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2013 年 7 月 1 日

太陽系的前世今生 (182):循規蹈矩的行星

影像提供 : Solar System Exploration
文字提供 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 :  太陽系 (Solar system) 家族成員裡,行星 (Planets) 的運行模式和 衛星群 (moons) 的運轉方式是否都一致? 它們有那些相似處,又有那些不同的地方呢? 它們之間有沒有蘊藏著什麼樣的神秘關聯?想去探究太陽系裡行星系統和衛星系統等小集團間的運作環境, 首先我們該瞭解已知的太陽系運行特徵:

       1、所有 8 大行星軌道大致在一平面上,太陽旋轉赤道面接近此一平面。這個以太陽為中心的行星公轉軌道面, 我們稱它為「黃道面」 (Ecliptic)。

       2、行星公轉軌道近似一個以太陽為中心的圓, 且滿足著 刻卜勒的行星第一運動定律 的橢圓行星運行軌道、刻卜勒的行星第二運動定律 的相對速率、 以及 刻卜勒的行星第三運動定律 的行星軌道半徑三次方與其公轉週期平方之比值是固定的規範。

       3、所有行星公轉和太陽自旋都是沿著相同的方向 (右手指向:右拇指北指、其餘四指所旋轉的方向)。 這似乎述說著各個行星的來源和太陽的形成是分不開的緊密關係。 

       4、太陽和多數行星(除了金星和天王星) 繞其軸自轉都是沿著相同的方向 (右手指向) , 其赤道面和「黃道面」(以太陽為中心,地球 繞行太陽公轉軌道所呈現的平面) 夾角都很小。

       5、行星組成成份依距離太陽的遠近而有所差異,內行星是密緻且多金屬性,而外行星是巨大且為絕多氫成份。 如木星(Jupiter)上氫氦比為 79:19、 土星(Saturn) 氫氦比為 88:11、太陽雲氫氦比為 71:27、 天王星 (Uranus) 氫氦比為 76:26。

       6、行星和大多數的小行星都有類似約 5 至 23 小時的 周期自轉 , 明顯受太陽或衛星重力所引起的潮汐力影響,且自轉周期會漸慢下來。

       7、多數行星公轉軌道間的距離遵守波德定律 (Bode's law)。繞行太陽公轉的軌道半徑比例, 分別可簡略以 4、4+3、4+6、4+12、4+48、4+96 等關係數列來表示。

       8、 內行星 小行星體 的外表都呈現崎嶇不平的坑洞(是隕石坑或是火山坑)。

       9、外行星 和其 衛星群 行星環 所形成之系統仿如太陽系統。

       10、彗星 (Comets) 群正常運行軌道定界在太陽系外圍構成巨大幾乎球狀的雲霧狀、稱之為「歐特雲 Oort cloud)」。

明日主題 : 太陽系的前世今生 (183):頑皮的衛星群
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