太阳系行星介绍

水星

水星（英语：Mercury，拉丁语：Mercurius）是太阳系八大行星最内侧也是最小的一颗行星，也是离太阳最近

的行星。水星是一颗类地行星，由于其非常靠近太阳，所以只会出现在凌晨成为晨星，或是黄昏出现作为昏星。除

非有日食，否则在阳光的照耀下通常是看不见水星的。

内部构造

水星是太阳系内与地球相似的4颗类地行星之一，有着与地球一样的岩石个体。它是太阳系中最小的行星，在赤

道的半径是2,439.7公里。水星由大约70%的金属和30%的硅酸盐材料组成，水星的密度是5.427克/cm³，在太阳系

中是第二高的，仅次于地球的5.515克/cm³。

地形地貌

美国发射的“水手10号”在1974年3月、9月和1975年3月探测了水星，并向地面发回5000多张照片，为我们

了解水星提供了珍贵的信息。从照片上我们看出，水星的外貌酷似月球，有许多大小不一的环形山，还有辐射纹、平

原、裂谷、盆地等地形。水星的表面很像月球，满布着环形山、大平原、盆地、辐射纹和断崖。1976年，国际天文学

联合会开始为水星上的环形山命名。

水星表面上有着星罗棋布的大大小小的环形山，既有高山，也有平原，还有令人胆寒的悬崖峭壁。据统计，水星

上的环形山有上千个，这些环形山比月亮上的环形山的坡度平缓些。

水星表面平均温度约452K，变化范围从90-700K，是温差最大的行星。白天太阳光直射处温度高达427℃，夜

晚太阳照不到时，温度降低到-173℃。可以比较一下地球，地球上的度温变化只有11K（这里只是太阳辐射能量，不

考虑“季节”，“天气”）。 水星的表面的日照比地球强8.9 倍，总共辐照度有9126.6W/㎡。

令人惊讶地是，在1992年所进行的雷达观察显示，水星的北极有冰。一般相信这些冰存在于阳光永无法照射到

的环形山底部，由于彗星的撞击或行星内部的气体冒出表面而积累的。由于没有大气调节，这些地方的温度一直维持

在华氏零下280度（约合-173℃）左右。

大气层

水星上有极稀薄的大气，大气压小于2×10百帕,大气中含有氦、氢、氧、碳、氩、氖、氙等元素。由于大气非常

稀薄，水星的表面白天和夜晚的温度相差很大，实际上水星大气中的气体分子与水星表面相撞的频密程度比它们之间

互相相撞要高。出于这些原因，水星应被视为是没有大气的。

水星的大气非常少，主要成份为氦（42%）、汽化钠（42%）和氧（15%），而且在白天气温非常高，平均地表温

度为179℃，最高为427℃，最低为零下173℃，因此水星上看来不可能存在水；但1991年科学家在水星的北极发现

了一个不同寻常的亮点，造成这个亮点的可能是在地表或地下的冰。水星上真的有可能存在冰吗？由于水星的轨道比

较特殊，在它的北极，太阳始终只在地平线上徘徊。在一些陨石坑内部，可能由于永远见不到阳光而使温度降至零下

161℃以下。这样低的温度就有可能凝固从行星内部释放出来的气体，或积存从太空来的冰。

真正发现水星有冰

2014年，美国航天局派往水星的探测器信使号，早前传来的照片中，却发现北极地区一个陨石坑附近有冰的

存在，是首次真正发现水星有冰。

学者早于两年前已透过间接的分析指水星上存在着冰，但这次则是首次直接看到。专家估计冰块有数以十米厚，

但亦可能延伸至坑洞内。虽然水星围绕太阳转一圈需时58个地球日，几乎整个大地都被阳光照射，但水星的极地则

永远无法被太阳照到，温度低得有机会让冰形成。

金星

金星（Venus）是太阳系中八大行星之一，按离太阳由近及远的次序，是第二颗，距离太阳0.725天文单位。它

是离地球最近的行星（火星有时候会更近）。

夜空中亮度仅次于月球，排第二，金星要在日出稍前或者日落稍后才能达到亮度最大。它有时清晨出现在东方天

空，被称为“启明”；傍晚处于天空的西侧。

金星是一颗类地行星，因为其质量与地球类似，有时被人们叫做地球的“姐妹星”，也是太阳系中唯一一颗没有

磁场的行星。在八大行星中金星的轨道最接近圆形，偏心率最小，仅为0.7%。

星体结构 关于金星的内部结构，还没有直接的资料，从理论推算得出，金星的内部结构和地球相似，有一个

