太阳系中的有趣科学

周煦之 田晖

目录

  • 1 引言
    • 1.1 太阳系天体概览
    • 1.2 行星的运动
    • 1.3 日心说的提出
    • 1.4 太阳系各大行星运行规律
  • 2 行星轨道与万有引力
    • 2.1 谷神星的故事
    • 2.2 海王星的故事
    • 2.3 冥王星的故事
    • 2.4 三体问题
    • 2.5 混沌系统
    • 2.6 拉格朗日点
  • 3 万有引力的梯度:潮汐
    • 3.1 潮汐力与洛希极限
    • 3.2 潮汐锁定
    • 3.3 逆行的海卫一(Triton)
    • 3.4 火星的卫星们(Phobos & Deimos)
    • 3.5 木星系与潮汐
  • 4 逐梦火星
    • 4.1 火星的早起观测
    • 4.2 火星的温度和大气成分(一)
    • 4.3 火星的温度和大气成分(二)
    • 4.4 第一次成功飞越火星
    • 4.5 第一次成功环绕火星(一)
    • 4.6 第一次成功环绕火星(二)
    • 4.7 登陆火星
    • 4.8 火星上的“蓝莓”
    • 4.9 火星上的水
    • 4.10 寻找火星表面的液态水
  • 5 温室效应与冰室效应
    • 5.1 火星大气逃逸(一)
    • 5.2 火星大气逃逸(二)
    • 5.3 金星大气的演化
    • 5.4 土卫六勘测
    • 5.5 火星地球化(一)
    • 5.6 火星地球化(二)
    • 5.7 金星地球化
  • 6 外太阳系
    • 6.1 向外太阳系进发
    • 6.2 日球层
    • 6.3 木星系
    • 6.4 土星系(一)
    • 6.5 土星系(二)
    • 6.6 天王星系与海王星系
  • 7 行星磁层与辐射带
    • 7.1 木星的发现与认识
    • 7.2 土星与天王星
    • 7.3 电离辐射
    • 7.4 宇宙射线
    • 7.5 范艾伦辐射带
    • 7.6 木星辐射带
    • 7.7 天王星季节
    • 7.8 各天体的物质构成
    • 7.9 木星的成分
    • 7.10 潮汐加速与潮汐减速
    • 7.11 火星探测
    • 7.12 木星的结构
    • 7.13 木星的温度
    • 7.14 状态方程与相图
    • 7.15 木星的内部结构
  • 8 太阳系小天体
    • 8.1 核心吸积理论(一)
    • 8.2 核心吸积理论(二)
    • 8.3 木星的形成
    • 8.4 系外行星探测(一)
    • 8.5 系外行星探测(二)
    • 8.6 系外行星探测(三)
    • 8.7 小行星带天体与柯依伯带
    • 8.8 彗星
    • 8.9 小行星的形成
    • 8.10 小行星的分布
    • 8.11 陨铁
    • 8.12 石铁陨石
    • 8.13 彗星的起源
    • 8.14 妊神星的故事
    • 8.15 塞德娜的故事
  • 9 探索太阳
    • 9.1 研究太阳的意义
    • 9.2 太阳的结构
    • 9.3 太阳爆发
    • 9.4 太阳活动周
    • 9.5 太阳探测
  • 10 寻找地外生命
    • 10.1 外星生命
    • 10.2 宜居星球
    • 10.3 生命起源
    • 10.4 外星文明
    • 10.5 费米悖论
  • 11 阅读
    • 11.1 阅读
  • 12 问卷调查
    • 12.1 问卷调查
太阳探测
  • 1 视频
  • 2 章节测验



日冕,是指太阳大气的最外层(其内部分别为色球层和光球层),厚度达到几百万公里以上。色球层之外为日冕层,它温度极高,日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015/m3。

日冕上有冕洞,而冕洞是太阳风的风源。日冕只有在日全食时或通过日冕仪才能看到 ,其形状随太阳活动大小而变化。在太阳活动极大年,日冕的形状接近圆形,而在太阳活动极小年则呈椭圆形。


日冕是太阳周围一圈薄薄的、暗弱的外层大气,它的结构复杂,只有在日全食发生的短暂时间内,才能欣赏到,因为天空的光总是从四面八方散射或漫射到望远镜内。1930年第一架由法国天文学家李奥研制的日冕仪诞生了,这种仪器能够有效地遮掉太阳,散射光极小,因此可以在太阳光普照的任何日子里,成功地拍摄日冕照片。从此以后,世界观测日冕的活动逐渐兴起。

多通道太阳望远镜由五个不同功能的望远镜组成,组装于统一的带有光电导行的跟踪系统上,同时用14个CCD接收工作,后接图象、录象和计算机系统。

35cm太阳磁场望远镜:能获得光球(λ=5324?)和色球(λ=4861?)的矢量磁场及视线速度场。

10cm全日面矢量磁场和视线速度场望远镜,附有带宽0.1A的万能双折射滤光器。

14cm色球望远镜,有带宽32?±0.5?的可调滤光器,能获得全日面和局部区色球Hα单色像及色球纵向磁场。

8cm CaII λ=3933?全日面单色像望远镜,附有带宽2?的daystar滤光片。

60cm多通道太阳望远镜主镜。

这是我国独创的,世界唯一的,能同时测量太阳上不同层次、不同尺度的视频矢量磁场、速度场,以及通过光谱扫描获得光谱线轮廓和Stokes参数轮廓的,高时间、高空间分辨率、高灵敏度和适当光谱分辨率的,高科学含量的综合望远镜,是目前世界上具有领先水平的最强大的综合功能的太阳望远镜系统之一。主要用于太阳物理的基础研究,日地关系应用基础研究以及太阳活动对空间环境和通讯骚扰预报等应用研究。


由于没有大气层的遮挡和地球引力等因素的影响,在太空可以全波段、全天候、全天时、全方位地观测星空,灵敏度、分辨率高,无大气抖动、无散射光。迄今为止,人类共向太空发射了130台空间望远镜,仍然在轨运行的有20多台。其中最著名的美国哈勃望远镜长13.3米,直径4.3米,是空间望远镜中的全能冠军。

太阳观测是空间观测的重要组成部分。自20世纪60年代以来,人类通过太阳辐射监测卫星、轨道太阳观测站等探测了太阳的结构、化学成分、黑子周期、太阳耀斑和太阳质子事件,监测了太阳发出的射线、紫外线和伽玛射线辐射,取得了一系列探测成果。