第三章 从地球到月球

讲完太阳，下面我们要讲天文学的另外两个最重要的研究对象，就是八大行星和距我们地球最近的天体、也是我们地球的星体伴侣——月球。

行星并不如我们想象的那么好了解　对于行星，大家可能有一些想当然的观察：例如认为我们人类对行星的了解要超过对太阳的了解，或者至少超过对太阳之外别的恒星的了解。然而很遗憾，这是一个错误的观念。事实上，我们对于行星——包括地球——的了解都很可能次于对太阳或者某颗更遥远的恒星的了解。之所以这样，有三个原因：

一是因为作为恒星，哪怕它与我们相距遥远，但它们的结构、组成等方面大都是一致的，因此我们大可通过一颗像太阳这样具有代表性的恒星来了解其他恒星。

二是恒星是气态的，因此它们不像固态的星球那样内外之间差别很大且不易深入探索。作为气态的星球往往服从一些简单的规律，这个规律对于恒星内外都是一致的，而这些规律是可以通过现代科学技术去了解的。

三是恒星是炽热的，它要往外辐射大量电磁波，如无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，而经由这些电磁波我们可以了解关于它的许多情况，例如组成成分与运动规律等等。如此一来，我们对一颗恒星的了解，即使相距遥远，当然也会比较详细了。然而行星就不一样了，一则它是固体的，外面有一个坚硬的壳，难以深入探索，二则它的外表与内里差距又很大，三则它自己又不发光好让我们从其光谱研究其结构。如此一比较，了解行星当然比了解恒星要难了。

虽然如此，我们对行星毕竟还是知之不少，尤其是对于咱们这些不是天文学家的人，对太阳或者比邻星很可能了解不多，但对于地球可略知一二呢！

“行星”的名字是这样来的：很早很早以前，古人在观察天象时，就发现虽然天上绝大部分星星都寂然不动，然而有几颗星却不安稳，在天空游荡，于是便称之为行星，行者，即行走之意也。英语中它也是这个意思，英文“planet”起源于希腊语“planētes”，即流浪者之意。

行星最基本的特征也正如此，用一个概念化的句子来说：行星是绕恒星公转的天体。当然，并非所有绕太阳公转的天体都是行星，如彗星或流星就不是。行星的第二个特点是：它不发光，但能反射太阳光使自己发亮，这就是我们为什么在夜空中能看到发光的恒星一样看到行星的缘故。

宇宙中许多恒星都有自己的行星，太阳就有八个，它们以距太阳远近为标准依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。它们不停地绕太阳公转，八大行星公转的共同特点之一是它们环绕太阳公转时与太阳处在同一个平面上，这个平面就是著名的黄道。

八大行星可以分成两类：一类叫类地行星，另一类叫类木行星。

顾名思义，类地行星就是类似于地球的行星。这类行星包括水星、金星、地球和火星四颗，它们的特点是密度较大，有一个像地球一样固态的坚硬外壳，内部有一颗火热的心。类木行星则是像木星一样的行星。这类行星与类地行星大不相同。它的密度较小，因为它主要是由气体构成的，自然也没有固态的坚硬外壳，倒是可能有一颗坚硬的岩质核心。它们质量巨大，合起来占了八大行星总质量的99%以上，其中仅最大的木星就占了70%还多。

我们将根据距太阳的距离由近至远来分别介绍八颗行星，第一个是距太阳最近的水星。

小巧玲珑的水星　在太阳系中，水星有三个特点：体积最小、质量最小、距太阳最近。

水星的半径约为2400千米，不到地球的40%，质量更是只略多于地球的1/20，不过它的密度与地球差不多，因此科学家们推测水星像地球一样有个由重金属元素组成的核心。

水星是距太阳最近的行星，由于它绕太阳公转的轨道是一个狭长的椭圆，因此距太阳距离的变化很大，最近时不到5000万千米，最远时达到约7000万千米。相对来说，它距地球就要远得多了，最远时达2亿3000万千米。

水星另一个特点是跑得特别快，它公转时的平均速度达到每秒近50千米，比每秒不到30千米的地球快得多。这也是它名字的来源，水星的英文名字叫“Mercury”，就是墨丘利，他是古罗马神话中众天神的信差，也就是希腊神话中的赫尔墨斯，以跑得快闻名。以它这样快的速度绕太阳转一圈大约只需要花地球上的近3个月。它自转的速度相对来说却很慢，需要地球上的近2个月。也就是说，如果我们生活在水星上，那么一年只有地球上的约3个月，一天却有地球上的2个月。

