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7.E：其他世界——太阳系简介（练习）

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    为了进一步探索

    文章

    戴维森，K. “卡尔·萨根的时代来临。” 天文学。 (1999 年 11 月): 40。 关于这位著名的科学普及者以及他是如何对天文学产生兴趣的。

    Garget，J. “神秘的微世界。” 天文学。 （2005 年 7 月）：32。 快速浏览太阳系中的许多卫星。

    哈特曼，W. “大太阳系修订版”。 天文学。 (1998 年 8 月): 40。 在过去的25年中，我们的观点发生了怎样的变化。

    Kross，J. “名字里有什么？” 天空和望远镜。 （1995 年 5 月）：28。 世界是如何命名的。

    鲁宾，A. “原始陨石的秘密。” 《科学美国人》。 （2013 年 2 月）：36。 陨石可以教会我们关于太阳系形成的环境的知识。

    Soter，S. “什么是行星？” 《科学美国人》。 （2007 年 1 月）：34。 国际天文学联盟对太阳系中行星的新定义，以及冥王星因此发生了什么。

    Talcott，R. “太阳系是如何形成的。” 天文学。 （2012 年 11 月）：24。 关于太阳和行星的形成期。

    Wood，J. “锻造行星：我们太阳系的起源。” 天空和望远镜。 (1999 年 1 月): 36. 概述不错。

    网站

    行星命名法地名词典：http://planetarynames.wr.usgs.gov/。 概述了命名太阳系中天体和特征的规则。

    《行星摄影日记》：http://photojournal.jpl.nasa.gov/index.html。 这个NASA网站收录了数千张来自行星探索的最佳图像，并附有详细的标题和出色的索引。 你可以按世界、功能名称或任务查找图像，并以多种格式下载它们。 而且这些图片没有版权，因为你的税款为它们付了钱。

    以下站点提供了有关我们太阳系每个世界的介绍性信息和图片：

    视频

    褐矮星和自由浮动行星：当你太小而无法成为星星时：https://www.youtube.com/watch?v=zXCDsb4n4KU。 加州大学伯克利分校的吉博尔·巴斯里（Gibor Basri）的非技术性演讲，讨论了关于 “行星” 一词含义的一些争议（1:32:52）。

    在《附魔之地：卡西尼号土星任务的史诗故事》中：https://www.youtube.com/watch?v=Vx135n8VFxY。 卡罗琳·波尔科博士的公开讲座主要侧重于对土星及其卫星的探索，但也雄辩地解释了我们探索太阳系的原因（1:37:52）。

    太阳系的起源：www.pbs.org/wgbh/nova/space/o... ar-system.html。 来自PBS的一段视频，重点介绍来自陨石的证据，由尼尔·德格拉斯·泰森（13:02）讲述。

    缩放：太阳系：https://www.youtube.com/watch?t=84&v=zR3Igc3Rhfg。 在内华达州沙漠中构建太阳系的比例模型（7:06）。

    协作小组活动

    1. 讨论并列出我们人类可能想要探索太阳系中其他世界的原因。 你的团队认为这样的勘探任务值得投资吗？ 为什么？
    2. 您的教师将为每个小组分配一个世界。 你的任务是思考在那里会是什么样子。 （请随意查看本书中的相关章节。） 讨论我们将在你的世界中或世界的哪个地方建立立足点，以及我们在那里生存需要什么。
    3. 在第 7.2 节的 “没有像家一样的地方” 专题中，我们简要讨论了人类活动如何改变我们星球的整体环境。 你能想到其他发生这种情况的方式吗？
    4. 一些科学家批评卡尔·萨根 “浪费研究时间” 普及天文学。 你认为科学家应该在多大程度上花时间为公众解释他们的研究领域？ 为什么或者为什么不呢？ 不像卡尔·萨根或尼尔·德格拉斯·泰森那样雄辩或魅力的科学家还有办法为公众对科学的理解做出贡献吗？
    5. 您的小组已被国际天文学联盟任命为一个特别委员会成员，负责建议新探索的小行星上的特征（例如陨石坑、战壕等）的名称。 鉴于任何以要素命名的人都不能再活着的限制，你会建议什么名字或类型的名字？ （顺便说一句，请记住，你不仅限于人名。）
    6. 你的团体中的一名成员被一个鲜为人知的崇拜行星的宗教邪教组织绑架。 只有当你的团队能够分辨出哪些行星在傍晚和早晨在天空中可见时，他们才会释放他。 你被禁止让你的老师参与进来。 您如何以及还能在哪里找到所需的信息？ （尽量具体。 如果你的教师说没问题，请随时使用在线或图书馆资源回答这个问题。）
    7. 在第 7.1 节的《卡尔·萨根：太阳系倡导者》专题报道中，你了解到科幻小说有助于激发和维持他对天文学的兴趣。 你的小组中有没有成员因为科幻故事、电影或电视节目而对天文学感兴趣？ 你或你的小组成员看过的故事或电影有没有发生在我们太阳系的行星上？ 你还记得任何激发你灵感的具体故事吗？ 如果小组中没有人喜欢科幻小说，也许你可以采访一些喜欢科幻小说的朋友或同学，然后向小组汇报。
    8. 美国宇航局太阳系航天器任务清单可在 http://www.nasa.gov/content/solar-missions-list 找到。 您的教师将为每个小组分配一个任务。 查看任务的启动和执行时间，描述任务目标、航天器的基本特征（仪器类型、推进剂、大小等）以及从任务中学到了什么。 如果时间允许，每个小组都应向全班其他成员介绍其发现。
    9. 在另一个行星体上发展人类殖民地或基地会有哪些成本或风险？ 需要开发哪些技术？ 人们需要放弃什么才能生活在太阳系的另一个世界里？

