關於我們太陽系常見的一些問題

太陽系是一個受太陽引力約束在一起的系統，包括太陽以及直接或間接圍繞太陽運動的天體。

在直接圍繞太陽運動的天體中，最大的八顆被稱為行星，其餘的天體要比行星小很多，比如矮行星、太陽系小行星和彗星。

軌道間接圍繞太陽運動的天體是衛星，其中有兩顆比最小的行星水星還要大。

為何Europa 蘊含豐富的水而火星卻沒有？

由於在古代太陽星雲中，化學過程的發生與否取決於溫度，換言之，與太陽的距離有密切的關係，在離太陽較遠處，水是容易形成的化合物，所以蘊藏量也較高，但火星上的水被強烈的太陽紫外線光解，且火星的質量小，逃逸速度低，火星上的水就這樣，在數百萬年間從大氣中散逸殆盡。

如何判斷行星大氣為原生大氣或次生大氣

據我所知，原生大氣應該會反映出原始太陽星雲的組成成分，例如濃密的分子雲、豐富的氫化合物如阿摩尼亞、甲烷、甲醛與水等。

但太陽系內行星的原生大氣可能在太陽進入「金牛-T」階段（具有強烈的太陽風）時被摧毀了，而行星內部的氣體在受地質作用加熱後噴出，形成次生大氣，其組成的化學成分與行星岩石內的成分有密切關係，如二氧化碳、硫化物、水等，在彗星猛烈轟擊的狀況下，也帶來了豐沛的水與氫化合物。

這是目前最廣為科學家所接受的行星大氣理論。

在月球上白天可以看到星星嗎？火星呢？

在月球上不但白天可以看到星星，甚至連非常接近太陽的星星也可以看到！在火星上，雖然大氣比地球地球稀薄許多，但是火星大氣的含塵量甚高，所以火星白天的天空大約只相當於地球拂曉時的亮度，所以應該可以看到一些比較亮的星星，但是夜晚時，可能能看到的星星就不比地球多了。

其他的行星也有極光嗎？

科學家在木星上發現過極光，土星上也有。

類似的電磁螢光現象在木星旁邊的衛星 IO 上也有。

至於像天王星、海王星等其他具有磁場的行星上都有可能具有極光現象，但並不確定。

哈勃空間望遠鏡拍攝的土星極光

行星會爆炸嗎？

不會！目前尚無任何已知的物理現象會導致行星自行爆炸，或因其內部力學因素而崩散。

某些科幻小說可能以此來做為寫作的題材，但事實上沒有任何化學或核反應（鈾核分裂與核融合不同） 的能量大到能超過地球本身束縛的重力。

然而， 行星可能因外在的因素而瓦解，例如，行星間的碰撞，或與其他大體的碰撞，特別是在太陽系形成初期，都有可能使行星破碎，甚至再重組。

行星也有可能被其恆星「蒸發」掉，當恆星進入紅巨星階段時，距離恆星較近的行星便會陷入這樣的危機中，例如水星與金星，就可能在五十億年後被太陽所蒸發。

科學家認為，在飛馬座 51 旁的行星，現在就正這樣的過程中。

為何行星的軌道是橢圓形而非圓形？

詳細的解釋非常複雜，需要繁複的計算來驗證。

但是基本概念是︰作用在圓形軌道的力必須是「固定」大小，方向固定為在運動的沿徑方向；但重力是一種與距離成「反平方」的作用力。

類地行星與類木行星為何各自分布在太陽系的內部和外部?