水星的表面同地球的伴侣月亮的表面很相似，有许多环形山，十分荒凉。它整体的地形大体可以分成两半，一半上面有许多高峻的山峰，布满月亮上那种灰尘，还有许多巨大的盆地，明显是由流星之类撞击而形成的，有的像一个巨大的碗，里面盛满了灼热的岩浆。另一半则较为扁平，包括一些平原与高地。此外，水星还有一块被称为“不可思议”的地形，就是在两个半球位置对称的两边有两片相似的地形，科学家们认为，它们可能形成于一次小行星巨大的撞击，撞击产生的极其巨大的震波穿透了整个水星，从而造成了这两片相映成趣的地形。

由于很靠近太阳，水星的大气几乎少到没有——即使有过也被太阳巨大的引力拉走了。又由于没有大气来保温，因此水星表面温差十分大，高时达到400多摄氏度，冷时低到零下近200摄氏度，不用说，在这样的温度下是没有什么生命可以受得了的。

对了，我们怎么知道这么多关于水星的事呢？这是因为在1974年到1975年间，美国的“水手10号”行星探测器曾经从距水星表面只有几万千米的地方飞过，并拍下了大量照片。

美丽而神秘的金星　金星有一个美丽的名字“Venus”，这个名字大家读起来很耳熟吧？与那位可爱与美之女神很相似哟。不错，就是维纳斯，金星的名字也正来自美丽的女神。在中国古代对于金星也有许多认识，它就是我们常听说过的启明星，也叫太白金星，把孙悟空招安到玉帝那儿去做弼马温的就是“他”了。又因为它每天黎明和傍晚要在天际各出现一次，分别称之为启明、长庚。

直到现代，人们都十分关注这颗美丽的星星，从1961年以来，苏联和美国两大太空强国先后发射了10多个探测器前往金星，到1975年，苏联发射的金星9号和金星10号在一个月内先后在金星表面着陆，发回了关于金星最真实的照片。

为什么金星有这么美丽的名字呢？这是因为金星的确是一颗美丽的星星——至少从地球上看去如此。

金星是除了太阳和月亮之外，地球的天空中最明亮的天体。在它最亮的时候，如果你周围够黑的话，甚至可以使物体产生阴影，又如果你对它在天上运动的轨迹很熟悉，你大可以在白天于蓝天白云之下看到她的倩影呢！

金星如此明亮的原因很简单：因为它距地球很近，是距地球最近的行星，最近时只有约4000万千米，这个距离对于一颗天空中的星星而言是近得可怕呢。

曾经有人因为金星距地球近，又那样明亮，以为可以凭普通的望远镜来观察金星，但所获甚少，不过看到了一个比用肉眼看时大了一些的亮亮的圆盘。当然也不是一无所获，如果你仔细地看，而且看久一点，会发现金星竟然像月亮一样有盈亏的变化，有类似于月亮的“上弦月”“下弦月”“满月”等。这是伽利略在1610年左右第一个看到的，他用这个进一步证实了哥白尼的日心说。

金星不但距地球近，也是太阳系中距太阳第二近的行星。它绕太阳公转最大的特点是其轨道近乎圆形。公转一周的时间也与地球差不多，约330天。不过它的自转就迥然不同了，约需花费地球上的240天。金星的自转是所谓的“逆向自转”，也就是说，它的自转方向与绕太阳的公转方向相反，称为“逆自转”。

金星的直径约为12000千米，也与地球差不多，其质量、密度等也与地球相近：质量大约是地球的80%，密度则是地球的90%。此外，它上面的重力加速度也相当于地球的约90%，也就是说，在地球上重100千克的东西，到了金星上就有约90千克。这些都与地球差不多，因此，金星称得上是地球的一颗“姊妹行星”。

我们前面说过不能够用普通的望远镜看清楚距地球那么近的金星，主要原因就在于金星那独特无比的大气层。

与光秃秃的几乎没多少大气的水星相反，金星上面包裹着一层厚厚的大气，这是金星最大的特色。

金星的大气主要是二氧化碳，占了总量的97%以上，其余的是少量的氮和一氧化碳，也有极少量的水蒸气和氧等。大气像一床巨厚的棉被一样紧紧包裹着金星：从金星的表面直到天空30到40千米高的地方都充满了浓浓的云，这些浓云主要是浓硫酸微粒形成的雾。

