物理學(xué)視線中的天體運(yùn)動

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物理實(shí)現(xiàn)中的天體運(yùn)動——銀河系中的類地行星第2頁,共14頁，2024年2月25日，星期天先來了解一下地球的概況年齡：46億歲。公轉(zhuǎn)周期：365天。公轉(zhuǎn)軌道：呈橢圓形。7月初為遠(yuǎn)日點(diǎn)，1月初為近日點(diǎn)。自轉(zhuǎn)周期：恒星日：約23.小時(shí)56分4秒。太陽日：24小時(shí)。自轉(zhuǎn)方向：自西向東。

黃赤交角：黃道面與赤道面的交角。23°26‘極半徑：是從地心到北極或南極的距離，大約3950英里(6356.9公里)(兩極的差極小，可以忽略)。赤道半徑：是從地心到赤道的距離，大約3963英里(6378.5公里)。平均半徑：大約3959英里(6371.3公里)。這個(gè)數(shù)字是地心到地球表面所有各點(diǎn)距離的平均值。體積：10832億立方千米。質(zhì)量：約600000億億噸。地球表面積：5.1億平方千米。海洋面積:3.61億平方千米。第3頁,共14頁，2024年2月25日，星期天大氣：主要成份：氮(78.5%)和氧(21.5%)。地殼：主要成份：氧(47%)、硅(28%)和鋁(8%)。衛(wèi)星(天然)：1顆(月球)。平均赤道半徑:

ae=6378136.49米平均極半徑:

ap=6356755.00米平均半徑:a=6371001.00米赤道重力加速度:ge=9.780327米/秒2平均自轉(zhuǎn)角速度:ωe=7.292115×10-5弧度/秒扁率:

f=0.003352819質(zhì)量:

M=5.9742×1024公斤地心引力常數(shù):

GE=3.986004418×1014米3/秒2平均密度:

ρe=5.515克/厘米3太陽與地球質(zhì)量比:S/E=332946.0太陽與地月系質(zhì)量比:S/(M+E)=328900.5回歸年長度:T=365.2422天離太陽平均距離:

A=1.49597870×1011米逃逸速度:

v=11.19公里/秒表面溫度:

t=-30～+45表面大氣壓:

p=1013.250毫巴表面重力加速度(赤道)：978.0厘米/秒2

表面重力加速度(極地)：983.2厘米/秒2

自轉(zhuǎn)周期：23時(shí)56分4秒(平太陽時(shí))

第4頁,共14頁，2024年2月25日，星期天公轉(zhuǎn)軌道半長徑：149597870千米

公轉(zhuǎn)軌道偏心率：0.0167

黃赤交角；23度27分平均軌道半徑384,400千米近地點(diǎn)距離363,300千米遠(yuǎn)地點(diǎn)距離405,500千米平均公轉(zhuǎn)速度1.023千米/秒軌道傾角在28.58°與18.28°之間變化(與黃道面的交角為5.145°)升交點(diǎn)赤經(jīng)125.08°近地點(diǎn)輻角318.15°默冬章(repeatphase/day)19年平均月地距離~384400千米交點(diǎn)退行周期18.61年近地點(diǎn)運(yùn)動周期8.85年食年346.6天沙羅周期(repeateclipses)18年10/11天軌道與黃道的平均傾角5°9'月球赤道與黃道的平均傾角1°32'

第5頁,共14頁，2024年2月25日，星期天那什么是類地行星呢？類地行星是與地球相類似的行星。它們距離太陽近，體積和質(zhì)量都較小，平均密度較大，表面溫度較高，大小與地球差不多，也都是由巖石構(gòu)成的。