與太陽系的形成機制有關。

根據目前的理論，太陽系是由一片星雲演化而來，當太陽系初形成，重力會將密度較大的物質吸往核心，而太陽風則會將密度小的物質往外帶，所以類地行星會分布在太陽附近，類木行星則在太陽系外側。

更詳細的資料，歡迎參考本館展示場1F及2F。

何時會發生所有的行星與月球排成一列？

西元 2000 年五月五日會發生所謂的「大會合」(Grand Conjun-ction) 。

從地球上看，大部分的行星與太陽會集中在大約 20 度的範圍內，但這樣的情形並非十分罕見。

令人不解的是何以如此單純又美麗的天文景觀卻常被占星術比喻為災難的徵兆？

行星能排成一直線嗎？

如果嚴格定義的話，行星是不可能排成一直線的，因為各行星的軌道傾角不同，就算各行星很靠近，幾乎可說是在同一個平面上，還是會有高低起伏的狀況。

既使我們不管緯度的變化，單只考慮各行星在日心座標系統中的經度是否能相同或相隔180度，出現的機率理論上存在，實際上還是不可能發生，當然這是在精密度要求非常高的情況之下。

其理由是：由於各行星環繞太陽公轉時，軌道並非完全密合（攝動等的影響），所以運用各行星的會合周期要求得最小公倍數，精密度的要求越高，對應的數字也就越龐大，亦即行星排列成一直線的機率也越低。

當然，如果我們要求的精密度比較小，相對應出現行星排成一直線的機率就會比較高，如果放寬到行星會聚於一宮（30度的範圍）的情況，一百年內就可以出現好幾次。

這些行星軌道與天文計算的問題，如果您有興趣，可以參考Willmann-Bell出版，由Jean Meeus所寫的相關書籍，例如Mathmatical Astronomy Morsels等書。

請問木星與土星的每年行度？又今年（2002）木土星交會於何處？約幾年相會？

木星的恆星周期是11.86個地球年，所以木星在天球上一年大概走360/11.86＝30.354度。

同理，土星的恆星周期是29.458個地球年，相信您應該已經知道要如何計算他的行度。

今（2002）年木星的視赤經從6h46m移動到99m，大概在雙子座的位置，土星的視赤經由4h31m移動到5h37m，大概在金牛座的位置，根本不會相交。

至於兩次交會之間的間隔有多久，只要知道兩星每年的行度，很容易就可計算出來。

有興趣的朋友不妨試著自己算算看！

行星之間的會合周期該如何計算？

由於每一顆行星繞行太陽的周期均不相同，因此，行星兩兩之間的會合周期便也不相同。

其會合周期的算法如下：

對內行星而言 （1/P）＝ （1/T） - （1/E）

對外行星而言 （1/P）＝ （1/E） - （1/T）

其中，T為行星的公轉周期（恆星周期），E為地球的公轉周期，P則為行星運動會合周期。

基本上，將較靠近太陽的放在前者，較遠的放在後者，兩者公轉周期的倒數的差，再做倒數，就是會合周期啦！

例如：地球的公轉周期為1年，火星的公轉周期為1.8809年，則地球上見到火星從沖的位置到下一衝的位置，需經過會合周期：

1/P＝1/1-1/1.8809

P～2.135年～779.9天。

又例：木星繞太陽公轉周期為11.862年，土星為29.458年，兩者的會合周期為

1/P＝1/11.862-1/29.458

P～19.86年。

類地行星與類木行星的比較

我們太陽系中的八大行星基本上可按性質分為兩大類：與地球類似的類地行星（terrestrial planets），及與木星類似的類木行星（Jovian planets）。

類地行星包含比較靠近太陽的四顆行星：水星、金星、地球和火星。

這四顆行星的體積與質量都比較小，但平均密度比較大，且都有固體表面，因此科學家推論這四顆行星的基本組成物質大都是岩石與金屬。

此外，這四顆行星的衛星數量都很少，而且沒有光環。

類木行星則包含離太陽較遠的四顆巨行星：木星、土星、天王星和海王星。

這四顆行星的體積與質量都比較大，但平均密度很小，如土星的密度只有0.7g/cm 3，甚至比水還小，如果宇宙中有個夠大的游泳池可以將八大行星整個放進去，則除了土星之外，其他八顆行星都會沉入水底呢！由此推知，類木行星的主要組成成分多半是氫、氦、甲烷、氨等氣體與冰。

此外，這四顆行星的衛星數量都很多，而行星周圍有都有光環圍繞，其中以土星的光環最壯觀，在地球上以小型望遠鏡即可看見，其他三顆行星的光環都是利用間接方式或太空船從旁飛掠時才得以見到。