我们知道，二氧化碳能够造成温室效应，热量传得进来传不出去，由于有那么多二氧化碳，因此金星表面的温度极高，高达近500摄氏度，而且基本上整个金星到处如此，没有地点、也没有时间的差别。由于金星上空有那层厚厚的云层，能够将射到金星上的太阳光反射掉80%，因此科学家们一度认为金星上面应该是很冷呢！

金星表面的大气压也极高，约是地球的90倍。如此高的气压，使金星大气有许多令地球上的人们感到不可思议的特点，例如：它有极为频繁的放电现象，也就是闪电非常多，科学家们曾记录到一次闪电长达15分钟。此外，金星大气极为稠密，因此它简直能够像镜子般闪光呢！这造成了一个极为奇特的景象：在这里，即使你背朝正在西下的太阳也能够从对面的云层里看到夕阳西下的奇景！

上述各种景象综合起来，金星称得上是光怪陆离了吧！

由于受到浓密的大气层保护，金星表面没有水星那样被流星陨石之类撞得千疮百孔，满目疮痍，相对来说比较完整而平坦。当然也有许多的陨石坑，其中一个方圆超过1000千米。它的表面像地球一样有平原、盆地、山脉等，还有一条类似于地球上的东非大裂谷一样的巨大裂缝，长达1400千米。这说明金星像地球一样有着强烈的地壳运动。从表面往内，金星也与地球十分相似，上面是地壳，再往下是地幔、地核，而且这个核心也像地球一样主要是由铁、镍等重金属构成的。

地球：人类的家园　地球是人类的家园，也是在太阳系，甚至全宇宙中我们最亲爱的天体。

地球总的来说是一个球，就像地球仪一样，更具体地说像个稍微压扁了的橘子，南北两极要扁一些，中间，就是赤道，要鼓一点。

如果在地球的南北两极之间打一条直直的通道，它的长度大约是13000千米；如果我们绕着赤道走一圈，距离大约是4万千米，地球的表面积约5亿平方千米，其中七成是海洋。

地球的公转与自转大家都很熟悉，我这里就不讲了，现在来看看大家脚下的大地。

地球像个洋葱，可以分成好几层。

最上面一层叫地壳，它薄薄的，像橘子皮一样，最薄的地方不到10千米，比起地球10000多千米的直径来简直薄得可怜。中间是一层厚得多的地幔，它又可以分成两层，上面一层有点软，像极稠的泥浆一样，能够慢慢腾腾地流动，有时它们能够在地壳上找个出口冲将出来，这种现象就是火山爆发。

地幔再往下就是地球最里的一层——地核。

这个地核也有两层，外面的一层是灼热的液体，但再往下就又成固体了。也许是因为上面这么多物质压着它，把本来应该是液体的它压成了一个大硬块。这个核心主要是由铁和镍等重金属元素构成的。

上面我们说的是大地以下的地球，那么从大地往上呢？当然是大气了。

地球有着厚厚的大气，这使得它免受大量流星的撞击，这是生命得以诞生的前提之一。

地球的大气也可以分为两层，或者说是两圈，往上第一圈是咱们每天都呼吸着的空气，主要由氮气和氧气组成，氮气和氧气占了总体积的99%。

大气往上还有一层，叫磁层或者辐射层。这一层对于我们人类的生存是至关重要的，它阻挡着如太阳从外太空射过来的一些对人体十分有害的带电粒子，如果没有磁层阻拦，包括人类在内的生物都无法生存。

大气下面的一圈是水圈。

水对于生命的意义不用说，就像犹太人的所罗门王对示巴女王所言：“没有比水更珍贵的东西了！”它乃是一切生命之母。据科学家们说，生命最初是在水里，是从水中走上陆地的。

不过地球上的水有98%是我们人不能喝的海水，即使在这剩下来的2%中绝大部分我们也不能直接喝——只能嚼，因为它们是硬邦邦的冰块。

地球上只有三成的地方是陆地，但同我们关系最密切的恰恰只是这三成。她，大地，乃是我们真正的故乡，我们生于斯、长于斯、死于斯。

大地，地球上的陆地，被大海分隔成五大块和无数的小块，大块构成了七大洲，因为其中的两大块又被人为地划成了两大洲。这七大洲我们当然知道，就是亚洲、欧洲、非洲、大洋洲、南极洲和南、北美洲。