類地行星的構(gòu)造都很相似：中央是一個(gè)以鐵為主，且大部分為金屬的核心，圍繞在周圍的是以硅酸鹽為主的地凾。月球的構(gòu)造也相似，但核心缺乏鐵質(zhì)。類地行星有峽谷、撞擊坑、山脈和火山。類地行星的大氣層都是再生大氣層，有別于類木行星直接來自于太陽星云的原生大氣層。理論上，類地行星或是巖石可以分為兩類，一類以硅化合物為主，另一類以碳化物為主，像是含碳球粒隕石的小行星。這兩類分別稱為硅酸鹽行星和碳行星（或"鉆石星"）。第6頁,共14頁，2024年2月25日，星期天類地行星探索之旅第7頁,共14頁，2024年2月25日，星期天迄今為止，天文學(xué)家已經(jīng)在太陽系外發(fā)現(xiàn)了約220顆行星，其中有7顆結(jié)構(gòu)類似于人類的地球。在這7顆類地行星中，有2顆非常寒冷，剩下的4顆由于距離其恒星太近而幾乎沒有存在生命的可能性。1998年7月，新西蘭和日本的天文學(xué)家組成的國際研究小組發(fā)現(xiàn)第1顆類似于地球的行星。該行星距離地球2.5萬光年，位于銀河系中部的近處，其直徑與地球相近而稍大于地球，質(zhì)量可能介于地球與海王星之間，即比地球稍重，圍繞著1顆熱度與太陽一樣的中央天體運(yùn)行。2000年，美國天文學(xué)家在太陽系外發(fā)現(xiàn)了2顆類地行星，即人類發(fā)現(xiàn)的第54和第55顆系外行星。這兩顆行星圍繞著兩顆恒星運(yùn)轉(zhuǎn)，組成了代號為CM德拉科尼斯的行星系。它們的直徑可能達(dá)到16900千米，與地球直徑12756千米較為接近。2006年1月，天文學(xué)家宣布又發(fā)現(xiàn)了一顆遙遠(yuǎn)類地行星，這顆行星編號為OGLE-2005-BLG-390Lb，其質(zhì)量約為地球的5.5倍。它圍繞一顆離地球2.8萬光年、靠近銀河系中心的普通紅矮星運(yùn)轉(zhuǎn)。它是迄今發(fā)現(xiàn)的太陽系外行星中最小的之一，也是與地球最相似的。由于其紅矮星非常暗淡，行星表面溫度可能低達(dá)零下220攝氏度。類地行星探索歷史第8頁,共14頁，2024年2月25日，星期天2006年3月，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)的類地行星距離太陽有9000光年，新行星的質(zhì)量與海王星相當(dāng)，它的星核上也布滿了懸崖峭壁，但它的大小是地球的13倍，其重力場的強(qiáng)度是地球的2倍。專家稱，這顆行星是他們在太陽系外發(fā)現(xiàn)的最寒冷的行星之一，其表面溫度達(dá)零下184攝氏度。2007年1月，美國卡內(nèi)基學(xué)會的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)格里斯876類地行星。格里斯876的質(zhì)量約為太陽的1/3，是地球的5.9到7.5倍。這顆新發(fā)現(xiàn)的行星的表面溫度大約在205至400攝氏度之間。2007年4月，歐洲天文學(xué)家宣布發(fā)現(xiàn)一顆新類地行星，行星編號為吉利斯581c，位于離地球不遠(yuǎn)的天秤座，質(zhì)量是地球的5.5倍，大小是地球的1.5倍。它圍繞距地球大約20.5光年的編號為吉利斯581的紅矮星旋轉(zhuǎn)，距該紅矮星的距離大約為地球距太陽距離的1/14。由于紅矮星比太陽小得多、暗得多，也冷得多，科學(xué)家推測，這顆新行星的平均溫度大約在0攝氏度至40攝氏度左右。在這種溫度條件下，水可以保持液體狀態(tài)，也比較適合生命生存。天文學(xué)家稱，種種跡象表明，宇宙間存在的類地行星早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了人們以前猜測的數(shù)量。僅在我們所處的銀河系中，就約有1/3的恒星系統(tǒng)擁有類地行星。第9頁,共14頁，2024年2月25日，星期天展開新的探索第10頁,共14頁，2024年2月25日，星期天“開普勒”銀河系“尋親”

美國東部時(shí)間3月6日22時(shí)50分（北京時(shí)間7日11時(shí)50分），美國“開普勒”太空望遠(yuǎn)鏡在美國卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射升空。這是世界上首個(gè)專門用于搜尋太陽系外類地行星的航天器。距地721公里處開始探索。在計(jì)劃3年半的任務(wù)期內(nèi)，“開普勒”將主要通過觀測行星的“凌日”現(xiàn)象來搜尋太陽系外類地行星?！伴_普勒”可以測量出凌日行星的公轉(zhuǎn)周期，據(jù)此可大致計(jì)算出行星軌道大??；“開普勒”號還可以觀測到凌日深度（恒星亮度減弱的程度），據(jù)此計(jì)算出行星的大小。對于行星的母恒星，可以根據(jù)其光譜、光度等參數(shù)估算其質(zhì)量。綜合這些數(shù)據(jù)，可以推測一顆行星是否適合生命存在?！伴_普勒”觀測的目標(biāo)區(qū)域位于銀河系中的天鵝座和天琴座一帶，因?yàn)檫@個(gè)方向上的觀測較少受太陽等天體影響，有利于持續(xù)觀測。此外，這一區(qū)域內(nèi)也存在較多的恒星及附屬行星。第11頁,共14頁，2024年2月25日，星期天資料卡片：“凌日”“凌日”是指在觀測者看來，行星從其母恒