請問 宇宙 的大問題

九大行星的共同點是啥還有在他們身旁小行星特色是啥
太陽系的九大行星

以太陽為中心依序為：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) 、冥王星(Pluto)。

圖中各行星的大小代表其真實的相對大小。

圖片在 ~http://www.phys.ncku.edu.tw/~astrolab/e_book/starry_nite/images/nine_planets.jpg水星是九大行星中最靠近太陽的行星

公轉軌道半徑為5

791萬公里 (0.38AU)；直徑為4

880公里

在九大行星中大小排行是第八

僅大於冥王星

甚至比一些氣體行星的較大衛星如木衛三及土衛六還小

但是質量大得多

為3.30x1023公斤。

　　人類知道水星最早可追溯至蘇美人 (公元前三世紀)；希臘人曾為它在早晚出現時各取了不同的名字

但同時代的天文學家已知道二者其實是同一個星體

柏拉圖學派的赫拉克利特 (Heraclitus) 甚至相信水星和金星是繞著太陽公轉而非繞著地球。

　　只有一個太空探測船－美國的水手十號曾到過水星

它在1973至1974年間曾三度飛越水星

繪測出45%表面積的地圖；另一方面哈伯太空望遠鏡卻無法觀測水星

因為水星太接近太陽

哈伯的精密儀器會被強烈的太陽光給燒毀。

　　水星有一個偏心率很高的公轉軌道

它的近日點距太陽只有4

600萬公里；但遠日點卻有7

000萬公里

近日點的歲差移動速率則很慢。

19世紀的天文學家曾很謹慎地測量出水星的公轉數據

但卻很難以牛頓運動定律完美解釋

數十年間

在觀測數據與理論推導之間就是有那麼一點差距始終無法解釋

當時一般推論是有另一顆尚未發現的行星在一旁影響水星的軌道。

這個謎題後來被愛因斯坦的一般相對論給解開了

事實上對水星軌道的完美推論是一般相對論能被學界接受的一大例證之一。

　　在1962年之前

一般都認為水星的一「天」是和它的一「年」等長

如此水星就會像月球對地球一般

始終以同一面面向太陽

但是在1965年以都卜勒雷達觀測其自轉速度後

這種想法就被推翻了：水星每公轉兩周會自轉三圈！

水星是太陽系已知星體中唯一不是以1:1的方式達到公轉／自轉共振狀態的。

　　這種特別的現象以及水星非常橢圓的公轉軌道

造就了在水星表面上會見到的一些奇妙的效果：在某些經度會看到太陽升起

然後在它慢慢升到天頂的過程中

看起來會愈來愈大；到了天頂

太陽會停下來

然後倒退

再停下來

然後恢復前進直到落下

在這段過程中太陽看起來又會愈來愈小。

而在太陽升落之間

其它恆星已經歷了三度升落！

在其他地方觀測的狀況各有不同

但是同樣也是非常的奇妙。

　　水星表面的溫度差異是整個太陽系中最極端的：從90K至700K；金星的溫度雖然高得多

但是溫差則小得多。

　　水星在很多方面都很像月球：表面佈滿撞擊坑洞且甚為古老

也沒有板塊運動；但另一方面

水星的平均密度 (5.43gm/cm3) 高出月球 (3.34gm/cm3) 甚多

它是九大行星中密度第二大的

僅次於地球。

然而地球的高密度是由於其大質量的重力壓密效果所造成

若非如此則水星的密度將會比地球還高

這表示水星的高密度鐵質核心佔全星體的比例比地球的還大

說不定就是水星最主要的組成

這樣說來它會只有很薄的岩石外殼 (相當於地球的地殼加上地函)。

據推估其鐵質核心半徑達1

800至1

900公里

而其岩石外殼只有500到600公里薄。

此外

有一部分的鐵質核心可能是液態的。

　　水星只有非常微薄的大氣

是由太陽風自其表面吹襲出來的原子所組成

因為水星很熱

這些原子很快就會逸散到太空去

因此相對於金星及地球的穩定大氣

水星的大氣是不斷地新生的。

　　水星表面有一些巨大的斷崖

最長可達數百公里

落差最高可達三公里。

由其中有些斷崖切過坑洞及其他特徵

可知這些斷崖是由於水星早期的表面收縮作用而造成的

據估計這樣的收縮率約為0.1%

相當於半徑縮短了1公里。

　　水星表面最大的地形是卡路里 (Caloris) 盆地 (右圖)

它的直徑大約有1

300公里之廣

一般認為它與月面上的大盆地 (月海) 類似

應該同樣是由於太陽系早期的超大型撞擊所造成

而恰在其背面的一些特別的地形 (左圖) 恐怕也是起因於同一事件。

　　除開多坑洞的區域

水星也有一些比較平坦的地方

有些可能是早期的火山活動所造成

但也有一些可能是被撞擊坑洞的噴出物所填平。

　　在對水手十號數據的再分析中

發現水星一些近期火山活動的初步證據

但還有待進一步的確認。

令人驚奇的是

在雷達對水星北極區的觀測中

發現在一些坑洞的陰影中有水冰存在的證據。

這個區域水手十號並沒有測繪過。

　　水星的磁場很微弱

約只有地球的1%；也沒有已知的衛星。

　　水星通常可以用雙筒望遠鏡甚至肉眼就能看到

但由於它很靠近太陽

因此若在晨曦或晚霞的餘光中就很難看到了。

有些網站可以顯示水星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。

金星是是九大行星中最第二靠近太陽的行星

軌道半徑為10

820萬公里 (0.72AU)；直徑為12

103.6公里

在九大行星中大小排行是第六；質量是4.869x1024公斤。

金星的公轉軌道是所有行星中最接近正圓的

其偏心率不到1%。

　　金星早在史前就為人所知了

它是全天亮度僅次於太陽及月球的星體。

如同水星

它也曾廣被視為不同的二顆星

中國人稱之為啟明星與長庚星

而希臘天文學家也早知道二者實為同一星體。

　　由於金星是地內行星

所以我們可從望遠鏡中觀察到它有盈虧現象

這也是伽利略當初提出支持哥白尼的日心說一個重要的觀測證據。

　　第一個造訪金星的太空探測船是1962年美國的水手2號 (Mariner 2)

之後陸續有超過20個探測船到過金星

包括金星先鋒號 (Pioneer Venus)、蘇聯的金星7號 (Venera 7

人類首艘登陸另一行星的探測船)及金星9號 (Venera 9

傳回金星表面的第一張影像

左圖)