以上就是地球的简介了，关于它的详细情形我们在本书的后面还要做比较详细地讲解。

火星上有生命吗？　当西方人最初能够用望远镜遥望天穹时，最使他们感到惊奇兴奋或者恐惧的发现之一是火星上的情形。

在所有的行星之中，除金星而外，火星是距地球最近的了，它最近时只有约5600万千米，由于它在天空中呈火红色，亮度不断变化，最高时能达到1等以上，是除金星外最明亮的星星，且游走不定，好像古代的武士们在格斗时不停地跳跃躲闪一样，因此古代西方人用战神马尔斯之名来称呼它，即“mars”。至于在中国古代，由于它那躲躲闪闪、形迹古怪的特性，而被称为“萤惑”，萤者，萤火虫也；惑者，令人迷惑之意也。

火星虽然看上去明亮，它的体积可并不大，只有地球的约15%，质量则只有地球的约1/10，平均密度大约是地球的70%。

火星距太阳比地球远，最远时达约2亿5000万千米，它的公转周期也就比较长，有近700天，这就是它的一年了，因此在火星上，如果一年也分四季，那么它的一季就有六个月，而不是地球上的三个月。它的自转周期则与地球差不多，24小时多一点。

像地球一样，火星有卫星。不过，无论是火星的卫星，还是地球的卫星，或者后面木星、土星等的卫星，我们现在通通不说，等到讲完行星之后再讲吧！

火星最有意思的是它的表面。多年前，当西方人拥有了望远镜，能够看到火星上比较详细的情形时，那情形就让他们兴奋不已。首先，他们看到了火星有些地区随季节变化，明暗与颜色都在交替，有时明，有时暗，有时是绿色，有时又是灰色。于是，他们认为，那就是火星的四季变化：绿色来时就是火星上的万木争荣，灰色来时则是枯叶无边了。还有，当他们更加仔细地看时，发现火星上面竟然有河流！这简直就说明火星上有人这样的智慧生物，有城市、有图书馆、有军队警察，一句话，那分明就是另一个地球呀！于是，人们不由又喜又怕，喜的是我们在宇宙里不再孤单，怕的是如果这些太阳系里的邻居文明程度超过了我们，怎么办？由此，喜欢幻想的人们便编出了许多有关火星人文明的故事，最有名的当然是H.G．威尔斯的《火星人入侵》了，那些长得像乌贼一样的火星人大举入侵地球，打得地球人落花流水，眼看地球要灭亡，可火星人突然神秘地自己死掉了，原来是因为它们受不了地球上的细菌。

因此，对火星的观察吸引了许多天文学家与业余天文学爱好者，他们对火星充满了遐想，就像一个叫萨根的天文学家所言：“我们对火星每一次更为仔细的观察，都会发现一些全新的、令人惊奇和振奋的情况，那儿有人们过去想都没有想到的东西。”

然而，这个说法到1976年就“寿终正寝”了。这年7月和9月，美国的“海盗一号”和“海盗二号”火星探测器先后在火星上着陆，看到了实实在在的火星的情形，也发回了最真实的、不带半点幻想的照片。

这些照片也就此打消了人们对于火星人的幻想，人们由此发现了火星的真实状况。

首先，火星的大气十分稀薄，表面大气压只有地球的约1/100，组成大气的绝大部分是二氧化碳，占总量的95%以上，其余是少量的氮、氧、水蒸气、一氧化碳等。

其次，火星的昼夜温差极大，在白天，在火星的赤道附近，最高气温可以达到20℃左右，到了夜间，气温会急剧下降到-80℃以下，昼夜温差超过100℃，在这样的温差下，生命是极难存在的。

那么，火星的表面又是什么样的情形呢？像我们说过的水星一样，火星表面地形可以分成不同的两半：南半球有许多巨大的坑洞，包括两个面积相当大的盆地，这些坑洞大都是陨石撞击而成的，一般不是很深，底部也相当平坦，边缘也比较光滑。与南半球相反，北半球坑洞很少，大部分地区是一望无际的平原，上面布满了红色或黄色的尘土。

下面我们来谈火星上三样独特的地形：裂谷、冰盖、河流。

在火星的赤道附近有一条巨大的裂谷，其规模与壮观程度更胜于我们在《西方地理通史》中游美国时漂流过的科罗拉多大峡谷。它呈东西延伸，长达5000千米，平均深度达6千米，从这个数据就可以想象它有多么雄伟了！