半径约3﹐100公里的铁-镍核，中间一层是主要由硅﹑氧﹑铁﹑镁等的化合物组成的“幔”，而外面一层是主要由硅

化合物组成的很薄的“壳”。科学家推测金星的内部构造可能和地球相似，依地球的构造推测，金星地函主要成分以

橄榄石及辉石为主的矽酸盐，以及一层矽酸盐为主的地壳，中心则是由铁镍合金所组成的核心。

地质地貌 金星表面上有70%平原，20%高地，10%低地。

大约90%的金星表面是由不久之前才固化的玄武岩熔岩形成，金星的内部可能与地球是相似的.

金星构造 赤道的长达1200千米的大峡谷，是八大行星中最大的峡谷。

火山分布 金星上可谓火山密布，是太阳系中拥有火山数量最多的行星。已发现的大型火山和火山特征有1600

多处。此外还有无数的小火山，没有人计算过它们的数量，估计总数超过10万，甚至100万。

金星与地球有许多共同处。它们大小、体积接近。金星也是太阳系中离地球最近的行星，也被云层和厚厚的大气

层所包围。同地球一样，金星的地表年龄也非常年轻，约5亿年左右。

不过这些基本的类似中，也存在很多不同点。金星的大气成分多为二氧化碳，因此它的地表具有强烈的温室效应

其大气压大约是地球的90倍，这差不多相当于地球海面下一公里处的水压。

金星地表没有水，空气中也没有水份存在，其云层的主要成分是硫酸，而且较地球云层的高度高得多。由于大气

高压，金星上的风速也相应缓慢。这就是说，金星地表既不会受到风的影响也没有雨水的冲刷。因此，金星的火山特

征能够清晰地保持很长一段时间。金星没有板块构造，没有线性的火山链，没有明显的板块消亡地带。尽管金星上峡

谷纵横，但没有哪一条看起来类似地球的海沟。

大气环境 金星的天空是橙黄色的。金星上也有雷电，曾经记录到的最大一次闪电持续了15分钟。

金星的大气主要由二氧化碳组成，并含有少量的氮气。金星的大气压强非常大，为地球的92倍，相当于地球海

洋中1千米深度时的压强。大量二氧化碳的存在使得温室效应在金星上大规模地进行着。如果没有这样的温室效应温

度会下降400℃。在近赤道的低地，金星的表面极限温度可高达500℃。这使得金星的表面温度甚至高于水星虽然它

离太阳的距离要比水星大的两倍，并且得到的阳光只有水星的四分之一。尽管金星的自转很慢，但是由于热惯性和浓

密大气的对流，昼夜温差并不大。大气上层的风只要4天就能绕金星一周来均匀的传递热量。

金星表面的温度很高，是因为金星上强烈的温室效应，温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换

而形成的保温效应。二氧化碳和浓云只许太阳光通过，却不让热量透过云层散发到宇宙空间。被封闭起来的太阳辐射

使金星表面变得越来越热。温室效应使金星表面温度高达465至485℃，且基本上没有地区、季节、昼夜的差别。

火星

火星（Mars）是太阳系八大行星之一，天文符号是♂，是太阳系由内往外数的第四颗行星，属于类地行星，直径

约为地球的53%，自转轴倾角、自转周期均与地球相近，公转一周约为地球公转时间的两倍。橘红色外表是地表的赤

铁矿（氧化铁）。我国古书上将火星称为“荧惑”，西方古代（古罗马）称为“战神玛尔斯星”。

火星是太阳系由内往外数的第四颗行星。

火星直径约是地球的一半，体积为15%，质量为11%，表面积相当于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行

星（地球、金星、水星）还要小很多。 以半径、质量、表面重力来说，火星约介于地球和月球中间：火星直径约为

月球的两倍、地球的一半;质量约为月球九倍、地球的1/9，表面重力约为月球的2.5倍、地球的2/5。

火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星。

地形地貌 球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷，火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布。由