而美國的麥哲倫號 (Magellan) 則正以雷達進行金星表面的地圖測繪工作 (右圖)。

　　金星的自轉速度異常的慢

一個金星日相當於地球的243天

還比金星的一年再長一點

而且其自轉方向是逆向的；此外

金星的自轉與公轉週期是同步的

這使得當它位於近地點 (金星衝) 時總是會以相同的一面面向地球

這個現象究竟是由於共振所致或是純屬巧合則尚未有定論。

　　金星有時會被視為地球的姊妹行星

的確在有些方面它們是頗為相似的： ‧金星只比地球小一點 (直徑是地球的95%

質量是地球的80%)；‧它們的撞擊坑洞很少

這表示其表面都是較為年輕的；‧它們的平均密度及化學組成類似。

　　基於上述原因

人類曾想像在金星的厚重雲層之下會有一個非常像地球的環境

也許也會有生命存在；然而事與願違

更多的研究已指出金星在很多方面和地球是根本完全不同的。

　　金星表面的大氣壓力高達90大氣壓 (atm) (相當於地球海洋中1公里深處的壓力)

主要組成是二氧化碳

有數層達數公里厚的硫酸雲緊緊包覆著

使得從金星之外無法窺見其表面的任何部分。

這樣的大氣產生了強烈的溫室效應

使得金星表面溫度高達740K

熱得足以將鉛熔融

這就是為什麼金星距太陽幾乎比水星遠一倍

但表面溫度反而高得多的原因。

雖然在金星的濃雲頂端總有高達350公里時速的強風吹襲

但在其表面的風卻很微弱

時速不會超過數公里。

　　金星很可能一度和地球一樣含有大量的水

但在如此嚴苛的環境中也早就蒸發殆盡了

所以金星現在是非常乾燥的；其實地球只要再多接近太陽一點也會面臨相同的命運。

藉由研究這個在基本條件上頗接近地球的行星竟然擁有如此懸殊的環境

我們會更加瞭解地球環境得天獨厚之所在。

　　金星的地形大部分都是略有起伏的平地

有一些低平的窪地如Atalanta平原、Guinevere平原及Lavinia平原；有二個高地區域

分別是位於北半球的Ishtar高地 (約有澳洲的大小) 及位於赤道的Aphrodite高地 (約有南美洲的大小)

Ishtar高地主要是由Lakshmi高原構成

其四周被全金星最高的山環繞

包括巨大的麥斯威爾 (Maxwell) 山脈。

　　麥哲倫號的雷達影像顯示金星表面許多地方都是被熔岩所覆蓋

有一些大型的盾狀火山 (像是地球上的夏威夷或火星上的奧林帕斯山)

例如Sif山 (右圖)。

最新的發現指出金星現在仍有火山活動

但是只有少數的熱點 (hot spots)

不像地球有大規模的板塊運動

大部分地區的地質活動狀況在過去數億年間是相當平靜的。

　　金星表面沒有小型的撞擊坑洞

可能是由於小流星在落地前都會被其濃厚的大氣給燒盡了；而另一方面

多為成群分布的坑洞則可能是由於大流星在落地前在大氣中破碎成數塊所致。

　　金星表面最古老的地區可能已達8億年之老

當年大規模的火山作用已把更古老的表面全部重塑

當然也把之前的撞擊坑洞給抹除了。

　　麥哲倫號的影像中呈現了很多種有趣且獨特的地形

像是煎餅 (pancake) 火山群 (左圖) 似乎噴發出很厚的熔岩塊；而「日冕」(coronae) (右圖) 則很像是岩漿庫頂端的熔岩穹窿塌陷所造成。

　　金星的內部可能很像地球：有一個半徑約3

000公里的鐵質核心

岩石地函則佔最大體積

而麥哲倫號的最新重力探測資料顯示

金星的地殼比以往猜測的來得堅厚。

如同地球一般

金星地函有熱對流會對地表的岩石產生壓力

但因為它們分散在許多較小的區域

所以不會像地球一樣因熱對流很集中而形成板塊邊界。

　　金星沒有磁場

這或許是因為它的自轉速度太慢所致；它也沒有衛星。

以往曾有不少觀測者聲稱看到金星衛星的縱跡

但現在已知這是因為在望遠鏡中的金星太亮了

以致在眼球中產生反影所致。

　　金星很容易用肉眼看到

在日出或日落前後一段時間內可以在太陽附近的天空中輕易發現。

有些網站可以顯示金星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。

地球是離太陽第三近的行星

軌道半徑為14

960萬公里 (1.00AU)；直徑為12

756.3公里

在九大行星中大小排行是第五；質量是5.9736x1024公斤。

　　直到十六世紀的哥白尼時代之後

人類才瞭解到地球只不過是太陽系的另一顆行星而已。

　　地球當然不需太空探測船才可認識

但是直到二十世紀我們才真正勾勒出整個地球的全貌。

當然能自太空中取得它的影像是其中相當重要的因素

地球的太空影像對天氣預測

尤其是颱風 (颶風) 的預報來說有很大的幫助

而且從太空看到的地球真是非常美麗。

　　由化學組成成分及地震震測特性來看

地球本體可以分成一些層圈

以下就標示出它們的名稱與範圍 (深度

單位為公里)： 0- 40 地殼40-2

890 地函2

890-5

150 外地核5

150-6

378 內地核　　固態的地殼厚度變化頗大

海洋地區的地殼較薄

平均約7公里厚；而大陸地殼就厚得多

平均約40公里厚；地函也是固態

不過在它上部有一層極小部分熔融的區域

稱為軟流圈

其上的地函最頂部及整個地殼則稱為岩石圈；至於外地核是液態而內地核是固態。

這些不同的層圈都是以不連續面為界

最有名的就是在地殼與地函之間的莫氏不連續面 (Mohorovicic discontinuity)。

　　地函佔有地球的主要質量

地核反而位居其次

至於我們生存的空間則只是整個地球極小的一部分而已 (質量

單位為1024公斤)： 大氣層 = 0.0000051海洋 = 0.0014地殼 = 0.026地函 = 4.043外地核 = 1.835內地核 = 0.09675　　地核主要的主要成分是鐵 (或鐵鎳質)

不過也可能有一些較輕的物質存在

地心的溫度約有7

500K

比太陽表面溫度還來得高；下部地函的主要成分可能是矽、鎂、氧

再加上一些鐵、鈣及鋁；上部地函主要成分則是橄欖石及輝石 (鐵鎂矽酸鹽岩石)