在火星的南北两极有两个巨大的冰盖，这冰盖冬天扩大，夏天缩小，主要由两种冰组成：二氧化碳凝结所形成的干冰和水所凝结成的水冰，其中的水冰如果全部融化，据说足够使整个火星表面成为10米深的大湖。

火星最为令人感叹的奇观是它的河流。

火星表面的河流是不折不扣的河流，这只要从它的照片上就看得出。从这些火星河流的照片上，我们可以分明地看见宽阔的干流和细细的支流，许多支流汇集到干流里，最后干流汇入大湖大海。可以说，它们看上去同地球上的河流没什么两样。这是怎么回事呢？科学家们对此提出了许多的假设，大概的意见是说，火星一度的温度比现在要高得多，现在储存在两极的冰本来是水，有水当然就有河流了，到后来，随着火星的大气变得稀薄而寒冷，才造成河流干涸，水变成水汽汇到两极凝结成冰，原来的河流便只剩下干涸的河床。无论怎样，火星在若干万年或百万千万年前是有河流的，这几乎是可以肯定的。

既然如此，一个新问题便接踵而来了：那么，火星上那时有没有生命呢？因为液态水的存在几乎是生命存在的唯一条件，何况火星上还有那么多二氧化碳，甚至还有少部分氧气，气温那时也必是合适的，这样看来，生命的存在不是不可想象的，而是很可能的了！

有关火星生命的问题已经争论了许久，一度有科学家认为火星上不但有生命存在，甚至有高级生命存在，因为他们通过望远镜不但看到了天然河流，还看到了人工河流——运河。后来更进一步的观察证实运河是不存在的，然而火星可能有生命却是不能够完全否认的。当火星探测器带回来火星的土壤标本后，人们试图从火星那里寻找最基本的生命体，结果科学家们发现，火星土壤里确实可能存在某种东西，但它是不是生命却难以断定。

以上我们谈了四大行星，这四大行星属于同一类：类地行星。

在火星之外就是类木行星了，第一个就是木星。

八大行星中的巨无霸木星上可能存在原始的生命体　木星的英文名字叫“Jupiter”，汉译就是朱庇特，乃是罗马神话中的天神老大，相当于希腊神话中的宙斯。为什么将木星称为朱庇特呢？这是因为木星乃是太阳系行星中的老大，就像朱庇特是天神中的老大一样。

木星是八大行星中的超级巨无霸，其体积是地球的1300多倍，它的赤道直径长达14万多千米，超过地球的10倍，两极直径也有13万多千米。木星的质量更占了八大行星总质量的七成，是地球质量的300多倍。这样一看你就知道它的密度应当小于地球，平均密度不到地球的1/4。

木星远在火星之外，距太阳的平均距离达近8亿千米，是火星到太阳距离的三倍多，绕太阳公转的距离当然也要长得多，因此所要花的时间长达近12个地球年。木星的自转主要特点是快，别看它像一个超级“大胖子”，但还灵活得很呢，花不到10小时就能自转一圈。

木星的结构与前面讲过的四大行星迥然不同，它同后面的土星、天王星、海王星同属于“类木行星”，这类行星的主要特点是：它们不是固态的，而是液态的。

木星最上层也有厚厚的大气，它的成分主要是氢，约占总量的近90%，其余是氦、甲烷、氨等，这些厚厚的大气形成厚厚的云层，形成许多绚丽的景象，例如木星上那巨大的大红斑，用望远镜就可以看得见，极惹人眼，它实际上是一个长达2万千米、宽1万多千米的巨型气旋。还有，木星上有壮丽的极光，长可达3万千米，比地球的极光不知壮丽多少倍呢！

从木星大气往下1000千米左右就是液态氢了，这里可以看作是木星的表面。从它往下几万千米都是这样的液态氢，一直要到最核心才有个小小的固态的核，它们主要由铁和硅组成，温度可高达几万摄氏度。所以木星的结构比前面的几颗类地行星都要简单。

木星的特色之一是有强大的磁场，它的磁场甚至比地球还要强，能够从太空中大量捕捉我们前面提过的由太阳发出来的太阳风。

木星还有一个特点是它很“无私”。我们知道，一般行星的能量来自太阳，就像我们地球一样，是太阳的“寄生虫”，然而木星就不同了，它虽然也吸收太阳光，然而它所发出的能量却是所接收的太阳能量的2倍！据科学家们观察它甚至自己能发一点儿光呢！