于重力较小等因素，地形尺寸与地球相比亦有不同的地方。南北半球的地形有着强烈的对比：北方是被熔岩填平的低

原，南方则是充满陨石坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷亦分布各地，南

北极则有以干冰和水冰组成的极冠，风成沙丘亦广布整个星球。

火星环境 温度 火星的轨道是椭圆形。因此，在接受太阳照射的地方，近日点和远日点之间的温差将近160

摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为-55℃，但却具有从冬天的-133℃，夏日白天的

将27℃，的跨度。

大气：火星的大气密度只有地球的大约1%，非常干燥，温度低，表面平均温度零下55℃，水和二氧化碳易冻

结。火星表面的温度仍比地球上的冷得多。

火星的那层薄薄的大气主要是由遗留下的二氧化碳（95.3%）加上氮气（2.7%）、氩气（1.6%）和微量的氧气

（0.15%）和水汽（0.03%）组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴（比地球上的1%还小），但它随着

高度的变化而变化，在盆地的最深处可高达9毫巴，而在奥林帕斯山脉的顶端却只有1毫巴。但是它也足以支持偶

尔整月席卷整颗行星的飓风和大风暴。火星那层薄薄的大气层虽然也能制造温室效应，但那些仅能提高其表面5℃的

温度，比我们所知道的金星和地球的少得多。

火星的两极永久地被固态二氧化碳（干冰）覆盖着。由冰层与变化着的二氧化碳层轮流叠加而成。在北部的夏天，

二氧化碳完全升华，留下剩余的冰水层。或许在火星表面下较深处也有水存在。

冰的存在 2007年三月，NASA就声称，南极冠的冰假如全部融化，可覆盖整个星球。

2008年7月31日，美国航空航天局科学家宣布，凤凰号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生。