也有鈣和鋁。

以上這些瞭解都是來自於地震震測資料

雖然上部地函的物質有時會因著火山噴出熔岩而被帶到地表來

但是我們仍無法到達固體地球的主要部分

目前的海底鑽探行動連地殼都尚未挖穿。

地殼的成分則主要是石英 (二氧化矽) 及矽酸鹽類如長石。

整體估算

地球化學組成的重量百分比為： 34.6% 鐵29.5% 氧15.2% 矽12.7% 鎂2.4% 鎳1.9% 硫0.05% 鈦　　地球是平均密度最大的主要星體。

　　其它類地行星也都具有和地球類似的結構與組成

但其中也有一些差異：月球核所佔比例最小；水星核的比例最大；而火星及月球的函相對較厚；月球和水星沒有化學組成明顯不同的函與殼之分；地球可能是唯一可再分成內外核的。

不過請留意

我們對行星內部的認識主要是來自於理論推導

就算是對地球的也是如此。

　　有別於其它類地行星

地球的最外層 (包含地殼及上部地函的頂端) 被切分為數塊

「飄浮」於其下的熾熱地函之上

這就是著名的板塊構造運動學說。

這個學說主要描述兩種運動：拉張與隱沒

前者發生在二個板塊互相遠離

其下的岩漿湧出而生成新地殼之處；後者則發生在二個板塊互相碰撞

其中一方潛入另一方之下

終至消滅於地函中之處。

此外

也有一些板塊邊界是橫向錯開式的相對運動或兩個大陸板塊硬碰硬地撞在一起。

目前全球有八個主要板塊： 歐亞板塊－北大西洋東半部、歐洲及亞洲 (印度除外)； 非洲板塊－非洲、南大西洋東半部及印度洋西側； 印澳板塊－印度、澳洲、紐西蘭及大部分的印度洋； 太平洋板塊－大部分的太平洋 (包含美國南加州海岸地區)； 納斯卡板塊－緊臨南美洲的太平洋東側； 北美板塊－北美洲、北大西洋西半部及格陵蘭； 南美板塊－南美洲與南大西洋西半部； 南極板塊－南極洲與南大洋。

　　此外還有至少二十個小板塊

如阿拉伯板塊、科克斯板塊及菲律賓海板塊等。

在板塊邊界的地震發生異常頻繁

將震央一一點出即可明顯看出板塊的邊界何在 (右圖)。

　　地球的表面很年輕

只有5億年左右

以天文的角度來看確實很短。

侵蝕作用及構造地質運動不斷地破壞又重建大部分的地表

因而幾乎完全消滅了地表早期的地質記錄

例如撞擊坑

所以早期地球歷史大部分都已不見蹤跡。

地球約有45至46億年老

然而目前已知最老的岩石只有大約40億年前

而且老於30億年的岩石非常罕見。

最老的生物化石不老於39億年前

有關生命起源的關鍵時期則亳無記錄。

　　地球表面積71%為水所覆蓋

地球是太陽系唯一在表面可以擁有液態水的行星 (土衛六的表面有液態乙烷或甲烷

而藏於木衛二的表面之下則可能有液態水

不過地球表面有液態水仍是獨一無二的)。

液態水是我們已知的生命型式所不可或缺的要素；而緣於水具有的大比熱性質

海洋的熱容積成為保持地球溫度恆定的一大功臣；液態水還是陸地上侵蝕與風化作用的主要營力

這是太陽系中唯一有此作用的地方 (也許火星早期也曾有過這些作用

但現在已無）。

　　地球大氣組成中

77%是氮氣而21%是氧氣

再來就是微量的氬、二氧化碳及水氣。

地球初形成時的大氣很可能大部分都是二氧化碳

不過它們大多已被碳酸鹽類岩石給結合

其餘的則是溶入海洋及被綠色植物耗盡；如今板塊構造運動及生物作用是大氣中二氧化碳消長的持續主控者。

大氣中存在的水氣及微量二氧化碳所造成的溫室效應是維持地表溫度極重要的作用

溫室效應使地表溫度提高了大約35℃

否則地表的平均溫度將是酷寒的-21℃！

若沒有水氣及二氧化碳

海水會凍結

而我們已知的生命型式將無從開展。

此外

水氣更是地球水循環及天氣變化中不可或缺的要角。

　　自由氧的存在也是地球化學組成的一大特徵

因為氧是活性很強的氣體

照理說應該很容易就和大氣中其它元素相化合

地球上的氧氣完全是由生物作用產生及維持

若沒有生命就不會有自由氧。

　　地球與月球之間的引潮力會使地球的自轉週期每一世紀增加約2毫秒

最新研究顯示在9億年前一天只有18小時

而一年則有481天。

　　地球擁有適度的磁場

推測磁場是起因於液態外地核中的電流。

由於太陽風與地球磁場及外層大氣的交互作用

極光於焉產生；而上述因素的不均衡造成磁極會在地表移動

目前磁北極位於加拿大北境。

　　地球磁場及其與太陽風的交互作用也造成了范愛倫輻射帶 (Van Allen radiation belts)

它是環繞著地球的成對環狀帶

外型就像是甜甜圈

由氣體離子 (電漿) 組成

其外圈由海拔19

000公里延伸到41

000公里；內圈則介於海拔13

000至7

600公里之間。

火星是從太陽數來第四顆行星

軌道半徑為22

794萬公里 (1.52AU)；直徑為6

794公里；質量是6.4219x1023公斤。

　　火星自史前時代就已為人所知

直至今日

它仍是科幻小說除了地球以外最常出現的太陽系場景。

不過

美國天文學家羅威爾 (Lowell) 在二十世紀初「看」到的火星「運河」(canals)

曾引起多少世人無盡的遐想

如今己確定這真的純屬幻想

事實上並不存在。

　　最早造訪火星的探測船是1965年美國的水手4號 (Mariner 4)

之後陸續有許多探測船到過火星

包括第一艘登陸的火星2號 (Mars 2)、在1976年登陸的二艘海盜號登陸艇 (左圖)

而在長達20年的中斷後

新一代的探測船火星探路者號 (Mars Pathfinder

MPF) 在1997年4月成功登陸火星 (右圖)。

　　火星的公轉軌道相當橢圓

這使得火星正對太陽處的溫度在一年之間有很大的變化：在近日點與遠日點之間可以相差到約30℃

這是影響火星氣候的主要因素之一。

火星表面的平均溫度約為218K (-55℃)

但實際溫度從冬半球極區的140K (-133℃) 至夏半球向陽面的300K (27℃)

