生：环电流的 形形 成成梯度漂移梯度漂移(46)l全球范围内地磁场的剧烈扰动，扰全球范围内地磁场的剧烈扰动，扰动时间持续十几小时到几天；动时间持续十几小时到几天；l磁暴发生与太阳活动有密切关系，磁暴发生与太阳活动有密切关系，大的非重现性磁暴与大的非重现性磁暴与CME

28、CME联系密切。联系密切。(47)l太阳活动期间，大量的带电粒子进入太阳活动期间，大量的带电粒子进入地球空间，并被地磁场捕获。由于粒地球空间，并被地磁场捕获。由于粒子增多，环电流也增强。环电流产生子增多，环电流也增强。环电流产生的磁场与地磁场叠加，使得地磁常的的磁场与地磁场叠加，使得地磁常的水平分量发生很大变化。这时，我们水平分量发生很大变化。这时，我们就说发生了磁暴。就说发生了磁暴。(48)l表示一定时间间隔内地磁场扰动程度的数表示一定时间间隔内地磁场扰动程度的数字，称为地磁活动指数。常用的有字，称为地磁活动指数。常用的有KpKp指数、指数、ApAp， DstDst指数等。数字越大，表示地磁

29、扰指数等。数字越大，表示地磁扰动越强动越强。l|Dst|Dst|指数指数 50nT 50nT - 小磁暴小磁暴l50nT |Dst|50nT |Dst|指数指数 100 nT - 100 nT - 100 nT - 大磁暴大磁暴(49)l地磁场持续时间为地磁场持续时间为2 2、3 3小时的扰动，小时的扰动，是存储在地球磁尾的太阳风能量瞬时是存储在地球磁尾的太阳风能量瞬时的释放引起的。引起极光卵增大的释放引起的。引起极光卵增大、增、增亮。亮。l平均一天出现平均一天出现45次，每次释放一个中次，每次释放一个中等地震的能量。等地震的能量。(50)l对输电线路的破坏（在地面的效应）对输电线路的破坏（在

30、地面的效应）l航天器带电（对航天器的效应）航天器带电（对航天器的效应）l高层大气加热（对近地环境的效应）高层大气加热（对近地环境的效应）l对宇航员的辐射损害（对载人航天的效应）对宇航员的辐射损害（对载人航天的效应）l通讯受到干扰甚至中断（对电离层的效应）通讯受到干扰甚至中断（对电离层的效应）l对人类生存环境的影响（带电粒子对臭氧分布的影响）对人类生存环境的影响（带电粒子对臭氧分布的影响）(51)l定义定义：太阳风流经地球时，与地球磁场相互作用而在地球太阳风流经地球时，与地球磁场相互作用而在地球周围形成的、地球磁场对带电粒子起控制作用的区域。周围形成的、地球磁场对带电粒子起控制作用的区域。(52

31、)l日核日核l辐射区辐射区l内表面层内表面层l对流区对流区l太阳大气太阳大气核核辐射区辐射区对流区对流区 太阳太阳日冕日冕光球层光球层冕冕洞洞太阳黑子太阳黑子色球层色球层日珥日珥针状体针状体(53)l太 阳 厚 度 的太 阳 厚 度 的25%到到70%，在核心产生的在核心产生的能量由光子向能量由光子向外输送外输送辐射区辐射区对流区对流区 光球光球层层日核日核(54)(55)l太阳大气层从内到外分为太阳大气层从内到外分为光球层光球层、色色球层、球层、过渡区过渡区和和日冕日冕；l太阳大气的主要成分是氢（质量约占太阳大气的主要成分是氢（质量约占71%）与氦（质量约占）与氦（质量约占27%）；）；(5

32、6)l是肉眼可看见的日轮，是肉眼可看见的日轮，几百公里厚；几百公里厚；l可见光波段的辐射几可见光波段的辐射几乎全部是光球层；乎全部是光球层；l光球层的许多征，：光球层的许多征，：暗的暗的黑子黑子、亮的、亮的光斑光斑、米粒米粒和和超米粒超米粒结构。结构。(57)l太阳光球上的黑太阳光球上的黑色斑点，是光球色斑点，是光球上上温度较低、磁温度较低、磁场很高场很高的区域的区域(58)高通量的带电粒子和强磁场会阻碍对流,限制热量传输到太阳表面;以至于部分光球层冷却，因此看上去黑一些。磁场俘获的粒子磁场俘获的粒子太阳黑子太阳黑子 对流元对流元(59)l在光球层上面的不在光球层上面的不规则层，大约规则层，大

