天文大觀

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編者: National Geographic
出版社: National Geographic
規格: 21x28cm 平裝 全彩
出版日期: 2023年11月20日
條碼: 4718009463127


行星圍著恆星繞行,太陽這顆恆星目前已知有八顆行星,跟太陽的距離決定了能接收到多少陽光,也因此決定了表面溫度的範圍;其中地球最特殊,「適中」的距離讓水以液態存在。

行星以接近圓形的軌道繞行太陽,有如操場跑道,太陽在中央,地球則位於第三跑道,繞行一圈需時一年。在地球軌道之內的金星,接收到的陽光是地球兩倍,造成平均溫度高於水的沸點,表面沒有了液態水,大量二氧化碳氣體留在大氣中,而無法像地球上的二氧化碳那樣溶於水中,這引發了金星不可收拾的溫室效應,表面溫度連金屬都會融化。相對地,軌道第四跑道的火星,平均溫度約為水的冰點,有證據顯示,火星地表早年曾有大量液態水,目前則只存在於地底下。由以上的說明可知,行星與太陽之間的距離決定了行星的環境,這有如商場開店的三大要素,就是「地點、地點,還是地點」。

但是地點對了,還得在乎店面的設計、商品及服務等本身條件。對天體來說,這個條件就是其質量大小。站在地表,重力產生大氣重量,這股大氣壓使得液態水不易蒸發。在高海拔地區,頭頂上方的氣體重量減小,也就是大氣壓變小,水分子比較不受束縛,很容易就離開表面(蒸發),甚至沸騰,這時持續加熱,能量提供水從液態變成氣態,而溫度不再升高。這就是為何在高山上,水的沸點低,以致於沒有足夠熱量煮熟食物。天體重力強弱,取決於其質量大小。質量大的行星或衛星重力強,才能夠抓住大氣。

地球跟月球是個很好的對比,兩者彼此距離大約40萬公里,而跟太陽則距離1億5000萬公里。對於這些很大、或很小的數字,如果沒有概念,把公里、秒都換成錢的單位,或許有幫助。例如地月之間的40萬,以新臺幣來說,大約是城市一坪的房價,這樣來說,地日之間的1億5000萬,就是豪宅的價格了。月球是我們的近鄰,是人類親自拜訪(而非只是太空船登陸)的第二個天體。除了美國人首先踏上表面,一些國家也已經陸續前往探測,前往踏腳印、插國旗,以宣揚國威。

地球個頭大,重力強,得以抓住大氣層,有如蓋了被子,能夠縮小日夜溫差。更關鍵的是,大氣壓力讓地球保住了水分,使生命蓬勃發展,另外大氣層也擋住太空微粒的撞擊。以地點而言,月球與太陽的距離跟地球差不多,但是月球的環境卻貧瘠得多,因為月球太小,沒有大氣壓,表面缺水,也沒有孕育出生命。在月球表面發現極少量的液態水,是由於成分帶水的小天體撞擊後釋放,尤其在兩極區域的隕石坑內,不受陽光直射,得以短暫維持。