差異相當大。

　　火星雖然比地球小得多

但其表面與地球陸地可說是大致相同。

　　除了地球

火星是類地行星中地形最多變的行星

以下是它的一些壯麗地景： 　　．奧林帕斯山 (Olympus Mons)：是太陽系中最巨大的山

從四周平原算起足足有24公里高

整個火山有500公里寬

單是環繞山邊的峭壁就有6公里高 (右圖)；　　．Tharsis bulge：火星表面的巨大隆起

有4

000公里寬、10公里高；　　．水手峽谷 (Valles Marineris)：全長4

000公里、深2至7公里的超級大峽谷群 (右圖)； 　　．Hellas Planitia：位於南半球的撞擊坑

寬2

000公里、深6公里。

　　火星表面很多地方都非常的古老且多坑洞；但也有很多較年輕的裂谷、山脊、丘陵及平原。

　　火星南半球主要是古老而多坑洞的高地 (左圖)

有一點像是月球表面；北半球則主要是由相對年輕得多的、高度較低的、地質史更為複雜的平原所組成

而在二區之間似乎有一道高差達數公里的明顯邊界。

這種地形上的區分及明顯的邊界究竟是基於什麼原因

目前為止並不清楚

有一種推測認為這是由於火星在形成隨後的一次超級大撞擊事件所造成。

目前有一些科學家已開始質疑上述的明顯邊界到底是否存在

火星全球探勘者號 (Mars Global Surveyor

MGS) 或可解答這個議題。

　　有關火星內部的瞭解只能從其表面資料及整體數據經大量計算得知。

火星很可能有一個半徑約1

700公里的核、一個密度較地球地函高的火成岩函及一個薄殼。

火星比其它類地行星的密度都來得低

這可能是因為火星核除了鐵質之外

還含有較多的硫化物碎片所致

換句話說

火星核可能是由鐵及硫化鐵組成。

　　就像水星和月球一樣

火星目前似乎沒有活動中的板塊構造運動

在火星上找不到近代表面水平移動的證據

如地球上常見的褶皺山脈。

由於沒有橫向的板塊移動

在火星殼以下的熱點 (hot-spots) 長期在地表固定停駐在一處

再加上火星的表面重力薄弱

這或許就是形成火星表面巨大火山及隆起的原因。

雖然火星目前並無火山活動的跡象

但火星全球探勘者號發現的一些新證據指出

在火星地質史的早期可能曾有構造運動

這個發現已引發了科學家拿來與地球比較的高度與趣。

　　火星表面許多地方有極清楚的侵蝕地形

包括大規模的洪氾痕跡及一些小河系 (右圖)

這說明了火星表面以前必定曾一度有流水

也許有大湖甚至海洋。

但這樣的歲月似乎並不長久而且是很久以前的事了

據推估差不多是40億年前。

至於著名的水手峽谷則並非由流水造成

它是在 Tharsis bulge 生成時

火星殼被拉張而形成。

　　火星過去曾經更像地球

它的二氧化碳多被固定在碳酸鹽岩石中

然而由於沒有板塊構造運動

火星並不能像地球一樣將這些二氧化碳釋放回大氣中

因而無法擁有足夠的溫室效應

使得火星就算是位於地球的位置

氣溫還是遠比地球寒冷得多。

　　火星有一層很薄的大氣

主要由僅餘的二氧化碳 (95.3%) 加上一點氮 (2.7%)、氬 (1.6%) 、微量的氧 (0.15%) 及水氣 (0.03%) 所組成。

表面平均大氣壓大約只有7百帕

還不到地球的百分之一

在各地的氣壓變化很大

從最深的盆地底幾乎有9百帕

到奧林帕斯山頂大約只有1百帕不等。

雖然只有這一點大氣

卻已經足以產生非常劇烈的強風及塵暴

甚至常常籠罩整顆行星達數月之久！

火星大氣的溫室效應僅能使表面溫度提高5K

遠不及金星與地球。

　　火星的兩極有永凍的冰冠

冰冠主要是由乾冰 (固態二氧化碳) 組成

呈現出由暗色塵沙與冰層交替的層狀結構。

在北半球夏季

二氧化碳會自冰層全部昇華至大氣中

只剩下水冰層；但是南極冰冠有沒有水冰層就沒那麼清楚了

因為南極冰冠 (左圖) 的乾冰從未全部消失過。

火星冰冠層狀結構的成因尚無定論

也許是因為火星赤道面與公轉軌道面交角的長期變化所致。

此外

在較低緯區的表面之下說不定也有水冰的存在。

海盜2號登陸艇的觀測數據顯示

火星冰帽大小的季節性變化使得大氣壓力變化幅度可達25%之高！

　　由哈伯太空望遠鏡 (右圖) 的最新觀測結果得知

海盜任務期間的火星似乎並不是處於典型狀態

目前火星的大氣似乎比海盜號登陸艇觀測的時候更冷、更乾

進一步的訊息可參閱 STScI 網站。

　　海盜號登陸艇曾做過一些確定火星上是否有生命的實驗

雖然結果略顯含混

但如今大部分科學家都相信這些實驗結果並未顯示出任何火星有生命的證據。

在這方面仍有一些爭議

樂觀者指出這些實驗僅僅分析了2個小樣本

而採樣地點也不是很恰當

實驗結果的代表性存疑。

未來的火星任務將會進行更多的實驗分析。

　　另一方面

地球上有少量的隕石 (SNC 隕石) 咸信是來自於火星。

1996年8月6日

David McKay 等人發表了第一件在火星隕石中鑑定出有機物的報告

作者進一步指出

這些有機物以及隕石中一些其它的礦物特徵

或許正是火星遠古時代曾有微生物的證據 (左圖？)。

　　多驚人的宣告！

但須特別注意的是

雖然這個證據總是被強調

但其實尚並不足以支持外星生命確實存在的想法。

自從這份報告發表以來

又有許多不同結論的相關研究發表。

劃時代的宣告總需要劃時代的證據

在我們確信這個劃時代宣告屬實之前

恐怕還有許多研究要進行。

　　火星沒有全球性的磁場

但在許多區域具有微弱的磁場

這是火星全球探勘者號在剛進入火星軌道數天內就意外發現的

這些區域磁場可能是已不復存在的全球磁場所殘留下來的。

這個發現對於火星內部結構以及大氣演化史的相關研究也許會提供很重要的幫助

而後者又可進一步用以研究火星遠古生命存在的可能性。

　　在晚上

火星是很容易用肉眼觀測的

視地球與其相對位置的不同

它的亮度變化很大。

有些網站可以顯示火星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。

星是從太陽數來第五顆行星

也是太陽系最大的行星

它的軌道半徑為77

833萬公里 (5.20AU)；赤道處直徑為142

984公里；質量是1.900x1027公斤

超過太陽系其它所有行星總合的2倍

是地球質量的318倍。

　　木星自史前時代就已為人所知

是全天第四亮的星體

僅次於太陽、月球和金星之後

火星則在某些時候會比它亮。

1610年

伽利略首先發現木星的四大衛星－木衛一 (Io)、木衛二 (Europa)、木衛三 (Ganymede) 及木衛四 (Callisto)

