专题九 天体常识

　　一、恒星是由引力凝聚在一起的球型发光等离子体，太阳就是最接近地球的恒星。在地球的夜晚可以看见的其他恒星，几乎全都在银河系内，但由于距离遥远，这些恒星看似只是固定的发光点。至少在恒星生命的一段时期，恒星会在核心进行氢融合成氦的核聚变反应，从恒星的内部将能量向外传输，经过漫长的路径，然后从表面辐射到外太空。一旦核心的氢消耗殆尽，恒星的生命就即将结束。有一些恒星在生命结束之前，会经历恒星核合成的过程;而有些恒星在爆炸前会经历超新星核合成，会创建出几乎所有比氦重的天然元素。在生命的尽头，恒星也会包含简并物质。

　　二、行星通常指自身不发光，环绕着恒星的天体。其公转方向常与所绕恒星的自转方向相同。一般来说行星需具有一定质量，行星的质量要足够的大且近似于圆球状，自身不能像恒星那样发生核聚变反应。一般来说，行星的直径必须在800公里以上，质量必须在5亿亿吨以上。按照这一定义，截至目前太阳系内有8颗行星，分别是水星Mercury、金星Venus、地球Earth、火星Mars、木星Jupiter、土星Saturn、天王星Uranus、海王星Neptune。离太阳最近的行星是水星，以下依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。从行星起源于不同形态的物质出发，可以把八大行星分为三类：类地行星(包括水、金、地、火)、巨行星(木、土)及远日行星(天王、海王)。行星环绕恒星的运动称为公转，行星公转的轨道具有共面性、同向性和近圆性三大特点。所谓共面性，是指八大行星的公转轨道面几乎在同一平面上;同向性，是指它们朝同一方向绕恒星公转;而近圆性是指它们的轨道和圆相当接近。

　　三、卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，人造卫星一般亦可称为卫星。人造卫星是由人类建造，以太空飞行载具如火箭、航天飞机等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。在太阳系里，除水星和金星外，其他行星都有天然卫星。太阳系已知的天然卫星总数(包括构成行星环的较大的碎块)至少有160颗。土星的天然卫星第二多，已知62颗。木星的天然卫星最多，其中63颗已得到确认，至少有6颗尚待证实。

　　四、小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多的天体。截至2018年在太阳系内一共已经发现了约127万颗小行星，直径超过 240 公里的小行星约有 16个。它们都位于地球轨道外侧到土星的轨道内侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交，曾有某些小行星与地球发生过碰撞。

　　五、彗星是进入太阳系内亮度和形状会随日距变化而变化的绕日运动的天体，呈云雾状的独特外貌。彗星分为彗核、彗发、彗尾三部分。彗核由冰物质构成，当彗星接近恒星时，彗星物质升华，在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。由于太阳风的压力，彗尾总是指向背离太阳的方向形成一条很长的彗尾。彗尾一般长几千万千米，最长可达几亿千米。彗星的形状像扫帚，所以俗称扫帚星。彗星的运行轨道多为抛物线或双曲线，少数为椭圆。目前人们已发现绕太阳运行的彗星有 1700 多颗。著名的哈雷彗星绕太阳一周的时间为 76 年。

　　六、流星体是太阳系内，小至沙尘，大至巨砾，成为颗粒状的碎片。流星体进入地球(或其他行星)的大气层之后，在路径上发光并被看见的阶段则被称为流星。许多流星来自相同的方向，并在一段时间内相继出现，则称为流星雨。

　　七、行星际物质是填充在太阳系的物质，太阳系内较大的天体，如行星、小行星和彗星都运行在其间。行星际空间虽然空空荡荡，但并非真空﹐其中分布着极稀薄的气体和极少量的尘埃。在地球轨道附近的行星际空间中﹐每立方厘米平均约含有五个正离子(绝大部分为质子)和五个电子。此外﹐还充斥着来自太阳、行星以及太阳系以外的电磁波。

　　八、星团是指恒星数目超过10颗以上，并且相互之间存在物理联系(引力作用)的星群。由十几颗到几十万颗恒星组成的，结构松散，形状不规则的星团称为疏散星团 ，他们主要分布在银道面，因此又叫做银河星团，主要由蓝巨星组成，例如昴宿星团(又名昴星团);上万颗到几十万颗恒星组成，整体像圆形，中心密集的星团称为球状星团。

　　九、星云是尘埃、氢气、氮气、和其他电离气体聚集的星际云。星云里的物质密度是很低的，若拿地球上的标准来衡量的话，有些地方是真空的。可是星云的体积十分庞大，常常方圆达几十光年。所以，一般星云比太阳要重得多。星云的形状是多姿多态的。星云和恒星有着“血缘”关系。恒星抛出的气体将成为星云的部分，星云物质在引力作用下压缩成为恒星。在一定条件下，星云和恒星是能够互相转化的。

　　十、黑洞是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小，热量无限大的奇点和周围一部分空空如也的天区，这个天区范围之内不可见。依据阿尔伯特-爱因斯坦的相对论，当一颗垂死恒星崩溃，它将聚集成一点，这里将成为黑洞，吞噬邻近宇宙区域的所有光线和任何物质。

　　十一、白洞是宇宙中的喷射源，可以向外部区域提供物质和能量，但不能吸收外部区域的任何物质和辐射，所以白洞是一个只发射、不吸收的特殊宇宙天体，与黑洞正好相反，是广义相对论所预言的一种性质正好与黑洞相反的特殊天体。白洞目前还仅是一种理论模型，尚未被观测所证实。按照白洞理论，白洞和黑洞相似，也有一个封闭的边界。聚集在白洞内的物质，只可以经边界向外运动，而不能反向运动。因此这种天体外面的物质不能进入。

　　十二、星系，别称宇宙岛。广义上星系指无数的恒星系(包括恒星的自体)、尘埃(如星云等)组成的运行系统。参考银河系，它是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的大星系。典型的星系，从只有数千万颗恒星的矮星系到上兆颗恒星的椭圆星系都有，全都环绕着质量中心运转。除了单独的恒星和稀薄的星际物质之外，大部分的星系都有数量庞大的多星系统、星团以及各种不同的星云。

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