33、约1500公里厚。用单色光公里厚。用单色光观测，可以看见它观测，可以看见它是一个美丽的玫瑰是一个美丽的玫瑰红色的气层，因而红色的气层，因而得名光球层。得名光球层。(60)l色球层与日色球层与日冕之间的薄冕之间的薄层，在层，在 这个这个层的层的 上下，上下，温度发生急温度发生急剧变化。剧变化。(61)l过渡区之上是日冕过渡区之上是日冕层，延伸到数倍太层，延伸到数倍太阳半径处；阳半径处；l日冕是温度日冕是温度108K的的高温、稀薄等离子高温、稀薄等离子体；体；Sunspot MinimumSunspot Maximum酒泉.金塔, 2008年8月(62)l在太阳在太阳x射线成像中射线成像中暗的区域

34、称暗的区域称冕洞冕洞；l冕洞是高速太阳风的冕洞是高速太阳风的源；源；(63)l在太阳表面，日冕气体温度很高，足以克服太阳引力，以在太阳表面，日冕气体温度很高，足以克服太阳引力，以400800km/s的典型速度离开太阳，这个外流的等离子体称为的典型速度离开太阳，这个外流的等离子体称为太阳风；太阳风；l太阳风主要由质子和电子组成，也有少量的氦核与重离子；太阳风主要由质子和电子组成，也有少量的氦核与重离子；l太阳风高速流来自冕洞。太阳风高速流来自冕洞。(64)l日冕物质抛射日冕物质抛射l太阳耀斑太阳耀斑(65)l日冕物质被加热和加速，速度超过逃逸速度而飞向行星际空间；日冕物质被加热和加速，速度超过逃

35、逸速度而飞向行星际空间；l大的大的CMECME可抛出可抛出10亿吨物质，喷发速度可达亿吨物质，喷发速度可达2000km/s；l在太阳活动峰年，太阳每天发生大约在太阳活动峰年，太阳每天发生大约3次次CMECME :在太阳活动低年，在太阳活动低年，大约每大约每5天发生一次天发生一次CMECME。(66)l太阳爆发性的能量释放过程，持续时间从几十秒到几小时。太阳爆发性的能量释放过程，持续时间从几十秒到几小时。 l主要特征是主要特征是电磁辐射电磁辐射急剧增大；在强耀耀斑期间，紫外和急剧增大；在强耀耀斑期间，紫外和X射射线辐射可增强线辐射可增强100倍。倍。l一次大耀斑释放的能量高达一次大耀斑释放的能量

36、高达1025J，相当于，相当于4百亿个广岛原子百亿个广岛原子弹。弹。l在太阳活动高年，每周大约观测到一次耀斑。在太阳活动高年，每周大约观测到一次耀斑。(67)lB: B1,B2,B10（微小耀斑）（微小耀斑）lC: C1,C2,C10（小耀斑）（小耀斑）lM: M1,M2,M10（中等耀斑）（中等耀斑）lX: X1,X2,(大耀斑大耀斑)(68)l大约有一半的大约有一半的CME与耀斑无关；与耀斑无关；l耀斑耀斑伴随着强烈的电磁辐射伴随着强烈的电磁辐射 ，并不总有粒子辐射；而，并不总有粒子辐射；而CME主主要是抛射物质（磁化的等离子体）；要是抛射物质（磁化的等离子体）；l大磁暴与大磁暴与CME密

37、切相关，只有同时有强粒子辐射的密切相关，只有同时有强粒子辐射的耀斑耀斑才引起才引起磁暴。磁暴。(69)l太阳电磁辐射与粒子辐射周期性的变化太阳电磁辐射与粒子辐射周期性的变化称为太阳的周期性活动；称为太阳的周期性活动；l主要周期活动：主要周期活动：27天天太阳自转周变化、太阳自转周变化、太阳黑子的太阳黑子的11年年周期变化和太阳磁场极周期变化和太阳磁场极性的性的22年年周期变化。周期变化。(70)l太阳风等离子体是联系太阳活动与地球空间变化的纽带；太阳风等离子体是联系太阳活动与地球空间变化的纽带；l太阳风在接近磁层时的状态直接影响地球空间的变化；太阳风在接近磁层时的状态直接影响地球空间的变化；(