也就是著名的伽利略衛星

這是人類首度發現絕對不可能繞著地球運轉的星體

這是當時支持哥白尼的日心說最有力的證據之一。

　　1973年

先鋒10號 (Pioneer 10)探測船首次造訪木星

其後先鋒11號 (Pioneer 11)、航海家1、2號 (Voyager 1/2) 及尤利西斯號 (Ulysses) 也陸續到過木星。

新一代探測船伽利略號 (Galileo) 現正在木星軌道上

已傳回許多極有價值的資料。

　　像木星一樣的氣體行星並沒有固態的表面

它們的氣體就是很單純的愈深愈密。

我們所謂的半徑和大小是以一大氣壓處為其表面來計的；而我們肉眼所看到的表面則是其大氣層的雲頂

比一大氣壓處的位置略高。

　　木星的組成中

氫佔了大約75%的質量

而氦則佔了約25% (以原子數量來看

氫佔90%而氦佔10%)

還有微量的甲烷、水、氨及「岩石」

這與太陽系的前身－原始太陽星雲 (Solar Nebula) 的組成相近。

同為氣體行星的土星也是類似的組成

但天王星及海王星中的氫和氦就少得多。

　　我們對木星及其它氣體行星內部的瞭解非常之間接

這種情形可能還得延續很長一段時間。

伽利略號的大氣探測器也不過從雲頂下探了大約150公里深而已。

　　木星可能有一個岩石質的核

質量大約有地球的10至15倍之多。

在這個核之上、佔木星主要體積的部分是像液態金屬一樣的氫

這種狀態的氫是由游離的質子和電子混雜而成

很像太陽內部的電漿但溫度低得多。

在此溫度下

木星內部的氫是液態而非氣態

它是電的良導體

也造成木星的磁場。

這一層中可能還含有一些氦及微量的「冰」。

　　木星的最外層則是由普通的分子氫氣及氦氣組成

也就是木星的大氣層

我們肉眼所看到的木星表面就是這一厚層大氣的最頂部。

木星大氣中還有微量的水、二氧化碳、甲烷等簡單分子。

　　據信木星大氣中有三層不同的雲

分別是由氨冰、氨的氫硫化物及冰晶加水滴組成。

然而

伽利略號大氣探測器取得的初步資料只顯示出少量的雲

這是因為探測器的降落點 (左圖) 並不尋常

地球上的望遠鏡及伽利略號之後的觀測都指出此降落點在當時是特別溫暖與少雲的區域之一

這只能說是運氣不佳。

　　伽利略號大氣探測器的資料也指出木星大氣中的水比預期的少很多。

原本預期木星大氣中含氧的比例會是太陽的2倍

而以與氫化合成水的形式存在

但實際上卻是比太陽的含量還少。

另一個驚人的發現則是大氣最高層的高溫與高密度。

　　木星及其它氣體行星都有平行於緯線方向的寬廣高速風帶

每個相鄰風帶的風向都相反。

各風帶的化學組成及溫度略有差異

使得木星表面呈現出帶狀色彩的外觀

顏色較淡的稱為「區」(zones) 而較深的則稱為「帶」(belts)。

木星的風帶為人所知已有一段時間了

但是在風帶邊界的複雜旋風卻是由航海家探測船首見。

伽利略號大氣探測器的資料顯示木星的風速可高達每小時400公尺

遠比預期中的快得多

而且會下竄到探測器能偵測的深度以下

可能下竄達數百公里深。

研究也發現木星的大氣相當動盪

表示木星風主要是受其內部的熱驅動

不像地球的天氣變化是由太陽的熱驅動。

　　木星雲的鮮豔色彩可能是由於大氣中微量元素的化學反應造成

很可能與硫有關

因為硫化物的顏色變化多端

不過這方面的細節實屬未知。

顏色還與高度有關

最低的是藍色

其次是棕色與白色

而紅色在最高處

有時我們可以從高雲的裂隙中看到較低的雲層。

　　大紅班 (Great Red Spot

GRS) 早在300多年前就被發現了

一般認為是17世紀的卡西尼 (Cassini) 或 Robert Hooke 發現的。

大紅斑大小約為12

000×25

000公里

足足可以吞下2個地球！

另一個較小但相似的斑點也已發現有數十年之久了。

由紅外線觀測結果及其旋轉方向可知大紅斑是一個高氣壓區

它的雲頂比其周圍高得多也冷得多。

類似的結構在土星及海王星都有發現

至於為什麼它們可以持續存在這麼久的時間則未知。

　　木星自己發散至太空的輻射量要比它從太陽吸收來的還要多

木星內部是高溫的

核心可達約20

000K。

這些自產能量是起源於木星形成初期的收縮

不像太陽是以核融合反應產生能量

這是因為木星不夠大

其核心溫度尚不足以引發核融合反應。

木星內部的熱可能會在液態層深處引發對流作用

進而造成我們在雲頂所看到的複雜運動。

土星及海王星在這方面與木星頗為相像

但奇怪的是天王星卻非如此。

　　木星的大小差不多已到了行星的極限

如果再多加質量

它將會因重力收縮而使得體積大小僅些微增加。

恆星之所以可以更為巨大

是因為其核心核融合反應產生的高熱膨脹所致。

木星至少要有80倍的質量才能引發核融合反應而成為一顆恆星。

　　木星具有比地球強大得多的磁場

它的磁層向太陽相反方向可延伸達6億5千萬公里

甚至超過土星的軌道！

而面向太陽方向也有數百萬公里厚。

因此木星的衛星全都位於它的磁層之中

這或許正是造成木衛一表面許多活動的原因。

未來的太空旅行者以及航海家與伽利略號的設計者都須注意

木星周遭有許多被其強大磁場捕捉的高能帶電粒子

這種情況就像是地球外的范愛倫輻射帶

不過可強烈得多！

人類若沒有防護必難逃一死。

伽利略號的大氣探測器在木星環與高層大氣之間新發現一個強幅射帶

比范愛倫輻射帶強10倍左右。

令人驚訝的是此帶中有來路不明的高能氦離子。

　　木星像土星一樣有環

但黯淡得多 (右圖)。

這個/發現完全是在意料之外

若不是有兩位航海家1號計畫的科學家堅持

在太空平安航行了10億公里之後

航海家1號至少該花一點點功夫稍微找一下有沒有環存在

就不會有這個重大發現。

所有其它的科學家都認為能找到任何東西的機會根本就是零

結果卻真的發現了

真是當頭棒賀！

從此科學家才陸續以地面及伽利略號的紅外線影像勾勒出木星環的樣貌。

　　1994年7月

舒梅克－李維9號彗星 (Comet Shoemaker-Levy 9) 墜入木星

形成壯觀的歷史鏡頭 (左圖)。

在木星表面所造成的影響連業餘望遠鏡都清晰可見。

哈伯太空望遠鏡甚至在近一年之後還觀測得到撞擊的殘跡。

