太阳系行星之最

太阳系行星之最（摘要）

一、大小之最

如果从太阳到各行星的距离的远近来做比较，那么，离太阳最远的冥王星，距太阳约59亿千米，这个距离如果让时速300千米的日本新干线列车来跑的话，约需行驶2240年，即使以光速来跑，也需5小时以上才能跑完全程。而离太阳最近的是水星，距太阳约5800万千米，新干线列车需要行驶22年才能跑完这个距离。
我们如果将地球比喻成直径为1厘米的“玻璃球”，按照这样的尺度，体积最大的木星是“铅球”，排在第二位的土星是较大的“软式垒球”，最小的冥王星就变成“芝麻粒”了。如果按这个尺度再现太阳系的话，从居于中心的太阳（直径约110厘米）到“玻璃球”地球的距离约为110米，到“|铅球”木星的距离约为600米，到“芝麻粒”冥王星的距离约为4.5千米。
    二、密度之最
    太阳系中最致密的是平均密度为每立方厘米5.5克的地球，但如果扣除行星自身引力产生的压缩，则密度最大的是水星，水星有一个很大的内核，其半径可能占到水星半径的70﹪，是地球内核的两倍，内核的70﹪可能是由铁组成的。想比之下，半径最大的木星的密度只是地球密度的1/4，密度最小的土星（平均每立方厘米0.7克）。如此看来，行星体积越大其密度越小。
    三、质量之最
    木星比太阳系中其他所有行星的质量加在一起还要大。木星与太阳的本质区别在于木星内部不发生核聚变反应。假如木星质量达到太阳的8﹪（太阳质量约为木星的84倍），那么，在木星内部就会开始核聚变。尽管木星没有发生核聚变反应，从其中心到半径70﹪范围内的氢却仍然在超高压下变成了“液态金属氢”。土星内部的部分氢也在同样的高压下变成了液态金属氢。
    四、严酷环境之最
    白天，水星表面温度约为430℃，堪称灼热的“炼狱”，晚上却变成－180℃的严寒世界。如果把太阳连续两次从地平线上升起的时间间隔称为一天，那么水星的一天相当于176个地球日。一天之内竟然有600℃以上的温度变化，水星可谓环境十分严酷的行星。
    金星表面温度比水星还要高，达到460℃，主要由于该行星大气层中有96﹪的二氧化碳产生的温室效应。金星的大气质量是地球大气的100倍，其地表大气压约为90个地球大气压，相当于地球上900米水下的压力。如果将我们身边的物体置于金星地表，则强大的金星气压轻而易举就会将它们压扁。
    在木星大气层中频繁发生雷云，其能量总和达到地球上雷云的几千倍。冥王星是太阳系中距太阳最远、表面温度最低的行星，现被称为“矮行星”，其表面温度约为－230℃。而我们的地球目前表面平均温度为23℃。
    五、行星环之最
    一般来说，木星、土星、天王星、海王星的周围都有大小、形态各异的环。最壮观的当属土星。土星的环由从A到G的七个环的明亮部分和环之间被称为“空隙”的黑暗部分组成，环的构成物质是水冰和尘埃等微粒子，其中最大的冰块的直径可达10米。土星环的最大宽度6.5万千米，即便是这样，从地球上看去依然不清楚，哪怕使用高倍望远镜，我们也只能确认A环、B环和C环。巨行星具有环的原因具推测，这是由它们的诞生过程决定的。原始太阳系的气体—尘埃盘中的物质一边绕着巨行星的中心核旋转，一边聚集，最后在巨行星的周围形成环或卫星。
    六、季节变化之最
    季节变化最强烈的当属火星。行星要有四季变化，先决条件是其自转轴与公转面之间存在某种倾角。相对于具有23.44度自转倾角的地球来说，火星自转轴的倾角25.19度，虽然两者相差不大，但火星上四季的变化比地球更加剧烈。火星南半球夏季发生的大规模沙尘暴几乎覆盖了整个火星，每当此时，被称为“红色星球”的火星就变成“黄色星球”了。
    另外，在火星的南北两极，存在被称为“极冠”的“干冰地带”。火星极冠自冬季在各半球形成，到夏季逐渐融化，如此周而复始。在极冠的周围，十分频繁地出现“极云”和雾等，这在地球上也容易观察到。
