2022年12月16日 星期五

行星 大衛.A.羅瑟里 David A. Rothery


1. 火星運行至遠日點時,它與太陽之間的距離比起近日點時,大約多了21%,而地球的只有多約4%。

2.太陽的直徑大約是地球直徑的109倍,而太陽的質量約是地球質量的33萬3千倍。

3. 內行星被稱做「類地行星」(terrestrial planets),代表這類行星都「近似地球」。外行星為「巨行星」(giant planets),也有些人稱之為「氣態巨行星」(gas giants)。

4.從地球北極上方遠處觀測的話,行星皆以逆時鐘方向繞太陽。除了金星與天王星,行星也以逆時鐘方向自轉。逆時鐘方向非常普遍,因此被稱為「順行」(prograde)。順時鐘運動則稱為「逆行」(retrograde)。

5.月球直徑是地球直徑的27%,質量為地球質量的1.2%。因為月球的軌道與黃帶之間的夾角成5.2度的關係,因此日蝕很罕見,只有在月球行經地球與太陽之間,其軌道經過黃道兩交點之一時會發生。

6.在海王星軌道之外,約離太陽30~50AU之間,小型冰質天體很常見,有幾顆的大小甚至比最大的小行星還大,此區通常稱為「古柏帶」(Kuiper belt)。一些類天體,其近日點離海王星軌道不遠,遠日點距離海王星約100AU,稱為「離散盤天體」(Scattered Disk objects)。以上這些天體組成「海王星外天體」(trans-Neptunian objects, TNO)。

7.一些長週期的彗星,似乎來自距太陽約50000AU之遙的地方,圍繞著太陽系,形狀模糊的歐特雲團(Oort Cloud)。相反地,短週期彗星可能源自離散盤星體。

8.行星科學的怪習慣之一是,任何由水、甲烷、氨、一氧化碳、二氧化碳或氮組成的固體都被稱作是「冰」。

9.太陽周圍的適居區估計約從0.95AU到1.5AU之間。這個範圍讓金星(0.72AU)位於適居區內緣深處,而火星(1.52AU)則處於外緣。

10.地球和水星富含鐵的核心的外層必定是熔岩,因為這兩顆行星有強烈的磁場,顯然是在高導電流體裡由發電運動所產生。金星、月球與火星內部並沒有產生磁場,它們的核心可能全為固體。

11.地球有著半徑1215公里的固態內核與半徑3470公里的液態外核。圍繞在地核外圍的矽酸鹽部分稱作地函。地殼也是由矽酸鹽組成,但與地函的組成元素略有不同。

12. 很多種放射線同位素能在行星內部產熱,但只有四種元素的衰變會產生大量熱能:鉀-40、鈾-238、鈾-235、釷-232。地球的狀況,滲漏至地表的熱能有一半來自原始熱能,而剩下來的幾乎都是放射熱能。

13.地殼與上部地函構成單一物理層,稱為「岩石圈」(lithosphere)。岩石圈之下的地函能產生對流,有時稱為軟流圈(aesthenosphere)。

14.地球的岩石圈厚度約一百公里,分裂為數個板塊,這些板塊因為下方軟流圈的軟質性而能夠移動。

15.火星奧林帕斯山,其底部有六百公里寬,從頂端至底部約二十四公里高,是整個太陽系裡最大的火山。

16.火星的每個大型峽谷以不同國家語言中的「火星」命名。金星上的地形全都與女性相關;水星上的撞擊坑則以已逝的藝術家為名。

17.離子常見於增溫層的外圍,稱作能導電的「電離層」(ionosphere)。當太陽風暴將電漿從太陽帶到地球時,會擾亂地球磁場,導致電離層中出現不尋常的電流波動,干擾無線通訊,嚴重甚至造成停電。

18.平流層會升溫是因臭氧會吸收波長230~350nm的紫外光(能穿透增溫層與中氣層)。

19.因原始藻類之故,約五億年前,二氧化碳的含量降到約現今的十分之一,溫室效應的強度也隨著降低。自由氧氣在距今約22至27億年前首次出現。

20.「金星上下硫酸雨」是錯的。當水滴下落到離地面約四十五公里處,高溫將使水滴再度蒸發,所以水滴永遠不會有機會變成能降落地面的雨滴。

21.木星上的黃色和紅色等各種色調可能是硫、磷或聯氨所造成。

22.每顆巨行星都有強大的磁場,我們通常用「磁偶極矩」來測量行星的磁場。行星必須有一個經過某種對流運動的導電流體區域。類地行星(水星及地球)是行星鐵核的流體外殼。木星和土星的磁場可能在金屬氫層中產生。天王及海王可能尤其外核的導電「冰」內部運動引起的。

23.帶電粒子有時會從行星背向太陽、類似彗星的長尾巴磁偉處回洩近來。在極點附近,帶電粒子可沿著磁力線被引導到大氣層頂不,在天空發散出「極光」。

24.通常,行星環和行星的距離比「洛希極限」(Roche limit)還要近。洛希極限是一個邊界,在此界內的任何大型天體都會被潮汐力給撕碎。我們認為多數行星環都是離行星太近衛星或彗星被潮汐破壞後留下的碎片。

25.土衛六「泰坦」(Titan)是所有衛星中為一具有大氣的星體。

26.天文學家使用「杜林危險指數」(Torino Scale)來對每一顆PHA可能造成的危害進行分類。0代表微乎其微,10代表小行星一定會撞擊地球。小行星阿波菲斯的杜林指數短暫創下「4」的紀錄(代表近距離接觸,大於1%撞擊機率),但在2006年,級數被降至0。

27.到目前為止,大多數發現的系外行星都是巨行星,因為這類的行星最容易找到。類地行星是否也很普遍則尚無證據。

28.銀河系橫跨十萬光年,就算一波的殖民浪潮要經過一千年的時間才會散播到十光年之外,那麼只要一千萬年,整個銀河系的殖民就能完成。銀河系已經超過一百億歲了。如果有豐富的智慧生命,那麼無數先前的物種早就有充分的時間來殖民銀河系了。這就是費米悖論(Fermi Paradox)。




心得
    本書是牛頓通識課系列,本書介紹行星包含衛星、彗星、小行星等入門的知識,我還是看得津津有味,收穫許多。本書較沒有深奧的物理,所介紹的幾乎都是經驗可理解的知識。有些細項如各行星的數值、組成比較瑣碎,整體仍是好閱讀。與我們地球相近,稍微可能有產生生命的少之又少。在金髮姑娘帶就剛好只有地球,火星在外圍一點。火星上有河谷、河道的痕跡,但是在數億年前就蒸發完了。木衛二有液態海洋在表面冰層之下,但是該海洋是甲烷、乙烷等,可產生生命嗎?地球真的是得天獨厚。如卡爾薩根博士的演說,我們所有的悲歡離合、所有的過往及未來,都在那小小的亮點上,其實微不足道,心裡就很感動,何其有幸能在此瞬間降生於世界,知道我們在哪裡,儘管知道的不多。這裡是我們的家,也是我們的母親,我們應該要愛護它、珍惜與它共存的時間。儘管這種理解是帶有一點辛酸的,但也是踏實的辛酸。希望能夠多了解地球,能有機會親眼去多看看,人生才不虛此行。

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