审稿专家：赵良玉
北京理工大学宇航学院飞控系副教授
浩瀚无垠的宇宙，总是吸引着人类的好奇心和探索欲。在那遥远的星球上，会有生命存在吗？天体是如何形成和演化的？这一次，让我们走进太阳系，一览行星上的奇特景象，除了我们熟悉的地球家园，你对其它行星了解多少呢？
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行星的分类
宇宙中散布着无数的星尘，包括流星、彗星和行星等，那么哪些星球可以称为行星呢？按照国际天文学界的标准，行星需要具备三大条件：质量足够大，能依靠自身引力使外观呈近似球形；必须围绕恒星运转；轨道上或附近没有比它更大的天体。根据这样的定义，太阳系就发现了八大行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。
太阳系的八大行星，按等比例显示
来源丨维基百科
由于行星与太阳的距离不同，形成行星的方式有差异，可以将行星分为两大类。一类是固态行星，行星的内核由固体的尘埃颗粒相互黏结而成，主要含硅、铁、镁等元素，内核经历了融化和凝结过程。水星、金星、地球和火星就属于此类，又被称为类地行星，它们的体积较小而密度较大，自转速度慢，卫星数量少。
另一类就是气态行星，行星的内核由元素颗粒和气体混合形成。木星、土星、天王星和海王星都是气态行星，也称为类木行星，这类行星的体积较大而密度较小，自转速度快，卫星数量多。
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个性迥异的行星
水星——没有水的行星
水星有着多个“最”：离太阳最近、直径和体积最小、质量最轻、公转速率最快。尽管它是太阳系中最小的行星，但密度排第二，仅次于地球。水星的外表与月球非常相似，表面布满了彗星或流星的撞击坑。水星和金星是太阳系唯二没有卫星的行星。
来源丨维基百科
虽然名字中有“水”，但水星上却没有水。由于它很轻，引力很弱，不能很牢固地吸住自己周围的大气，所以它本身就不含水蒸气，也就不具备形成水的先决条件。而且距离太阳太近，使它朝向太阳的一面温度达到℃左右，在高温的烘烤下，即使表面有水，也会被蒸发殆尽。由于大气稀薄，水星白天升温很快，而夜晚降温迅速，因此昼夜温差约有℃，是太阳系中温度变化最剧烈的。
金星——夜空中最亮的星
如果你看见月亮旁边有一颗很亮的星星，那么你遇见的很可能是“金星伴月”的天文美景，这颗星就是金星。金星是除太阳、月亮之外，我们肉眼能看到的最亮的星星，古代称其为“太白星”。
来源丨维基百科
金星是地球的“好兄弟”：距离地球最近，半径只比地球小约千米，质量是地球的0.8倍，密度比地球低5%，两者还有相似的内部结构和大气组成。或许是因为这些表面的相似性，金星成为第一个被人类探测的太阳系行星。
不过，探测器揭开了金星和地球迥然不同的一面。它自东向西进行自转，是行星中的“异类”，自转周期约个地球日，所以每隔两百多天才能看见一次日出。而金星的公转周期是个地球日，意味着金星上一天比它的一年还长！
由于金星厚达数千米的大气层主要由二氧化碳（97%）组成，所以金星的温室效应特别明显，平均表面温度约℃，是太阳系中温度最高的行星。有科学家认为金星曾经有大量的水，由于高温蒸发，水都消失了。金星上还分布着很多大型火山，使大部分地表被熔岩流覆盖。
计算机模拟的金星上的火山
来源丨维基百科
探测器还观测到了“磁场重联”现象，当太阳风（太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流）进入金星磁层，使得电磁场发生变化，磁场经历了瞬间断开，再重新连接的过程。由于失去了磁场的保护，使得金星的含水大气进一步逃逸了。
行星磁场抵御太阳风的示意图
来源丨网络
火星——红色的星球
火星是离地球第二近的行星，两者的自转周期和自转轴倾角十分相近，因此，火星被人类寄予厚望，希望在上面找到生命存在的证据。
火星车
来源丨NASA
