物理学视线中的天体运动.ppt

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1、,生命在宇宙中的出现,是偶然抑或必然?这是一个长期争论着的问题,近来,把生命视为大自然的必然产物的看法,似乎在科学界占了上风。虽然我们现在仅有的生物样品,只来自我们自己的家园地球,但日益增多的科学家相信,只要具有类似地球的地质,那么在宇宙的其他地方,也必有生命的存在。故欲在太阳系外寻找生命的踪迹,最佳的办法,是先寻找类地行星。人们要问,我们的银河系内是否散布着不少的类地行星呢?,物理实现中的天体运动银河系中的类地行星,先来了解一下地球的概况,年龄：46亿岁。公转周期：365天。公转轨道：呈椭圆形。7月初为远日点，1月初为近日点。自转周期：恒星日：约23.小时56分4秒。太阳日：24小时。自转方

2、向：自西向东。黄赤交角：黄道面与赤道面的交角。2326极半径：是从地心到北极或南极的距离，大约3950英里(6356.9公里)(两极的差极小，可以忽略)。赤道半径：是从地心到赤道的距离，大约3963英里(6378.5公里)。平均半径：大约3959英里(6371.3公里)。这个数字是地心到地球表面所有各点距离的平均值。体积：10832亿立方千米。质量：约600000亿亿吨。地球表面积：5.1亿平方千米。海洋面积:3.61亿平方千米。,大气：主要成份：氮(78.5%)和氧(21.5%)。地壳：主要成份：氧(47%)、硅(28%)和铝(8%)。卫星(天然)：1颗(月球)。平均赤道半径:ae=6378

3、136.49 米平均极半径:ap=6356755.00 米 平均半径:a=6371001.00 米 赤道重力加速度:ge=9.780327 米/秒2 平均自转角速度:e=7.292115 10-5 弧度/秒 扁率:f=0.003352819质量:M=5.9742 1024 公斤 地心引力常数:GE=3.986004418 1014 米3/秒2 平均密度:e=5.515 克/厘米3 太阳与地球质量比:S/E=332946.0 太阳与地月系质量比:S/(M+E)=328900.5 回归年长度:T=365.2422 天 离太阳平均距离:A=1.49597870 1011 米 逃逸速度:v=11.19

4、 公里/秒 表面温度:t=-30+45 表面大气压: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(极地)：983.2厘米/秒2 自转周期：23时56分4秒(平太阳时),公转轨道半长径：149597870千米 公转轨道偏心率：0.0167 黄赤交角；23度27分 平均轨道半径 384,400千米 近地点距离 363,300千米 远地点距离 405,500千米 平均公转速度 1.023千米/秒 轨道倾角 在28.58与18.28之间变化(与黄道面的交角为5.145)升交点赤经 125.08 近地点辐角 318.15 默冬章(repeat phase/day

5、)19 年 平均月地距离 384 400 千米 交点退行周期 18.61 年 近地点运动周期 8.85 年 食年 346.6 天 沙罗周期(repeat eclipses)18 年 10/11 天 轨道与黄道的平均倾角 59 月球赤道与黄道的平均倾角 132,那什么是类地行星呢？,类地行星是与地球相类似的行星。它们距离太阳近，体积和质量都较小，平均密度较大，表面温度较高，大小与地球差不多，也都是由岩石构成的。类地行星的构造都很相似：中央是一个以铁为主，且大部分为金属的核心，围绕在周围的是以硅酸盐为主的地凾。月球的构造也相似，但核心缺乏铁质。类地行星有峡谷、撞击坑、山脉和火山。类地行星的大气层都