2013年3月初，美国宇航局“好奇”号火星车发现火星岩石中存在含水矿物质的可靠证据。

2015年03月06日，科学家称火星表面曾非常湿润 ，含水量超过北冰洋。美国宇航局行星科学部门主管指出，

对火星大气开展的一项研究显示这颗行星的几乎整个北半球在历史上都曾经被深度达到1英里左右的水体所覆盖。

这项研究还发现火星地表直到大约12亿年前还存在着大量的水体. 2015年9月29日，美国宇航局称最新证据

表明此前在火星表面一些陨坑坑壁上观察到的神秘暗色条纹可能与间歇性出现的液态水体有关。

湖的遗迹：环绕火星的卫星证实了照片上巨大的陨石坑曾经是一个火山湖。科学家表示，理论上这个湖泊曾经支

持过一些简单的微生物存活。说不定真有更高等级的生命。

远古海洋 美国太空网报道，科学家们已经掌握证据证明在数十亿年前火星表面的大部分地区曾经被广阔的海洋覆

盖

2015年9月28日，科学家称火星上不但只有位于两极、已经凝固成冰的水，更有只会在和暖季节时出现、流动

的液态水。 科学家指他们的最新发现，强烈支持在火星表面上，有盐水于夏季时分在部分斜坡上流动的理论。

四季变化1781年，天文学家威廉·赫歇尔，推断火星的自转轴也是倾斜的，而且倾斜的角度几乎与地球自转轴

倾斜的角度相同。火星就应该像地球那样有冬去春回，寒来暑往。主要体现在两极冰盖大小的变化，夏季冰盖就缩小，

冬天就扩大。

木星

木星（Jupiter）是太阳系八大行星中体积最大、自转最快的行星，从内向外的第五颗行星。它的质量为太阳的千

分之一，但为太阳系中其它七大行星质量总和的2.5倍。木星与土星、天王星、海王星皆属气体行星，因此四者又合

称类木行星（木星和土星合称巨行星）。2012年2月23日科学家称发现了木星2颗新卫星，累计卫星达68颗。

表层温度其表面有效温度值为-168℃，而地球观测值为-139℃。

大气层

木星的大气组成中，按分子数量来看，81%是氢气，18%是氦气，按质量则分别是75%和24%。只有约1%左

右的其他气体，其中包括甲烷、水蒸气、氨气等。这与太阳系的前身-原始太阳星云的组成相近，但木星中较重元素

的比例却比原始太阳星云多数倍。同为气体行星的土星也是类似的组成，但天王星及海王星中的氢和氦就少得多。

气态行星 木星是一个气体行星。气态行星没有实体表面，它们的气态物质密度只是由深度的变大而不断加大。

我们所看到的通常是大气中云层的顶端，压强比1个大气压略高。

木星由90%的氢和10%的氦及微量的甲烷、水、氨水和“石头”组成。木星的大气层很浓厚，厚度达3000千

米，在大气层之下有一层厚达2.7万公里的液态氢层，再下面是金属氢，这与形成整个太阳系的原始的太阳系星云的

组成十分相似。

吞噬作用

木星的引力很大，使很多的彗星偏离了轨道，撞击木星。如果没有木星的话，我们生活的地球可能早就被彗星撞

击了。人类也可能在很久以前就灭绝了.

木星或土星上存在钻石海洋？

天体物理学家声称，钻石或许像降雨一样从气体巨星木星和土星的天空中落下。他们估计太阳系这两颗最大星球

上的条件足以产生由钻石组成的稳定海洋。

天文学家称，木星上的碳或许会被压碎并融化形成钻石海洋。

土星

土星（英文Saturn，拉丁文Saturnus），至太阳距离（由近到远）位于第六，体积则仅次于木星。并与木星、

天王星及海王星同属类木行星。

土星主要由氢组成，还有少量的氦与微量元素，内部的核心包括岩石和冰，外围由数层金属氢和气体包裹着。最

外层的大气层在外观上通常情况下都是平淡的，虽然有时会有长时间存在的特征出现。土星的风速高达1800公里/

时，明显的比木星上的风速快。土星的行星磁场强度介于地球和更强的木星之间。

土星有一个显著的行星环（可以通过望远镜直接观测），主要的成分是冰的微粒和较少数的岩石残骸以及尘土。

已经确认的土星的卫星总共有62颗。其中，土卫六是土星系统中最大和太阳系中第二大的卫星（半径2575km）（太

阳系最大的卫星是木星的木卫三，半径2632km）。

大气层

土星外围的大气层包括96.3%的氢和3.25%的氦，可以侦测到的气体还有氨、乙炔、乙烷、磷化氢和甲烷。上层

的云由氨的冰晶组成，较低层的云则由硫化氢铵（NH₄SH）或水组成。相对于太阳所含有的丰富的氦，土星大气层中

氦的丰盈度明显低得多。对于比氦重的元素的含量，如今所知不甚精确；但如果假设与太阳系形成时的原始丰盈度是

相当的，则可估算出这些元素的总质量是地球质量的19-31倍，而且大部分都存在于土星的核心区域。

土星是最疏松的一颗行星，它的比重（0.7）比水还要小。

与木星一样，土星是由大约75%的氢气和25%的氦气以及少量的水，甲烷，氨气和一些类似岩石的物质组成。

这些组成类似形成太阳系时，太阳星云物质的组成。

土星内部和木星一样，由一个岩石核心，一个具有金属性的液态氢层和一个氢分子层，同时还存在少量的各式各

样的冰。

土星的内部是剧热的（在核心可达12000开尔文），并且土星向宇宙发出的能量比它从太阳获得的能量还要大。

大多数的额外能量与木星一样是由Kelvin-Helmholtz原理产生的。但这可能还不足以解释土星的发光本领，一些其他

的作用可能也在进行，可能是由于土星内部深层处氦的“冲洗”造成的。

木星上的明显的带状物 在土星上则模糊许多，在赤道附近变得更宽。由地球无法看清它的顶层云，所以直到旅

行者飞船偶然观测到，人们才开始对土星的大气循环情况开始研究。土星与木星一样，有长周期的椭圆轨道以及其他

的大致特征。在1990年，哈博望远镜观察到在土星赤道附近一个非常大的白色的云，这是当旅行者号到达时并不存

在的；在1994年，另一个比较小的风暴被观测到。

天王星

天王星（Uranus）是太阳系由内向外的第七颗行星（18.37~20.08天文单位），其体积在太阳系中排名第三（比

海王星大），质量排名第四（小于海王星），几乎横躺着围绕太阳公转。

天王星大气的主要成分是氢和氦，还包含较高比例的由水、氨、甲烷等结成的“冰”，与可以探测到的碳氢化合

物。天王星是太阳系内大气层最冷的行星，最低温度只有49K（-224℃）。其外部的大气层具有复杂的云层结构，水

在最低的云层内，而甲烷组成最高处的云层。 相比较而言，天王星的内部则是由冰和岩石所构成。

表面温度：最小：49 K(-224.15℃) 平均：53 K(-220.15℃) 最高：57 K(-216.15℃)