38、71)l电磁辐射电磁辐射：在：在22年太阳活动周中，年太阳活动周中，可见光波长可见光波长变化比较小变化比较小，在，在短波区短波区(紫外和紫外和射线射线)及射频及射频变化可达变化可达100倍倍；在耀斑期间；在耀斑期间射线变化可达射线变化可达106。在。在11年太阳黑子周中太阳总输出功率变年太阳黑子周中太阳总输出功率变化是千分之几化是千分之几，但足以影响气候变化。，但足以影响气候变化。l带电粒子带电粒子：包括低能太阳风等离子体和高能粒：包括低能太阳风等离子体和高能粒子，它们携带了太阳的部分能量。太阳风有以子，它们携带了太阳的部分能量。太阳风有以27天为周期的变化和由于日冕喷射的偶然变化。天为周期的

39、变化和由于日冕喷射的偶然变化。(72)l太阳黑子数；太阳黑子数；l10.7cm射电通量射电通量(F10.7)；l耀斑级耀斑级；l日冕物质抛射（日冕物质抛射（CME）；）；l太阳风速度太阳风速度(73)l磁暴磁暴l高能电子暴高能电子暴l太阳质子事件太阳质子事件(74) X射线暴射线暴8分钟分钟到达地球到达地球电离层电离层突然骚扰突然骚扰 相对论高能粒子相对论高能粒子10几分钟到达几分钟到达地球地球极区电离层极区电离层电离增加电离增加影响极影响极区通讯区通讯 太阳能量粒子太阳能量粒子几几个小时到达地球个小时到达地球对航天员的危害对航天员的危害,对航天器的危害对航天器的危害 高速太阳风高速太阳风2天

40、天左右到达地球左右到达地球磁磁暴暴,亚暴亚暴(75)行行 星星矮行星矮行星小天体小天体类地行星类地行星小行星小行星彗彗 星星水水星星地地球球金金星星火火星星木木星星土土星星天天王王星星海海王王星星冥冥王王星星谷谷神神星星珍珍娜娜慧星慧星流星流星类地行星类地行星类木行星类木行星(76)l一颗行星是一个天体，它满足一颗行星是一个天体，它满足(a)围绕太阳运转，围绕太阳运转，(b)有足够大有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的(近于圆球近于圆球)形状，形状，同时同时(c)清空了所在轨道上的其他天体。清空了所在轨道上的其他天体。 (77)l一颗矮行星是

41、一个天体，它满足一颗矮行星是一个天体，它满足 (a)围绕太阳运转围绕太阳运转 (b)有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的有足够大的质量来克服固体应力以达到流体静力平衡的(近近于圆球于圆球)形状形状 (c)没有清空所在轨道上的其他天体，同时没有清空所在轨道上的其他天体，同时 (d)不是一颗卫星。不是一颗卫星。 (78)l其他围绕太阳运转的天体其他围绕太阳运转的天体 ，卫星除外，统称为，卫星除外，统称为“太阳系小天太阳系小天体体”。 (79)冥王星和库帕带冥王星和库帕带库帕带的位置處於距離太陽40至50天文单位低傾角的軌道上。該處過去一直被認為空無一物，是太陽系的盡頭所在。但事實上這裡

42、滿佈着直徑從數公里到上千公里的冰封物體。库帕带是现时我们所知的太陽系的邊界，是太阳系大多数的來源地。(80)小行星与小行星带小行星与小行星带有超过一万个小型星体（1 km 1000 km）位于与之间，这个带是小行星带，大部分小行星带，大部分来自于与之间小行星带。小行星带。(81)彗星彗星，或稱扫帚星扫帚星，是一种天体，由太阳系外围行星形成後所剩余的物质（如冰冻的气体、冰块、尘埃）组成。彗星質量很小，只有地球質量的几千億分之一，通常沿著扁平的軌道圍繞太陽運行。繞行一周所需的時間由几年至几百萬年不等。部分科学家认为研究彗星可能可以揭露生命源起的秘密。(82)l科学意义科学意义l月球资源月球资源l技