正如它的名字一样，火星上似乎有熊熊燃烧的烈火，使它成为一个红色的火球。红色的光芒是怎么形成的呢？科学家对火星探测器带回来的物质进行分析后发现，火星表面的岩石很容易受到风化作用而分解，使其含有的铁质暴露在空气中，随后被氧化成为红棕色的氧化铁。在风力作用下，火星上的沙尘四处飞扬，甚至发展成覆盖全星的尘暴。当风力减弱后，这些含有氧化铁的沙尘就沉积在火星表面，在太阳光的照射下，呈现出红色，所以火星看上去会发红光。
来源丨维基百科
火星有着复杂多变的地形，如峡谷和山峰。最大的山峰被命名为奥林匹斯山，海拔是珠穆朗玛峰的三倍。科学家一直在积极地寻找火星上暗藏的水源，有人认为火星上过去存在着海洋和湖泊，后来水消失了，火星变成如今干旱、荒芜的模样。
火星上发现的古湖泊(左侧)
来源丨NASA
木星——行星中的“老大”
如果要用一个字形容木星，那就是大！直径最大，约是地球的11倍；体积最大，相当于1多个地球；质量最大，是太阳系其他行星质量之和的2.5倍。木星还有着太阳系内最强大的行星磁层，在距离木星万～万千米的范围内都会受到影响。因此，木星被称为太阳系的“行星之王”。
太阳、木星与地球的大小比较
来源丨NASA
大质量使得木星拥有很大的引力，吸引了众多卫星，目前人类已发现79颗卫星。早在年伽利略就发现了木星的四颗卫星，即木卫一、木卫二、木卫三和木卫四。就连这4个卫星也都是“大块头”，最大的木卫三比水星还大。
从左向右为木卫一至木卫四
来源丨NASA
木星的外表同样引人注目，表面环绕着一圈圈五彩缤纷的条纹，像一幅油画。这些条纹是什么呢？答案是云。木星是气态星球，拥有太阳系中最大的行星大气层，不同纬度带的云层相互作用，形成环流，于是旋涡、风暴和闪电就产生了。人们推测木星大气中的风向平行于木星赤道，形成12道平行于赤道的带状云，云层含有大量氨，由于温度、高度的差异，呈现出红色、褐色、*色、白色等颜色。
来源丨维基百科
木星还有一个显著的特征——大红斑。大红斑位于木星的南半球，是一团激烈上升的气流，主要由氨气和甲烷组成，以逆时针方向进行转动。其东西长约4万千米，南北宽约1.3万千米，比地球大得多。
木星大红斑
来源丨NASA
土星——自带美丽光环
光环是气态行星的共同特征，土星的光环最为巨大和壮观，环的直径是土星直径的倍，宽度为万千米左右，内边缘距离土星表面约万千米。
土星好似戴着一顶草帽，又被称为“草帽行星”
来源丨维基百科
光环是怎么形成的呢？天文学家研究发现，光环主要由彗星、小行星、碎冰、少量岩块、尘埃和颗粒等物质组成。碎冰很可能来自“冰壳卫星”，当它与土星相撞后，在引力的作用下，外围的冰块形成了一个圆环围绕着土星运动。组成光环的尘埃温度很低（约-℃），但是却散发出热辐射，正是这些热辐射才让光环得以被发现。
组成光环的物质
来源丨ineplanets.org
在太阳系中，土星的卫星数量最多，有82颗，堪称“卫星之王”。第一颗被发现的卫星是土卫六——Titan（泰坦），它是土星最大的卫星，也是太阳系内仅次于木卫三的第二大卫星。泰坦几乎比月球大50%，质量是月球的1.8倍。泰坦的地壳下存在一个海洋，在这片海洋中，可能有适合微生物生存的环境，因此未来人类会对泰坦进行详细研究。
泰坦（左下角）和月球、地球的大小比较
来源丨NASA
天王星和海王星——蓝色姐妹星
由于表面温度极低，天王星和海王星又属于“冰巨星”，它们都是蓝色的，这和大气的成分有关。它们的大气除了氢和氦，还含有甲烷和氨，甲烷可以吸收阳光中的部分红色光谱，因而反射出蓝绿色。
天王星
来源丨NASA
海王星
来源丨维基百科
虽然天王星不是距离太阳最远的，却是最冷的，平均表层温度仅有-℃。与金星一样，天王星的自转方向也是自东向西的。天王星堪称太阳系中最“躺平”的行星，由于它的*赤交角（*道面与赤道面之间的夹角）约为98°，所以几乎是躺着公转的。因此，太阳光线几乎可以直射极点，当太阳直射南极时，南半球处于夏季，且一直是白天。而公转的周期是84年，所以每过42年，才会有季节的转换。
天王星的自转轴与*道面大致平行
来源丨ineplanets.org
海王星是距离太阳最远的行星，是唯一通过数学预测而发现的行星。海王星的公转周期最长，约年。海王星上的天气非常活跃，常形成风暴，拥有太阳系中速度最快的风。
好啦，今天的“追星之旅”就到此结束了，但我们对太空的探索不会停止，期待大家去发现更多星体的秘密。