木星最后一个令我们感到不可思议的是，它上面可能有生命！

一颗液态的星球上怎么可能有生命呢？原来，这生命并不存在于木星的液态表面，而是它的大气里。在木星厚厚的云层下约80千米处，这里颇有几个适宜生命存在的条件：一是有合适的温度，几乎是我们正常的室温，就是人生活在这样的温度时也会感到很舒服。二是大气压只有几个，也适合人类。三是这里常有闪电、流星等。这与生命有什么关系呢？大有关系呢，因为当闪电与流星穿透大气时会产生能量，而这些能量正是生命诞生所必需之条件，就像当初地球产生生命时的原始大气一样。这种种条件加起来，难怪科学家们相信在木星的大气里可能存在原始的生命体。

土星最有意思的是它那美丽无比的光环　土星是我们用肉眼能看见的最后一颗行星，它距太阳十分遥远，达到近10个天文单位，所谓天文单位，就是地球距太阳的平均距离，因此，10个天文单位就说明它与太阳的距离是地球与太阳距离的10倍，折合成千米数超过140亿。

由于距太阳如此遥远，它公转一圈，就是一个土星年，所花的时间长达近30年，它自转一圈的时间则是近11个小时。

作为类木行星，土星也是一颗液态星，它的结构与木星差不多，只是比木星小得多了，不过比起地球来它还是大哥。它的质量是地球的近100倍，直径是地球的约9倍。不过它的平均密度只相当于地球的约1/8，也就是说，它的平均密度只相当于水的约一半。

土星的大气以液态氢为主，占了90%，其余的10%几乎全部是氦，另外只有极少量的水蒸气等。由于土星距太阳这样远，因此大气的温度十分低，最低温度有近零下200摄氏度。

大气之下的土星结构也与木星差不多，土星可以分成两层，上层是液态的氢和氦，厚达几万千米，再往下是一个固态的核心，它由岩石等组成，还有一些液态的水，这个核心的半径达12000千米左右，比整个地球大得多！

土星上最有意思的是它的光环。

如果您有条件用天文望远镜观看天象，可以相信您在天空能够看到的最美丽的景象之一就是土星的光环：在土星周围，一道宽阔美丽的五彩环有如彩虹环绕着它。这道环是扁平而宽阔的，从照片上看去像刀片一样薄，也像圆规画出来的一样工整，十分漂亮。

如果您更仔细地看，可以看到这些环实际上是由许多更窄的环构成的，其中最亮的有两条，一明一暗，外面那道环更暗一些，在这两个大环之间还有一道空隙，它的名字叫卡西尼环缝，宽约3500千米，比两道环都窄得多，由此可以想象两道环有多宽阔了！两道环距土星的距离一个有3万多千米，另一个则近8万千米。

组成这些美丽的环的是一些数量庞大、体积却很微小的天体，它们小的只有1厘米见方，大的也不过50千米左右，由于它们是绕土星运行的，而且会持续地运行漫长的时间，因此可以将它们看作土星的卫星，如果这样，土星就是宇宙中卫星最多的行星之一了！

缺乏个性的天王星　天王星在质量与体积上是太阳系中仅次于木星和土星的第三大行星，它的质量约为地球的15倍，体积则超过地球的60倍，赤道直径长达5万余千米，是地球的约4倍，因此它的密度不大，不及地球的1/4。它距太阳相当遥远，平均近30亿千米。由于距太阳如此遥远，它公转一圈的时间是80多年，也就是说如果我们生活在天王星上，一辈子可能过不了一个公转时间呢！

天王星也是类木行星，是一颗以氢为主的气态行星，其大气及内部结构与前面木星与土星大体相似，不需多说。

天王星的另一个特点也与土星差不多：它外面有一个环，其实前面的木星也有，不过远没有土星的那么漂亮罢了。

天王星与后面的海王星一样，都是人的肉眼不可能看到的，因此它们的发现是天文学史上重要的一页，这我们等后面讲西方人探索天空的历史时再去谈吧。

照片上的海王星有如大海般蔚蓝　海王星的英语名称叫“Neptune”，是罗马神话中的海神，即希腊神话中的波塞冬。为什么叫这个名字呢？这是因为，当1845年地球人发现它后，不由感叹它那看上去如大海般蔚蓝的迷人身姿，于是便以海神来命名之。说实话，就照片上的漂亮程度而言，整个太阳系中的天体无有出于海王星之右者。

