认识行星 第2期

摘要在西方，行星（planet）一词起源于古希腊语，其原意是在天空中游荡的天体。在中国古代，人们已经认识到了一些行星，并与中国传统的哲学文化相结合，将其中的一些行星分别以金木水火土五行来命名。这种命名方法一种沿用到现在，但是现代科学证明这种名命名方法并不是很科学。文章将从行星的定义、行星的发现历程、以及行星的运动等几个方面介绍行星。其中主要以太阳系的几大行星为例，介绍行星的各种属性。

关键词行星 定义 发现 运动

文章编号1008-5807（2011）02-110-01

一、引言

在浩瀚的宇宙中，虽然行星占有的质量比重非常小（在太阳系中仅仅太阳的比重就为99.9%）,但是考虑到其数目的惊人，行星无疑成为组成宇宙的重要成员。其次，由于行星的环境相对众多的恒星更加的事宜，因此对外星生命的探测使得对行星的研究更有必要。中国古代对行星的研究也是卓有成效的，例如中国古代就认识到天空中有七个星体是最为特别的，分别是日、月和金木水火土五颗行星，并将其统称为七曜。由于当时科学技术的限制，古人没能将日月与金木水火土五颗行星的本质区分开来。由于金星十分的明亮，古人将其称为太白抑或太白金星。由于金星黎明见于东方，黄昏见于西方使得古人误认为这是两颗不同的星，固有“东有启明，西有长庚”之说。古人对木星的研究与历法结合起来，体现了他们卓越的智慧。他们发现，木星每十二年绕地球一周并以此纪年。现代天文学对行星研究的发展是建立在行星的定义发展以及几大行星的发现的基础上的。

二、行星的定义

尽管行星的名称已经叫了几百年了，但是一直以来对行星的定义却争议不断。下面我们来回顾一下行星概念的进化。在哥白尼的日心说被世人接受的时候，人们普遍认为围绕太阳运动的就是行星，后来小行星的发现促使人们不得不对行星的概念进一步调整。其中小行星是在太阳系内类似绕太阳运动，但是体积和质量都比行星小很多的天体。1930年美国天文学家克莱德・汤博发现的冥王星曾经一度被列为九大行星之一，但是后来被降格为白矮星。其中白矮星需要满足以下特点

第一，是围绕太阳运转的天体，不包括卫星。第二，自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状。第三，不能够清除其轨道附近的其它物体。在太阳系中满足条件的有谷神星、冥王星、鸟神星、齐娜、妊神星五颗。进入21世纪后，天文学观察手段突飞猛进，观察到的形体越来越多，使得行星的认定成为一个备受争议的主题。这促使科学家不得不对行星做一个准确的定义。现在科学界普遍承认的是行星应该具备一下特点。第一，必须是围绕恒星运转的天体。第二，质量必须足够大，其自身的吸引力必须和自转速度平衡使其成圆球形。第三，必须能够清除轨道附近区域，公转轨道范围内不能有比他更大的天体。由于冥王星不能满足第三条定义，因此冥王星被排除在大行星之列。

三、行星的发现历程

太阳系目前有行星，其中有五颗行星在古代就已经为人们发现。根据行星的亮度，中国将五大行星依次成为金木水火土五星。西方人用古希腊语称呼五大行星。其中火星叫战神马尔斯，因为火星发出的是红色的光芒，像一个好斗的武士。水星代表送信的飞毛腿墨丘利，因为水星在天空中活动最为灵活。由于金星在天空中的亮度最高，人们将他比与美的化身维纳斯。木星通体闪烁着洁白神圣的光芒，让人们联想到众神之王宙斯。土星的名称与中国古代的名称类似，因为土星淡黄色的微光使人们联想到土地和秋收，人们用农神萨图努斯为其命名。以上行星的发现及其命名都带有直观性和神话色彩。但是海王星的发现却是在科学家精心的计算以观察后发现的，人们将其称之为笔尖下发现的行星。海王星太阳系中离太阳最远的一颗大行星，它的发现源于人们对天王星的轨道的研究而发现的。早在1821年天文学家亚力克西斯・布瓦尔就发表了天王星的轨道表，但是在实际观测中科学家们发现天王星的位置与轨道表中的位置偏差越来越大。这个事实使得亚力克西斯・布瓦尔认为存在一个摄动体影响天王星的运行。最早关于天王星摄动体的计算是由英国剑桥大学的大学生亚当斯做的，并且将计算结果公布。而后德国的天文学家J.G.伽勒按照亚当斯的计算结果在指定的位置第一次观测到该摄动体的存在，即现在的海王星。海王星的发现具有极其重大的意义，在太阳系中一个大行星的发现的同时也宣告了以牛顿力学为基础的经典力学的胜利。已被提出大行星之列的冥王星的发现更加具有传奇色彩，它的发现源于一个错误的计算。当时有科学家通过研究天王星和海王星的轨道并通过一个错误的计算断言还有另一颗行星在影响他们的运行。洛厄尔天文台的天文学家并不知道该计算是错误的，结果对太阳系进行了一次非常仔细的观测，结果发现了今天的冥王星。发现以后，科学家发现冥王星的质量太小，根本不足以影响到天王星和海王星的运行轨道，这才使得人们发现发现冥王星的理论依据是错误的。

四、行星的运动

经过观测，太阳系的大行星全都沿着相同的方向围绕着太阳运行，并且它们几乎处在同一个水平面上。在行星中除了离太阳最近的水星和金星没有卫星环绕，其他的大行星全都有一个或多个卫星。这些卫星沿着相同的方向在同一平面内绕着行星运动，行星又以相同的方式绕太阳运动。这些充分体现了宇宙的规律性与层次性。跟据经典力学的运动定律，在太阳的引力的作用下，所有的行星都应该在圆周或者椭圆的轨道上运行。其中，地球的轨道近似圆周，这使得地球公转引起的交替的四季时间大致相等。通过对水星表面温度的观测，科学家们发现水星的一面总是面向太阳。这就使得水星的一般永远处在白天，另一面永远处在黑夜。水星绕太阳的运动与月球绕地球的运动及其的类似，因为月球也只是一般面向地球，所以我们永远无法直接观测月球的另一半。火星的运动轨道是一个椭圆，根据能量守恒定律，火星的公转速度在近日点最大，在远日点最小。在这过程中其速度在最大与最小之间循环变化，这就是为什么在地球上观测到火星相对于地球的运动时前时后。行星还有可能存在自转，这一点可以通过观察行星表面的温度来确定。如果一个行星以很快的速度自转，那么行星表面的温度应该基本上一样，因为行星表面基本上受热均匀。科学家经过计算，如果水星迅速自转，那么水星表面的温度将达到343华氏度。如果水星一面始终面向太阳，则水星的温度一面将远高于343华氏度，另一面将远低于该温度。目前观测到的水星向阳面的温度与计算结果相符，证明水星总是一面朝着太阳，另一面背对太阳。

参考文献：

[1]齐利.行星：宇宙中的生命.大科技・科学之谜，2010，1（2）.

[2][英]詹姆士・金斯，刘乐亭等译.穿越时空.武汉大学出版社，2000.