　　夜空中的木星常常是最亮的星體

金星雖然比它亮卻很少出現在黑夜。

此外

4個伽利略衛星用雙筒望遠鏡即可輕易看到

而要看到一些風帶及大紅斑也只需小型天文望遠鏡。

有些網站可以顯示木星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。

木星有63顆衛星土星是從太陽數來第六顆行星

也是太陽系第二大行星

軌道半徑為142

940萬公里 (9.54AU)；赤道處直徑為120

536公里；質量是5.68x1026公斤。

　　土星自史前時代就已為人所知。

1610年

伽利略首度以望遠鏡觀測土星

他有注意到土星的奇怪形狀但無法解釋。

由於地球每隔幾年就會通過土星環所在的平面

也就是說我們會因正對土星環的側面而無法看到環面

因而早期對土星的觀測常常出現難解的差異

直到一幅低解析度影像出現才大大改觀

1659年

Christiaan Huygens 正確推論出土星環的空間幾何狀態。

以往我們以為土星是唯一有環的行星

直到1977年發現天王星具有微薄的環

稍後又發現了木星和海王星的環

才知道原來氣體行星都有環。

　　1979年美國探測船先鋒11號首度造訪土星

之後航海家一、二號 (Voyager 1/2) 也到過。

2004年卡西尼號 (Cassini) 將會抵達土星

現在它正在路上。

　　用小型天文望遠鏡觀測就可以發現土星有一點扁平

它的赤道處與兩極處的直徑比為110% (120

536公里比108

728公里)

這是由於土星是流體行星且自轉特別快的緣故

其實其它氣體行星也是略扁

只是沒有土星這麼嚴重。

　　土星的密度是所有行星中最低的

平均比重只有0.7

比水還低。

所以理論上土星會在水中浮起來

只要你找到夠大片的水體。

　　土星有75%的氫和25%的氦

加上少量的水、甲烷、氨以及「岩石」

和木星的組成一樣

也與太陽系的前身－原始太陽星雲 (Solar Nebula) 的組成相似。

土星的內部結構也與木星類似

有一個岩石質的核、一個液態金屬狀氫層及分子氫氣外層

也有微量的冰。

　　土星內部是高溫的

核心可達12

000K

它發散至太空中的能量多於自太陽吸收的能量。

和木星一樣

土星自產能量是由於 Kelvin-Helmholtz 效應

但此效應可能不足以完全解釋它所有幅射出的能量

也許還有別的機制存在。

　　木星的風帶非常鮮明

土星則模糊多了

在近赤道區還能看到一些。

土星雲頂的細節在地球上觀測不到

直到航海家1號造訪才開啟了有關其大氣環流的瞭解

原來土星也有一些長命斑點 (右圖中的紅點) 及其它木星上常見的特徵。

1990年

哈伯太空望遠鏡在土星赤道附近觀察到一團巨大的白色雲團

這是航海家時期還沒有的；1994年又觀察到另一團較小的氣旋 (左圖)。

　　從地球上可以觀察到土星有兩個清晰的環 (A環和B環) 及一個模糊的環 (C環)。

A環與B環之間就是著名的卡西尼環縫 (Cassini division)

在A環外側還有一個模糊得多的恩克 (Encke) 環縫

這個環縫的命名大有問題

因為恩克很可能從未看過此環縫！

後來航海家1號又新發現了4個模糊的環縫。

雖然土星環自地球看起來像是一個連續平面

但其實是由各具獨立軌道的無數小物體所組成

它們的大小自1公分至數公尺不等

少數甚至有數公里寬。

土星環非常薄

雖然它的寬度可達25萬公里以上

厚度卻不到1.5公里；它看起來頗為壯觀

但實際上包含的物質卻不多

如果把土星環所有的物體擠壓在一起

直徑連100公里都還不到。

與其它行星環不同

土星環非常亮

反照率達 0.2至0.6

似乎是主要是由水冰組成

但也可能有一些包著冰殼的岩石。

　　航海家1號確認土星環有所謂的非同步輻射 (radial inhomogeneities) 現象存在

稱為「spokes」

這個奇怪的現象最早是由業餘天文學家所發現 (左圖)

此現象的成因至今仍成謎

但或許與土星的磁場有關。

　　土星的最外環F環

是由數個相互糾結的小環形成的複雜結構

此一特別結構可在航海家1號的影像中看到 (右圖)；但是航海家2號卻沒有觀測到

可能它觀測到的剛好是沒有糾結的部分。

　　土星有些衛星及環之間會產生複雜的重力共振現象

有所謂的「牧羊衛星」(shepherding satellites) 如土衛十五 (Atlas)

土衛十六 (Prometheus) 及土衛十七 (Pandora)

它們對維持環的穩定有舉足輕重的影響；土衛一 (Mimas) 使得卡西尼環縫中缺乏物質

與小行星帶中的 Kirkwood 環縫成因相似；土衛十八 (Pan) 則剛好位於恩克環縫中。

這整個系統非常複雜

目前我們對其知之甚少。

　　土星環及其它類木行星環的起源目前仍未知。

即使行星環可能自行星形成時就已存在

它們的系統並不穩定且勢必因各種作用而不斷更新

或許也會自較大的衛星分裂而來。

　　如同其它類木行星一樣

土星有很強大的磁場。

　　夜空中的土星很容易以肉眼看到

雖然它不如木星那麼明亮

但由於不會像恆星一樣閃爍

因此可輕易從繁星中辨認出來。

使用小型天文望遠鏡即可看到土星環及較大衛星。

有些網站可以顯示土星及其它行星在天空的現在位置；更多的細節及圖表則可以在一些星圖軟體如Starry Night中找到。

　　天王星是從太陽數來第七顆、倒數第三顆行星

也是太陽系第三大行星

軌道半徑為287

099萬公里 (19.218AU)；赤道處直徑為51

118公里；質量是8.683x1025公斤。

與海王星比起來

天王星體積較大但質量較小。

　　天王星是近代發現的第一顆行星。

英國天文學家 William Herschel 在用他的望遠鏡有系統地搜尋之後

在1781年3月13日發現了天王星。

其實之前天王星早已被觀測到很多次

但都被視為一顆普通恆星

目前追溯最早有關它的紀錄是出現在1690年 John Flamsteed 的星體目錄中

被編為金牛座34星。

當初 Herschel 將它命名為喬治星 (Georgium Sidus)