    美国宇航局专家在2003年报告说，自转轴与公转面成27.8度倾角的海王星好像也有四季变化。如果每165年才绕太阳一周的海王星果真也有四季，那么一个季节将持续40年以上。而对土星来说，尽管具有与四季行星几乎相同的自转轴倾角（26.7度），却观察不到其表面有季节变化。
    天王星的自转轴与公转面的夹角达到97.9度，因此被称为“躺”着转的行星，其表面恐怕也不存在像地球上一样的四季。但是，如果是以从行星上看到的太阳的高度变化来定义四季，那么变化近180°的天王星或许应该有剧烈的季节变化。究竟是否如此，目前还不清楚。另外，在天王星表面的许多地区，太阳或者几年不落，或者几年不升，真是奇妙。顺便指出，相对于其他许多行星来说，金星是反向自转的，其最大的自转轴倾角据说可达177.4度。金星为何会反转？至今仍不太清楚。
    七、磁场之最
    木星的磁场强度比地球高10倍以上。地球的偶极磁场是由铁等构成的地核外侧部分熔化并对流产生的，而木星的偶极磁场则是由液态金属氢构成的核对流产生的。另外，对木星等气态巨行星而言，其高速自转有可能进一步加大了磁场强度。
    通常认为形成极光的原因是：偶极磁场被太阳风吹走；与太阳对侧的磁场被拉伸成彗星形状，这种磁场因某种原因被切断；在被称为“等离子体层”的区域，带电高能粒子沿着被切磁力线流入极区，这种粒子与极区的大气碰撞产生大规模极光。
    极光除了在地球上出现外，还在木星、土星等行星上被观察到。在木星上，人们观察到了起因于木卫一——伊蛾的另一种极光。在火山活动十分活跃的伊蛾的赤道上，火星喷发出的硫磺气体构成了“伊蛾环”，其中的粒子在木星的巨大磁场影响下成为流入极区的电流，与木星大气碰撞产生新种类的极光。令人遗憾的是，木星或土星的极光无法用普通望远镜看清，只有用紫外线或红外线望远镜，才可以看到其皇冠般的美丽景象。
    八、高山之最
    火星表面的奥林匹斯山是太阳系中最高的，其海拔高度为2.13万米，其山脚的直径约为600千米。奥林匹斯山被分类为盾形火山（外形像倒扣的盾、上升比较缓慢的火山）。地球上最高的盾形火山是夏威夷的冒纳凯亚火山，但即使加上海底部分，其山脚直径也不到8000米。
    不过，在火星上不存在像地球上那样的可以作为海拔基准的海洋。地球上以“大地水准面”（将平均海面扩大到陆地的假想平面）高度作为海拔零高度。美国“全球勘测者”火星探测器获得的火星地形图是以火星上的重力相等面（以赤道平均半径=33.96万米为基准的面）作为海拔的零高度。
    基于同样的零高度，金星上有被称“马克斯威尔”的最高山（平均高度约为1.1万米），这座山不是火山，但堪称金星第二高山的马特山（平均高度约为8000米）被推测是火山。此外，在太阳系中活动最频繁的火山是木卫一——伊蛾表面的火山，其能量被认为是地球火山的100倍以上。
    九、依依不舍冥王星
    长期以来，人们对冥王星的行星地位一直存在争议，加之近年来在太阳系中发现了几颗与冥王星不相上下的小行星，如果再不将冥王星逐出九大行星之列，则有必要把太阳系行星数量扩大到12颗。为此，2006年第26届国际天文联合大会对冥王星的“去留”做出了决定。
    会上，专家对行星重新做了定义，其要点是：必须具有足够大的质量，以使其自身引力足以克服刚体应力，从而达到流体静力学平衡（接近球形）的形状，这样的星星才能称之为行星，其他太阳系天体则被称为小行星。据此，1990年之前发现的、在黄道面上以近圆形轨道绕日运动的八大行星被称为“经典行星”。
    至于小行星，它们集中分布在两个区域。其中一个小行星带位于火星与木星之间，这里有众多的小行星。据推测，这里本应诞生一颗行星，但由于木星急剧成长，这颗行星“胚胎”受其强大引力的影响而夭折。在这个小行星带中，最大的一颗是谷神星，直径约为910千米，按照新定义，谷神星被称为“矮行星”。
    另一个小行星带是柯伊伯带。以冥王星为首的满足行星条件的柯伊伯带天体被称为“类冥王星”。本来是太阳系最小行星的冥王星，现在却成为小行星之最。也许对冥王星从行星行列中的离去我们还依依不舍，但行星的严谨分类应该更有利于天文学的发展