【10-07-16】太阳月亮和地球[35P]

太阳  

尽管太阳是太阳系的中心，地球上万物生长所需光和热的源泉，但在广袤的宇宙中，太阳谈不上有任何的特殊性。在组成银河系的2000亿颗恒星中，太阳只是一颗中等大小的天体，大体上处于一生中的中年时期



太阳H-Alpha射线照片 !

然而，在我们太阳系里，太阳则是一个有着巨大影响而占支配地位的天体。太阳的质量占整个太阳系的99.8%，直径达865000英尺（1400000千米），是地球直径的100多倍。需要109个地球才能填满太阳的横截面，而它的内部则能容纳130万个以上的地球。我们看到的太阳其实只是它表面的光球层，温度约为6000摄氏度，属比较“凉爽”部分。光球层非常活跃，在其表面可以看到许多极富戏剧性的特征。



黑子

在光球层的某些部位，局部温度比周围低，在可见光范围内这些部位显得比其它部位黑暗，人们称之为“黑子”。  



耀斑

光球层外面是色球层。太阳能量通过这一层自内核向外传递。在这一层可以见到太阳耀斑。耀斑是太阳黑子形成之前在色球层产生的灼热氢云。



1996年SOHO探测器拍摄到的太阳高温大气  

太阳的能源来自于其核心部分。太阳内核的温度高达1500万摄氏度，压力超过地球气压的340亿倍。内核的气体密度极高，是水的150倍。太阳每秒钟向外辐射约28600亿亿兆瓦的能量，这么高的能量是由其内核的核聚变反应产生的。在聚变中，四个质子聚合成一个氦原子核。氦原子核的质量比四个质子小0.7%，失去的质量转换成了能量，以伽玛射线的形式被释放到太阳的表面，并向宇宙空间辐射出去。太阳每秒钟约有七亿吨的氢被转化成氦。在此过程中，约有五百万吨的净能量被释放。能量在对流过程中不断地发出光和热，使太阳发光。从太阳内核释放出的能量需要经过几百万年才能到达表面。



美国“天空实验室”1973年拍摄的太阳日饵  

太阳大气的最外层是日冕。日冕非常庞大，可以向太空绵延数百万公里。人们可以在这一日冕中看到“日饵”：日饵是色球层上部产生的巨大火焰。人们仅在日全食的时候可以见到日冕



太阳磁极，黑为正，白为负  

除了光和热，太阳也向宇宙空间辐射一种低密度的粒子流——太阳风。太阳风以每秒450公里的速度在太阳系中驰骋。太阳风异常强大时便形成了太阳风暴，它会对人类的无线电通讯造成影响。地球和其他一些行星两极的极光也是太阳风带来的。太阳的磁场极其强大且极其复杂，其磁层范围甚至越过了冥王星的轨道。



太阳已经46亿岁了  

太阳已经46亿岁了，现在已步入中年。它还可以继续平静地燃烧约50亿年。太阳在临终时，内部的氦将转变成更重的元素，亮度会增加到现在的一倍，体积也将不断膨胀，所有近日行星包括地球都将融入它的怀抱。这时的太阳将变得十分不稳定，在它周围会出现一个新的行星状星云。这为新太阳系的诞生创造了条件。在经历一亿年的红巨星阶段后，太阳将耗尽它所有的能量而猛然坍缩成一颗白矮星。几万亿年后，它最终将在黑暗中完全冷却。



1991年日全食



1994年日全食  



地球  

对住在地球上的人类而言，这颗有着广阔天空和蓝色海洋的行星始终给人以坚实、巨大的感觉。然而在宇宙中，地球给宇航员们的印象却并非如此：这个在一层薄薄而脆弱的大气笼罩下的星球并不见得有多大。在太空中，地球的特征是明显的：漆黑的太空、蓝色海洋、棕绿色的大块陆地和白色的云层。  

“伽利略”木星探测飞船飞临地球时发回的照片，正中央是南美洲，下方是白色的南极洲大陆  



人们梦想能在太空中旅行，能欣赏宇宙的奇观。而从某种意义上说，我们都是太空旅行者。我们的宇宙飞船是地球，飞行速度是每小时 108000 公里。  

“阿波罗”17号1972年拍摄的地球照片，非洲和沙特阿拉伯在蓝色海洋和白色云层的衬托下显得轮廊分明。  



地球是太阳的从里往外数第三颗行星，距太阳大约有 150000000 公里。地球每 365.256 天绕太阳运行一圈，每 23.9345 小时自转一圈。它的直径为 12756 公里，只比金星大了一百多公里。  

美国卫星拍摄的地球红外图  



地球是一个活跃的行星。根据板块构造说，地壳由几大板块构成，这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。它的运动方式基本有两种：扩张和缩小。扩张运动表现为两个板块相互远离，地下岩浆涌出形成新的地壳；缩小运动表现为两个板块相互碰撞，一个板块钻到另一板块的下面，在地幔的高温中逐渐消融。在板块交界处常常存在许多巨大的断层，地震频繁，火山众多。地球的外壳非常年轻，它不断受到大气、水和生物的侵蚀，并在地质运动中不断地重建。所以地球表面没有像月球那样坑坑洼洼地遍布陨石坑。这样的地壳构造在太阳系中是独一无二的。  

“伽利略”木星探测飞船发回的地球与月球的合影。地球上棕色的是南美洲  



地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78%，氧气占21%，余下的1%是其他成份。地表年平均气温15摄氏度，平均气压101.3千帕。地球初步形成时，大气中存在有大量的二氧化碳，但是到今天，它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石，少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应，这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的-21℃提高到了宜人的14℃，没有它海洋将会结冰，生命将不复存在。而随着社会的发展，人类将大量的二氧化碳被排放到了大气中：过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。我们不希望地球变得像金星般炎热。  

“伽利略”木星探测飞船在飞临地球后，“掉头”拍摄的地月合影  



地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速的自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下，磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其它天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击，大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。  

“水手”10号拍摄的地月合影。地月体积比例关系非常明显。从这个角度看地球上全是水  



人类开始太空探索后，我们已对自己的行星有了更多的认识。人类的第一颗人造地球卫星发现地球周围有一个强烈的辐射区，现在我们把它叫作 Van Allen 辐射带。这个辐射带是宇宙中高速运动的带电粒子在赤道上空被地球的磁场俘获而形成的一个环状区域。曾经被认为非常平静上层大气，其实是非常活跃的，它在太阳辐射的影响下遵循着热胀冷缩规律。上层大气的这些特性对地球的天气系统有很重要的影响。

320公里高空拍摄的条状白云



地球只有一个天然卫星——月球。有人认为小行星 3753 (1986 TO) 是地球的另一个卫星，但事实上尽管它与地球的轨道有着很复杂关系，但还不能称之为卫星，最多只能叫它地球的“伙伴”。不过现在越来越多的人造卫星被放到了地球轨道上，从某种意义上说地球已经有了成千上万颗卫星。  

巴西上空的风暴云系  



太平洋上空的涡漩云系



印度洋上空的飓风眼



台风云系



航天飞机上拍摄的日出



月球  

“阿波罗”17号登月任务完成后，在归程中拍摄的月球照片



月球南极，靠近极点的黑色地区终年不见阳光，可能有冰



1969年“阿波罗”11号拍摄的月表。图中最大的陨坑的直径80公里



从“阿波罗”11号指挥服务舱拍摄的登月舱和月表照片。远方是地球



“阿波罗”11号拍摄的月表和悬在月球地平线上的地球



“阿波罗”15号的月球车



“阿波罗”17号的宇航员在月球上