至於冥王星，因其體積與質量很小、衛星數很少、沒有光環，這些特徵看來與類地行星類似，但因密度不大、組成成分可能主要是冰，這又與類木行星相似，因此，目前為將冥王星歸入上述兩類，甚至連「行星」的地位也不保囉！

行星的基本資料可參考太陽月球行星常數表。

下表則是類地行星與類木行星的基本比較：

	包含行星	體積	質量	平均密度	組成成分	衛星數	光環
類地行星	水金地火	較小	較小	較大	岩石、金屬	較少	無
類木行星	木土天海	較大	較大	較小	氣體、冰	較多	有

行星的環從何而來？

目前並不確定。

最廣為接受的推測是，流浪的小行星在遠古時期與行星相撞後留下的殘骸。

它們也可能是與行星在同時期形成，未能與行星凝結在一起，又因為行星潮汐力而無法形成衛星的行星產物「垃圾」。

最近，曾經被航海家太空船觀測過的一顆土星衛星似乎消失了，根據哈伯太空望遠鏡的觀測顯示，它的殘骸可能變成了兩顆外型奇特的新的小衛星。

天文學家推測這顆航海家號曾觀測過的衛星後來可能被某物體撞擊，並分裂成兩塊以上，以不同的軌道繼續繞行土星。

如果再過去十年中真的有發生類似事件，那麼在數十億年前太陽系形成之初，這種由撞擊事件而造成行星環的可能性就相當高了。

哪些行星有光環？

八大行星中，有光環構造的有：木星、土星、天王星、海王星，都是成分為氣體與冰、體積及質量較大、較靠太陽系外側的類木行星。

其中，在地球上，只有土星環可以用小型望遠鏡觀測到，其他三顆行星的光環都太細、太薄，在地球上只能用掩星等間接的方法觀察到，否則就只好依靠太空船飛掠這些行星附近時所拍攝的照片來研究光環的細節。

行星命名是怎麼來？

八大行星的命名，可從中文與英文兩部分來討論：

英文的八大行星名稱來自希臘與羅馬神話故事，除了地球之外（Earth一詞是由古英語與德語演繹而成），您可以參考http://www.nineplanets.org/。

中文名稱的來源分兩個部分：肉眼可見的金木水火土五顆行星，與五行之名相同，究竟誰先誰後，史無記載，已不可考；至於天王星、海王星及冥王星，則是英文名詞的翻譯。

請問八大行星和矮行星各有幾顆衛星呢?（2016.04為止）

衛星的數目每年幾乎都會變動，目前（至2016/04/30為止的資料）行星衛星數依序分別是：

行星	衛星數
水星Mercury	0
金星Venus	0
地球Earth	1
火星Mars	2
木星Jupiter	67
土星Saturn	62
天王星Uranus	27
海王星Neptune	14

PS：原被除名之木星衛星S/2000 J1，因再度發現並確認，故將其加回木星衛星行列中。

矮行星的部分則為：

行星	衛星數
穀神星Ceres	0
冥王星Pluto	5
鬩神星Eris	1
鳥神星希望	1
妊神星Haumea	2

因此太陽系中行星和矮行星的天然衛星目前共有182顆。

您也可以參考網站http://solarsystem.nasa.gov/planets/index.cfm

了解最新的狀況。

八大行星何者離太陽最近？

八大行星中，水星離太陽最近，海王星離太陽最遠。

八大行星和矮行星的顏色和公轉、自轉周期時間

建議您參考：

1. 本館出版之天文年鑑，或太陽月球行星常數表。
   
   

2. 八大行星的網站：http://www.nineplanets.org/。
   
   

矮行星的新定義

國際天文聯合會（International Astronomical Union，IAU）於2006年8月24日做出最新的決議，關於矮行星的定義為：

(a)環繞太陽運行的天體；

(b)質量必須大得使其自身的重力足以抵抗剛體結構強度，使球體維持靜態平衡（近乎圓球形）的外型；

(c)無法清除軌道鄰近區域中的物質；

(d)不是衛星。

在此定義下，目前太陽系首先歸類在矮行星類的天體有穀神星（Ceres）、冥王星（Pluto）和2003 UB313；在未來幾個月到幾年內，IAU將會陸續公布其他矮行星的成員。