以榮崇他的贊助人

也就是在美國人心目中聲名狼籍的英王喬治三世

其它人則直呼此星為 Herschel；現名天王星最早是由德國天文學家 Bode 提出

以符合其它行星都是以神話人物命名的傳統

不過這個名稱遲到1850年才廣為人使用。

　　1986年1月24日

美國的航海家2號曾造訪天王星

這是唯一曾到過天王星的探測船。

　　大部分行星的自轉軸都近似垂直於黃道面

但天王星的自轉軸幾乎完全平行於黃道面

你可以說天王星是躺著自轉的。

當航海家2號經過天王星時

它的南極幾乎正對著太陽

這使得天王星的南極區比赤道區接收到的太陽能量更多

然而赤道溫度仍比極區高

其背後機制不明。

　　實際上那到底算是南極還是北極仍有很大的爭議！

你可以說天王星的自轉一如大多數行星是順轉

只是它的軸傾斜略超過90°；或是說它的軸傾斜略小於90°但是逆轉。

類似的爭議也發生在金星上

有人認為金星的自轉並非逆轉

而是它的自轉軸傾斜將近180°。

　　天王星主要是由岩石及各種冰組成

氫只佔15%

氦更是少量

這與木星及土星主要成分是氫有很大的不同。

天王星和海王星很像是木星或土星去掉厚重液態金屬狀氫外殼後的核

天王星的岩石也不像木星及土星集中在核心

而是較均勻散布在全體。

　　天王星的大氣有83%的氫、15%的氦和2%的甲烷。

　　如同其它氣體行星一樣

天王星也有高速繞行的風帶

但非常模糊

航海家2號的影像得經過強化處理才看得出來 (右圖)。

在哈伯太空望遠鏡最新影像中 (左圖) 顯示出較大且更多的風帶條紋

其它哈伯的觀測則呈現出更多的活動。

天王星現在並不像航海家眼中一樣的單調平和

這種差異顯然是因為季節性的變化

太陽目前直射在天王星較低緯區

可能導致更明顯的畫夜天氣變化。

到了2007年太陽將會剛好直射它的赤道地區。

　　天王星的藍色外觀是因高層大氣中的甲烷吸收紅光所致

像木星一樣的彩色風帶仍可能存在

但由於甲烷層覆於其上而不能得見。

　　一如其它氣體行星

天王星也有環

它們像木星環一樣很暗

組成則較像土星環

由差不多大小的物體環繞成最寬10公尺的環

其中還有一些細塵。

目前已知有11個環

全都很黯淡

其中最亮的是 Epsilon 環。

天王星環是除了土星環之外第一個被發現的行星環

使我們瞭解到環並非是土星所獨具

而是行星的常態。

　　在之前已知的5顆大衛星之外

航海家2號又發現了10顆小衛星

似乎在天王星環中還有更多的微小行衛星。

　　天王星的磁場很古怪

它的磁心並不是在地理核心

而且磁軸與自轉軸的傾斜角高達60°

這可能是由其內部較淺處的運動產生。

　　在非常漆黑的晴夜裡

天王星有時剛好能用肉眼勉強看到；如果事先已知它的位置

那麼用雙筒望遠鏡就可以很容易看到；用小型天文望遠鏡則可以看出一個小球面。

有些網站可以顯示天王星及其它行星在天空的現在位置

但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了

這在一些星圖軟體如Starry Night中才有。

海王星是從太陽數來第八顆、倒數第二顆行星

也是太陽系第四大行星

軌道半徑為450

400萬公里 (30.06AU)；赤道處直徑為49

532公里；質量是1.0247x1026公斤。

與天王星比起來

海王星體積較小但質量較大。

　　在天王星被找到之後

天文學家發現它的公轉軌道並未完全符合牛頓定律

因此即預測在其外必定還有一顆行星重力擾動海王星的公轉。

過了數十年

終於在1846年9月23日由 Galle 和 d'Arrest 發現

與 Adams 和 Le Verrier 用木星、土星及天王星的觀測數據計算出來的位置很接近

這個發現曾引起英國與法國的國際爭議

或至少是 Adams 和 Le Verrier 二人之間的爭議

爭議的重點是倒底是誰先定位出這顆新行星並擁有為其命名的權利。

現在他們共享發現海王星的榮耀。

後來的觀測者發現他們二人計算出的公轉速度都同樣比實際情形來得快

因而在數年之前與數年之後是無法以預測位置找到海王星的。

　　1989年8月25日

美國的航海家2號曾造訪海王星

這是唯一曾到過海王星的探測船

我們幾乎所有對這顆遙遠行星的瞭解都是來自於這次太空任務。

　　由於冥王星的公轉軌道十分怪異

它有一段時間會穿進海王星的軌道以內

使得海王星有幾年的會成為距太陽最遠的行星。

　　海王星的組成大致與天王星一樣

由各種冰及岩石組成

有15%的氫

還有少量的氦。

它的內部可能比較像天王星而非木星與土星

也就是說並沒有明顯的分層

而是組成分布相當平均；但它更有可能有一個比地球地核更小的岩石質核心。

海王星的大氣主要也是由氫、氦和少量甲烷組成。

海王星的藍色外觀是因大氣中的甲烷吸收紅光所致。

　　如同典型的氣體行星

海王星也有平行於緯線方向的高速風帶及大型渦流

海王星的風甚至是太陽系中最快速的

時速可達2

000公里。

　　如同木星與土星

海王星也有內部熱源

它發散出的熱量是吸收自太陽熱量的2倍。

　　在航海家2號造訪之時

海王星外觀最顯著的特徵就是南半球的大藍斑 (Great Dark Spot) (左圖)

它的大小約是木星大紅斑的一半

差不多就是地球的大小。

在大藍斑旁向西吹過的風速高達每秒300公尺。

此外

航海家2號在南半球看到一個較小的黑斑

還有一個每16小時就竄行海王星一圈的不規則形小白雲「The Scooter」(右圖)