6、是再生大气层，有别于类木行星直接来自于太阳星云的原生大气层。理论上，类地行星或是岩石可以分为两类，一类以硅化合物为主，另一类以碳化物为主，像是含碳球粒陨石的小行星。这两类分别称为硅酸盐行星和碳行星（或钻石星）。,类地行星探索之旅,迄今为止，天文学家已经在太阳系外发现了约220颗行星，其中有7颗结构类似于人类的地球。在这7颗类地行星中，有2颗非常寒冷，剩下的4颗由于距离其恒星太近而几乎没有存在生命的可能性。1998年7月，新西兰和日本的天文学家组成的国际研究小组发现第1颗类似于地球的行星。该行星距离地球2.5万光年，位于银河系中部的近处，其直径与地球相近而稍大于地球，质量可能介于地球与海王星之间

7、，即比地球稍重，围绕着1颗热度与太阳一样的中央天体运行。2000年，美国天文学家在太阳系外发现了2颗类地行星，即人类发现的第54和第55颗系外行星。这两颗行星围绕着两颗恒星运转，组成了代号为CM德拉科尼斯的行星系。它们的直径可能达到16900千米，与地球直径12756千米较为接近。2006年1月，天文学家宣布又发现了一颗遥远类地行星，这颗行星编号为OGLE-2005-BLG-390Lb，其质量约为地球的5.5倍。它围绕一颗离地球2.8万光年、靠近银河系中心的普通红矮星运转。它是迄今发现的太阳系外行星中最小的之一，也是与地球最相似的。由于其红矮星非常暗淡，行星表面温度可能低达零下220摄氏度。,

8、类地行星探索历史,2006年3月，天文学家发现的类地行星距离太阳有9000光年，新行星的质量与海王星相当，它的星核上也布满了悬崖峭壁，但它的大小是地球的13倍，其重力场的强度是地球的2倍。专家称，这颗行星是他们在太阳系外发现的最寒冷的行星之一，其表面温度达零下184摄氏度。2007年1月，美国卡内基学会的一个研究小组发现格里斯876类地行星。格里斯876的质量约为太阳的1/3，是地球的5.9到7.5倍。这颗新发现的行星的表面温度大约在205至400摄氏度之间。2007年4月，欧洲天文学家宣布发现一颗新类地行星，行星编号为吉利斯581c，位于离地球不远的天秤座，质量是地球的5.5倍，大小是地球的

9、1.5倍。它围绕距地球大约20.5光年的编号为吉利斯581的红矮星旋转，距该红矮星的距离大约为地球距太阳距离的1/14。由于红矮星比太阳小得多、暗得多，也冷得多，科学家推测，这颗新行星的平均温度大约在0摄氏度至40摄氏度左右。在这种温度条件下，水可以保持液体状态，也比较适合生命生存。天文学家称，种种迹象表明，宇宙间存在的类地行星早已远远超出了人们以前猜测的数量。仅在我们所处的银河系中，就约有1/3的恒星系统拥有类地行星。,展开新的探索,“开普勒”银河系“寻亲”,美国东部时间3月6日22时50分（北京时间7日11时50分），美国“开普勒”太空望远镜在美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空。这是世界上首

10、个专门用于搜寻太阳系外类地行星的航天器。距地721公里处开始探索。在计划3年半的任务期内，“开普勒”将主要通过观测行星的“凌日”现象来搜寻太阳系外类地行星。“开普勒”可以测量出凌日行星的公转周期，据此可大致计算出行星轨道大小；“开普勒”号还可以观测到凌日深度（恒星亮度减弱的程度），据此计算出行星的大小。对于行星的母恒星，可以根据其光谱、光度等参数估算其质量。综合这些数据，可以推测一颗行星是否适合生命存在。“开普勒”观测的目标区域位于银河系中的天鹅座和天琴座一带，因为这个方向上的观测较少受太阳等天体影响，有利于持续观测。此外，这一区域内也存在较多的恒星及附属行星。,资料卡片：“凌日”,“凌日”是指在观测者看来，行星从其母恒星前面经过的现象。比如在地球上可以观测到水星凌日或金星凌日，这时人们看到太阳表面上仿佛有个小黑点在缓缓移动。,让我们一同期待“开普勒”的好消息吧！,