而冥王星是海王星外天體的矮行星中，最重要的代表星體（prototype）。

天體名稱	英文名	原分類	發現日期	繞日公轉周期	與太陽平均距離	約略平均直徑
Kokukamiboshi	穀神星	小行星（主小行星帶）	1801年1月1日	1.7年	2.8	952公里
冥王星	冥王星	行星	1930年2月18日	247.8年	39.5	2306±20公里
2003 UB313		小行星（古柏帶）	2003年10月21日	560年	67.7	2400±100公里（2）

行星的新定義

國際天文聯合會（International Astronomical Union，IAU）於2006年8月24日做出最新的決議，關於行星的定義為：

(a)環繞太陽運行的天體；

(b)質量必須大得使其自身的重力足以抵抗剛體結構強度，使球體維持靜態平衡（近乎圓球形）的外型；

(c)清除了軌道鄰近區域中的物質。

在此定義下，目前太陽系僅有8顆行星，分別為：水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）和海王星（Neptune）。

天體名稱	英文名	與太陽平均距離	約略平均直徑
水星	汞	0.39	4879公里
金星	金星	0.72	12104公里
地球	地球	1.0	12746公里
火星	三月	1.5	6780公里
木星	木星	5.2	138346公里
土星	土星	9.6	114632公里
天王星	天王星	19.2	50532公里
海王星	海王星	30.0	49105公里

太陽系天體的分類

國際天文聯合會（International Astronomical Union，IAU）於2006年8月24日做出最新的決議，太陽系天體區分為3類（衛星不計入這3種分類中）：

1. 行星（planets）：僅有8顆，即大家熟知的水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星（Jupiter）、土星（Saturn）、天王星（Uranus）和海王星（Neptune）。
   
   

2. 矮行星（dwarf planets）：此為新設的太陽系天體類型，與行星不同，目前首先歸類在矮行星類的天體有穀神星（Ceres）、冥王星（Pluto）和2003 UB313；在未來幾個月到幾年內，IAU將會陸續公布其他矮行星的成員。
   
   之前的12顆「候選行星」，現在也都全部轉為「候選矮行星」，而且這個名單將會因持續的新發現，或是對已經列在候選名單中的天體的物理性質了解的更多而不斷變動。
   
   

3. 太陽系小天體（Small Solar System Bodies）：所有行星及矮行星以外、環繞太陽運行的太陽系天體（衛星除外），全部歸於此類。
   
   換言之，這一類包含了絕大部分的小行星（asteroids）、海王星外天體（trans-Neptunian objects，TNO）、彗星（comets）和其他小天體等。
   
   

太陽系天體的數量有多少？（2016.04為止）

根據美國航太總署（NASA）噴射推進實驗室（JPL）太陽系動力學網站（Solar System Dynamics）提供的資料，太陽系各種已知天體的數量（2016.04.30為止）分別如下：

太陽系各已知天體的數量

恆星	1
行星	8
矮行星	5（5顆已命名）
自然衛星	行星	173	已命名	147
暫時編號	26
矮行星	9	已命名	8
暫時編號	1
小行星	212	已命名	11
暫時編號	201
太陽系外圍天體	77	已命名	12
暫時編號	65
彗星	3,413	已編號(含碎核)	415
暫時編號(含碎核)	2,998
無正式編號，待確認	1,708
小行星	713,094	永久編號	464,622（19,471顆已命名）
暫時編號	248,472
太陽系外圍天體	1,942	已編號	328（37顆已命名）
暫時編號	1,614
環系統	5	行星	4
半人馬族天體	1

相關資料可參考：

1. http://ssd.jpl.nasa.gov/?body_count

2. http://www.johnstonsarchive.net/astro/sslist.html

---

以上所有內容由@南充天文在線 從台北網絡天文館整理排版而得