它可能是自較低層的大氣中升起

但實際性質目前仍成謎。

　　1994年

哈伯太空望遠鏡 (左圖) 卻發現大藍斑不見了！

它也許只是跑到別處去了或是被大氣中其它東西覆蓋。

數月後哈伯又在北半球發現了一個新的大藍斑

這表示海王星的大氣變化很快

這也許是肇因於雲頂和雲底之間的溫差發生輕微變化。

　　海王星也有環

從地球上只能觀測到模糊的弧

但航海家2號的影像則顯示出它們是由明亮的叢塊組成

其中一個環有個很令人好奇的古怪結構 (右圖)。

如同天王星及木星

海王星環也很暗

它們的組成目前仍未知。

　　海王星的磁場像天王星一樣呈古怪的偏移狀態

可能是由於其中層的導電性物質 (也許是水) 流動而產生。

　　如果事先已知它的位置

那麼用雙筒望遠鏡就可以看到海王星；但要看到較多的細節則非得用大型天文望遠鏡不可。

有些網站可以顯示海王星及其它行星在天空的現在位置

但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了

這在一些星圖軟體如Starry Night中才有。

冥王星是從太陽數來第九顆、目前已知離太陽最遠的行星

也是太陽系最小的行星

甚至太陽系中有七顆衛星都還比它大（分別是月球、木衛一、木衛二、木衛三、木衛四、土衛六及海衛一）！

冥王星的平均軌道半徑為591

352萬公里 (39.5AU)；直徑為2

274公里；質量是1.27x1022公斤。

　　由天王星及海王星的公轉軌道異常

可預測出在海王星之外應該還有一顆行星的存在

於是美國亞歷桑那洲羅威爾天文台 (Lowell Observatory) 的 Clyde W. Tombaugh 在經過非常綿密的研究和搜尋之後

終於在1930年找到了冥王星；但是這顆新行星的公轉根本和預測軌道不合

只在觀測當時很接近預測的位置

再早一點或晚一點就不可能在預測位置上找到它了

所以說冥王星的發現真是意料之外的幸運。

　　在冥王星被發現之後不久

大家就知道它實在是小得不足以解釋其它行星軌道的異常

因而接下來就是找尋所謂的「10號行星」(Planet X)

可是始終一無所獲；當航海家2號量測出海王星真正的質量之後

發現已找不到任何的軌道異常－其實根本沒有第10顆行星。

　　冥王星是太陽系中唯一沒有任何探測船造訪過的行星

即使在哈伯太空望遠鏡的鏡頭中也只能勉強分辨出其表面最明顯的特徵而已 (左圖及頁首圖)。

所幸冥王星有一顆衛星冥衛一。

冥衛一 (右圖右) 在1978年被發現時

它的軌道面很接近觀測視向

所以我們可以觀察它與冥王星彼此交互發生食象的過程。

仔細計算哪個星體的什麼部分在何時被遮擋

再配合觀測出的亮度變化曲線

天文學家因而能建構出這兩顆星體表面明暗分布的粗略圖像。

　　我們對冥王星大小的瞭解並不是很準確

美國航太總署噴射推進實驗室 (JPL) 推估它的半徑是1

137±8公里

誤差幾達1%。

　　利用冥衛一的公轉半徑和周期

以及刻卜勒第三定律

我們可以對冥王星及冥衛一的總質量算得很精確

然而這兩顆星體的個別質量可就難決定了！

我們必須先確定二者以共同質量中心彼此互繞的運動狀態

這需要更精密的觀測

然而它們實在是太小又太遠

目前即使是用哈伯太空望遠鏡觀測仍十分困難

只知道兩顆星體的質量比大概是介於0.084至0.157之間。

雖然還有更多的觀測在進行中

但恐怕終究還是得派個探測船去好好測量一番。

　　冥王星是太陽系中第二高反差率的昀體

僅次於土衛八

探索如此高反差現象的成因正是冥王星快車號任務的重要目標之一。

　　有些人主張冥王星不應算是行星

而是大的小行星或彗星

也許它根本就是柯伊伯帶 (Kuiper Belt) 中最大的星體

這些看法頗有道理

但是歷史上冥王星早已名列行星之列

未來恐怕還是不會有什麼變更。

　　冥王星的公轉軌道非常怪異

有一段時期它會比海王星還要接近太陽

最近一次是在1979年1月至2999年2月11日之間。

冥王星的自轉方向也與大部分的行星相反。

　　冥王星的公轉周期已經與海王星處於3:2的共振狀態

也就是說它的公轉周期是海王星的1.5倍。

相較於其它行星的公轉軌道面大致落在同一個平面上

冥王星的軌道面是非常傾斜的

因此雖然看起來它的軌道好像與海王星的交錯而過

但事實上在三度空間中二者的軌道並未交會

所以兩顆行星永遠不會發生碰撞。

　　如同天王星一樣

冥王星的赤道與公轉軌道面呈高角度交會。

　　我們並不十分確定冥王星的表面溫度如何

可能是介於35至45K (-228至-238℃) 之間。

　　冥王星的組成仍未知

但由其約為2的比重可知它可能是由70%的岩石質和30%的水冰所組成

與海衛一非常相似。

它表面的明亮區域可能是覆蓋著氮冰及少量固態甲烷與一氧化碳；而暗黑區域是怎麼回事則是更不清楚了

也許是一些簡單的有機物或是由宇宙射線引發的光化學反應所造成。

　　我們對冥王星的大氣只有一點點瞭解

它可能主要是由氮氣組成

再加上一些一氧化碳與甲烷；表面大氣壓力極小

只有零點幾個帕

而且可能只在近日點附近時是以氣態存在

其它時候都凍成冰。

在近日點附近時

冥王星的大氣似乎會有部分逸散至太空中

而可能與冥衛一發生交互作用

冥王星快車號任務就是想要在冥王星大氣尚未凍結的時期抵達。

　　冥王星和海衛一公轉軌道的特殊表現以及二者之間組成的相似性

意味著它們的過去似有某種關連。

以往天文學家猜測冥王星曾經是海王星的衛星之一

但現在看起來好像不是這麼回事；目前最盛行的想法是海衛一曾經和冥王星一樣獨立繞太陽公轉

後來才被海王星所捕捉。

也許海衛一、冥王星和冥衛一都曾是現已被逐往歐特雲 (Oort cloud) 的小星體族群成員之一

當然

冥衛一也有可能是冥王星與其它天體碰撞的產物

就像是月球一樣。

　　用業餘的天文望遠鏡可以看到冥王星

但並不容易就是了。

有些網站可以顯示冥王星及其它行星在天空的現在位置

但一些可能用得上的詳細圖表就不是那麼好找了

這在一些星圖軟體如Starry Night中才有第十顆 :去http://www.tam.gov.tw/news/2004/200403/04031601.htm看 參考資料 http://tw.knowledge.yahoo.com/question/?qid=1305091703286

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