物质构成 天王星主要是由岩石与各种成分不同的水冰物质所组成，其组成主要元素为氢（83%），其次为氦

（15%）。在许多方面天王星（海王星也是）与大部分都是气态氢组成的木星与土星不同，其性质比较接近木星与土

星的地核部分，而没有类木行星包围在外的巨大液态气体表面（主要是由金属氢化合物气体受重力液化形成）。

天王星的质量大约是地球的14.5倍，是类木行星中质量最小的，他的密度是1.29公克/厘米³只比土星高一些。

直径虽然与海王星相似（大约是地球的4倍），但质量较低。这些数值显示他主要由各种各样挥发性物质，例如水、

氨和甲烷组成。天王星内部冰的总含量还不能精确的知道，根据选择的模型不同有不同的含量，但是总在地球质量的

9.3 至13.5倍之间。氢和氦在全体中只占很小的部分，大约在0.5至1.5地球质量。剩余的质量（0.5至3.7地球质

量）才是岩石物质。

大气组成 83±3% 氢分子 (H₂) 15±3% 氦 2.3% 甲烷 0.009%(0.007-0.015%） 重氢化合物

（HD)

冰:氨 水 氨硫化氢(NH₄SH) 甲烷(CH₄)

大气层

与其他的气体巨星，甚至是与相似的海王星比较，天王星的大气层是非常平静的。当旅行者2号在1986年飞掠

过天王星时，总共观察到了10个横跨过整个行星的云带特征。有人提出解释认为这种特征是天王星的内热低于其他

巨大行星的结果。在天王星记录到的最低温度是49 K，比海王星还要冷，使天王星成为太阳系温度最低的行星。

海王星

海王星（Neptune）是八大行星中的远日行星，按照行星与太阳的距离排列海王星是第八颗行星，直径上第四大

行星。它的亮度仅为7.85等，只有在天文望远镜里才能看到它。由于它那荧荧的淡蓝色光，所以西方人用罗马神话

中的海神——“尼普顿”的名字来称呼它。在中文里，把它译为海王星。

海王星在直径和体积上小于天王星，但质量却大于天王星，大约是地球的17倍，而它的姊妹行星天王星因密度

较低，质量大约是地球的14倍。

海王星的大气层以氢和氦为主，还有微量的甲烷，大气层中的甲烷，是使行星呈现蓝色的原因之一。海王星有着

太阳系最强烈的风暴，测量到的风速高达2100km/h。海王星云顶的温度是-218 ℃（55K），因为距离太阳最远，是

太阳系最冷的地区之一。海王星核心的温度约7000℃，可以和太阳的表面比较，也和大多数已知的行星相似。

海王星在1846年9月23日被发现，是唯一利用数学预测而非有计划的观测发现的行星。天文学家利用天王星

轨道的摄动推测出海王星的存在与可能的位置，迄今只有美国的旅行者2号探测器曾经在1989年8月25日拜访过

海王星。

概述 海王星是太阳系八大行星中距离太阳最远的，体积是太阳系第四大，但质量排名是第三。海王星的质量

大约是地球的17倍，而类似双胞胎的天王星因密度较低，质量大约是地球的14倍。海王星大气层85%是氢气，13%

是氦气，2%是甲烷，除此之外还有少量氨气。在大气层中的甲烷，只是使行星呈现蓝色的一部分原因。因为海王星

的蓝色比有同样份量的天王星更为鲜艳，因此应该还有其他的成分对海王星明显的颜色有所贡献。

海王星有太阳系最强烈的风，测量到的时速高达2100公里。1989年美国航天局发射的旅行者2号飞掠过海王

星，对南半球的大黑斑和木星的大红斑做了比较。海王星云顶的温度是-218 ℃（55K），因为距离太阳最远，是太阳

系最冷的地区之一。海王星核心的温度约为7000 ℃，可以和太阳的表面比较，也和大多数已知的行星相似，

海王星可能有一个固态的核，其表面可能覆盖有一层冰。此外，海王星有磁场和极光。还有因甲烷受太阳照射而

产生的烟雾。