43、术意义技术意义l军事意义军事意义l月球的起源与演变月球的起源与演变l月球的空间环境月球的空间环境l在月球轨道观测地球的空间环境在月球轨道观测地球的空间环境l月球天文台月球天文台l在月球上监测近地小行星在月球上监测近地小行星(83)l没有大气，表面也无没有大气，表面也无液态水液态水l昼夜温度变化很大，昼夜温度变化很大，表面最高温度高达表面最高温度高达123 C，白天平均温，白天平均温度为度为107C，夜间平，夜间平均温度为均温度为-153C，夜，夜半球温度最低达半球温度最低达-233 C。 (84)l大的暗区称为大的暗区称为“月海月海”;l月面上有月面上有22个月海，其中个月海，其中有有19个在

44、朝向地球的半个个在朝向地球的半个月球月球 ;l月陆又常称作月陆又常称作高地高地，是月，是月面上亮的一些区域，比月面上亮的一些区域，比月海高海高 公里，约占月公里，约占月球表面总面积的球表面总面积的4/5 ;l月球布满大大小小的陨击月球布满大大小小的陨击坑。坑。 (85)l月球表面覆盖着的碎岩和细尘覆盖层称为月球表面覆盖着的碎岩和细尘覆盖层称为“月壤月壤”，而月壤中，而月壤中的细尘的细尘(小于毫米小于毫米)另称作另称作“月月尘尘”或或“月土月土”（Lunar soil）。）。l月壤完全不同于地球土壤，不是风化过程形成的，也不含腐植月壤完全不同于地球土壤，不是风化过程形成的，也不含腐植质，而是基岩

45、被陨击的溅射碎屑沉积的连绵覆盖层。质，而是基岩被陨击的溅射碎屑沉积的连绵覆盖层。 (86)l水星水星l金星金星l地球地球l火星火星(87)l基本上是由岩石和金属组成基本上是由岩石和金属组成l固体表面，密度高固体表面，密度高l自旋缓慢自旋缓慢l没有环没有环l卫星少卫星少(88) 压强压强 主要成分主要成分l地球地球 1.00 N2，O2l火星火星 0.077 CO2，NO2 l金星金星 92.00 CO2，N2l水星水星 10 -15 He, Na(89)l水星水星：有普遍磁场，但很弱；没有电离层和辐射带；：有普遍磁场，但很弱；没有电离层和辐射带；l金星金星：磁矩小于地球的十万分之五，有电离层；

46、：磁矩小于地球的十万分之五，有电离层；l火星火星：磁场不超过地球的千分之四，有电离层和磁层；：磁场不超过地球的千分之四，有电离层和磁层；l月球月球：没有普遍磁场，磁矩小于地球的一千万分之一。：没有普遍磁场，磁矩小于地球的一千万分之一。(90)90(91)太阳系未解之谜太阳系未解之谜l1. Pioneer AnomalylPioneer Anomaly overview Universe Today lPioneer Anomaly several links from the Planetary Society lInvestigation of the Pioneer Anomaly at

47、ISSI l2. Uranus and Venus axial tiltlTilt of Uranus Universe Today lHow Uranus got its tilt Planetary Society Blog (4.28.2006) lAxis of Venus Universe Today lA Planetary Migration? Centauri Dreams l3. What is under the ice on Europa?lEuropa Solar Views lIce on Europa - GSFC/NASA lEuropa: What Could

48、Be Under the Ice Science Daily (12.14.2007) lUnexpected Life Found Under the Ice in Antarctica (Video) Universe Today (3.18.2010) lEuropan Tidal Flexing Leads to Formation of Ridges, Possible Habitats for Organisms S (6.8.2000) lA Submarine for Europa Universe Today (8.9.2007) l4. Methane on MarslNe

49、w Findings Say Mars Methane Comes from Water or Life or Both Universe Today (12.8.2009) lMars Science Laboratory (a.k.a. Curiosity) NASA lLava Tubes on Mars ESA l5. Where does Titans atmosphere come from?lTitans atmosphere Windows to the Universe lDoes Titans Methane Originate from Underground? ESA

50、(3.1.2006) lTitan Has “Hundreds of Times More” Liquid Hydrocarbons than Earth Universe Today (3.18.2008) (92)l6. The temperature of the Suns coronalMysteries of the Suns corona GSFC/NASA lTemperatures of the Suns corona H lWarm Coronal Loops May Hold Key to Hot Solar Atmosphere Universe Today (Ian O