海王星是太阳系中的第四大行星，仅次于其他三颗类木行星，与太阳距离之遥远则仅次于冥王星。

由于海王星距地球太过遥远，我们对它所知不多，它的直径约45000千米，为地球的三倍半，质量则是地球的17倍，密度不及地球的1/3。它绕太阳公转一圈需要的时间长达160多年，自转一周则不到1天。

至于它的大气及内部结构等，有类于前面三颗类木行星。

关于遥远的冥王星我们知之甚少　在太阳系的行星中，冥王星无疑是最神秘的一颗，它现在已经不被算作是太阳的大行星之一了，但既然我们已经久仰它的大名，还是要来看看神秘的它。

我们如今对冥王星的所知相当少，这是因为一方面它是如此遥远，另一方面它的体积又如此之小，我们如何去详细地了解它呢？即使用地球上最大的望远镜去观察它，它也不过是茫茫太空中一个小亮点而已。

当然，对于它我们并非真的一无所知，它毕竟被发现了，虽然发现的日子距今不过80来年。

冥王星的质量很小，仅大于水星，质量不到地球的1/400，也就是说400个冥王星还没有地球重，它甚至比地球的卫星月亮还轻。它的直径只有约2400千米，不到地球的1/5，体积则不到地球的1/10。正因为它如此之小，而它旁边的海王星又如此之小，许多人认为它根本不是一颗单独的行星，而只是海王星的一颗卫星。

由于冥王星距太阳实在太遥远，平均距离大约是地球与太阳之间距离的30倍，它绕太阳公转一年竟要花大约250年！自转一周需要近一个星期。

关于冥王星的其他情况我们知道得不多，例如它的类型，它既不同于前面的类地行星，又不同于类木行星，但又与它们都有些相似之处。它上面有一层大气，不过厚度只有几百千米，表面则是一个至为寒冷的世界，其平均温度低于零下200℃，它的上面也布满了冰块，不过这冰块不是水的冰块，而是甲烷冰。

我们以月亮为代表来谈卫星　卫星的定义很简单：就是环绕行星公转的天体，它可以分为两大类：一类是天然卫星，一类是人造卫星，我们只讲前一类。

卫星们之间的大小、形状千差万别　只要是行星都可能有卫星，太阳系内的行星有，太阳系外的行星也可能有。当然，太阳系外的行星都不在我们考虑之列，卫星就更是如此了。太阳系内大部分行星都有卫星，例外者是水星和金星。这些行星的卫星总量加起来不下40颗，甚至还可能更多，还有些卫星正等待人类去发现呢，还有的虽然已经发现了，但还在证实，看它们是不是真的够当卫星的资格。

八大行星中卫星最多的是环绕着最美丽光环的土星，它的卫星多达17颗，并且又发现了5颗，只是它们的存在还有待证实。与都呈球状的恒星与行星不一样，卫星们之间的大小甚至形状可谓千差万别。它们中有些比太阳的行星水星都要大，例如土星的第六颗卫星土卫六，还有木星的第三与第四颗卫星，它们的直径都在5200千米以上。有些卫星是很有趣的，例如火星的两颗卫星，它们都很小，而且形状极古怪，一句话，不知道是什么形状，由于它们这个古怪的特性，《十万个为什么》的“天文卷”还专门有这样一个“为什么”，其中一颗叫福博斯，另一颗叫德莫斯。

卫星这么多，我们当然不能一一讲来，只讲讲地球的卫星。

月亮是人类唯一登上过的地外星球　地球的这颗卫星大家当然很熟悉啦，它的名字叫月亮。

月亮在科学上的正名叫月球，在中国古代被称为太阴，与太阳相对，就是传说中美女嫦娥所住的地方。

关于月亮我们有数不清的话可以说，全世界几乎每一个民族都有关于月亮美丽的传说，这些传说都可以编成一本书。在这里我们只能简略地讲讲。

月亮看上去很大，仅次于太阳，然而它却比天空中的任何星星都要小得多，下面是一些它的基本数据。

月亮的质量不到地球的1/80，密度也比地球要小，大约相当于地球的60%，它的直径约为3500千米，不及地球的1/3。这样，它的体积大约相当于地球的1/50。

作为地球唯一的卫星，月亮绕地球公转，公转一周所需要的时间平均约为27天7小时，这就是所谓的一个恒星月。为什么一颗卫星绕行星公转一圈的时间叫恒星月呢？这是因为，当月亮这样转过一圈之后，在地球的上空将出现同样的恒星背景，所以就叫恒星月。除了这恒星月外，还有一个朔望月，就是月相重复出现的时间。月相就是我们平常所看到的新月、半月、上弦月、下弦月、满月等，这样一个朔望月长约29天半。朔望月之所以比恒星月长，是因为月球在绕地球公转的同时还随着地球一起绕太阳转，这样就延长了朔望月的时间。

在绕地球公转的同时，月亮也在自转。最为奇特的是，它公转的时间与自转的时间完全一样。这样的结果是，月球永远只有一面朝着地球。不信的话，您可以在满月之夜遥望月亮，那上面有黑有白，黑的地方是平原，叫月海，白的地方则是山脉、峭壁等，叫月陆。我们看到的月海与月陆形状有如地图，且轮廓永远不变。如果不是一面朝着地球，那么只能说月亮两面的地形轮廓完全一样，这显然是不可能的，宇宙间没有这样的巧事。

月亮也是距地球最近的星球，它与地球间的最远距离不过40万千米多一点，最近时只有约36万千米，这样的距离在天文学上简直是近在咫尺了！也因此，在所有星星里，月球是人类唯一登上过的地外星球，即地球之外的星球。早在1969年7月20日，人类就第一次登上了月球。第一个踏上月球的人叫阿姆斯特朗，当他从“阿波罗”号月球探测器上走下来，踏上月球表面时，说了这样一句意味深长的话：

对于一个人，这是小小的一步；对于人类，这是巨大的一步。

阿姆斯特朗在月球上看到了什么呢？首先，他看到，月球表面一片荒凉，不仅没有美丽的嫦娥、小白兔和桂树，甚至毫无生命的迹象。脚底下有的只是一片灰尘，就像炉灰一样，踩在上面会留下明显的足印。灰尘之中不时有一些小石块，如此而已。再向远望，可以看见许多环形山，它们的边缘圆整而平滑，宛若一个大碗。它们是流星撞击形成的。月亮受到的流星撞击非常多，月面到处布满了这种环形山。为什么流星如此爱撞击月亮而不撞击地球呢？这是因为月亮没有大气。其实也有很多的流星冲地球而来，只不过地球有厚厚的大气，当这些流星冲将过来时，就会与大气产生剧烈的摩擦，这等于是将这些流星放在火里烧，不久就烧得只剩灰烬了，偶尔剩下的也只是小小的几块，降落到地球上后就成了陨石。

由于月亮没有大气，那些巨大的流星们就直接撞在了月球表面，造出许多环形山。

为什么月亮没有大气呢？这是因为月亮太小，它的引力只有地球的1/6左右，而距地球又是这样近，因此根本留不住大气。

对了，月亮与地球合起来也成为一个小星系，称之为地月系，它们相互作用，形成一个有规律的系统。它们还绕着一个共同的质心旋转，这个质心距地心约4700千米。虽然地球对月亮的影响要远大于月亮对地球的影响，但月亮对地球也不是毫无影响，例如地球海洋的潮汐，潮涨潮落，就是由月亮对地球的引力造成的。

月球虽然也是像地球一样的固态星球，但我们看到，它的密度比地球小得多，因此它的成分与地球有相当大的差异，例如地球含有许多铁，而月球则含有大量较轻的硅酸盐。像地球一样，月球也可以分成许多层，最外面是一个表壳层，有的地方厚达60千米，有的地方则只有约20千米。中间是一个厚得多的上岩层，超过1000千米。最里面是一个岩流层，月核就在这里，月核的主要成分可能也是铁，但不大，半径不过几百千米。

月亮是怎么形成的呢？关于这有许多假说，例如达尔文就曾提出过月亮最初是地球的一部分，后来由于潮汐的作用使之从地球分离出去，成为一个单独的天体。这样的说法现在已经被证明是错误的。现在最为流行的说法是，月亮大致与地球同在46亿年前形成，它们本来也确是一体，都是一大团原始的星际物质，也可以称之为原始地球。后来，一个巨大的天体，可能有火星那么大，猛烈撞击这个原始地球，使之分裂，其中一块不大不小的被远远地抛出去，然而却又没有摆脱原始地球的引力，而成为绕着它运行的新天体，就是后来的月亮。