    查看问题

    1. 金星向后旋转，天王星和冥王星绕着几乎侧面倾斜的轴线旋转。 根据你对太阳系中小天体运动和行星表面的了解，这些奇怪旋转的原因可能是什么？
    2. 差异化物体和未分化物体有什么区别？这会如何影响一个人体在太阳系时代保持热量的能力？
    3. 为了保留大气层，行星需要什么？ 大气层如何影响行星的表面和生命的生存能力？
    4. 哪种类型的行星的卫星最多？ 这些卫星可能起源于哪里？
    5. 流星和陨石有什么区别？
    6. 解释一下我们对为什么陆地行星是岩石行星的，气体比巨型行星少的想法。
    7. 所有的行星系统看起来都和我们自己的行星系统一样吗？
    8. 什么是比较行星学？为什么它对天文学家有用？
    9. 由于人类降落在月球表面，我们对月球和月球地球系统的理解发生了什么变化？
    10. 如果地球被外星物体击中，它可能来自太阳系的哪个地方，我们怎么知道它的源头区域？
    11. 列举一些原因，说明在过去的几十年中，行星研究的进展超过了天文学的任何其他分支。
    12. 想象一下，你是下个世纪的旅行社。 一位古怪的亿万富翁要你安排一次 “吉尼斯太阳系纪录大全” 之类的旅行。 你会指示他在哪里找到以下内容（使用本章以及附录 F 和附录 G）：
      1. 密度最低的星球
      2. 最密集的星球
      3. 太阳系中最大的卫星
      4. 不包括木星行星，这是你在其表面重量最大的行星（提示：重量与地表重力成正比。）
      5. 最小的星球
      6. 旋转时间最长的行星
      7. 旋转时间最短的行星
      8. 直径最接近地球的行星
      9. 大气层最浓的月亮
      10. 最密集的月亮
      11. 最大的月亮
    13. 太阳系中的世界有什么共同特征，使天文学家相信它们都是由相同的 “母云”（太阳星云）形成的？
    14. 陆地行星和巨型行星有何不同？ 列出你能想到的尽可能多的方法。
    15. 为什么月球上有那么多陨石坑而地球上这么少？
    16. 小行星和彗星有何不同？
    17. 地球的月球与巨型行星的较大卫星有何不同，为何不同？
    18. 你会在哪里寻找太阳系形成后遗留下来的 “原始” 小行星？
    19. 描述我们如何使用放射性元素及其衰变产物来确定岩石样品的年龄. 这必然是样本来源的整个世界的时代吗？ 解释一下。
    20. 太阳星云是什么样的？ 为什么太阳在其中心形成？

    思想问题

    1. 通过研究其他恒星，我们可以从太阳系的形成中学到什么？ 解释一下。
    2. 在本章的前面，我们在距离太阳大约一个城市街区的地方对太阳系进行了建模。 如果你要制作一个太阳系中距离的模型以匹配你的身高，太阳在你的头顶，冥王星在你的脚下，那么哪个行星会靠近你的腰部？ 地球行星的区域会向下到达多远？
    3. 季节是行星轴向倾斜的倾角与行星轨道平面的法线倾斜的结果。 例如，地球的轴倾斜度为 23.4°（附录 F）。 仅凭关于倾角的信息，你可能预计哪些行星的季节周期与地球相似，尽管由于绕太阳的轨道周期不同，持续时间有所不同？
    4. 再次使用附录 F，你可能预计哪个星球不会有大量的季节性活动？ 为什么？
    5. 再次使用附录 F，你预计哪些行星会有极端的季节？ 为什么？
    6. 使用大学图书馆或互联网中的一些天文资源，在其他三个世界中找到五个以真实人物命名的特征名称。 用一两句话描述这些人中的每一个人，以及他们对科学或人类思想进步做出的贡献。
    7. 解释为什么金星是有区别的，但是小行星弗拉科尼（Fraknoi）是小行星带中一个非常无聊且很小的成员，却没有区别。
    8. 你会期望金星表面每单位面积的撞击坑数量与火星表面的撞击坑一样多吗？ 为什么或者为什么不呢？
    9. 采访 20 名未上天文学课的人的样本，询问他们能否说出一位活着的天文学家的名字。 有多少百分比的受访者能够说出一个名字？ 通常，公众现在认识的两位活着的天文学家是斯蒂芬·霍金和尼尔·德格拉斯·泰森。 为什么他们比大多数天文学家更为人所知？ 如果你让同一个人说出电影明星或职业篮球运动员的名字，你的结果会有什么不同？
    10. 使用附录 G 完成下表，该表描述了木星伽利略卫星的特征，从木星开始，远距离向外移动。
    表 A
    月亮 半长轴 (km 3) 直径 密度 (g/cm 3)
    艾奥      
    欧罗巴      
    木卫三      
    Callisto      

    该系统通常被描述为微型太阳系。 为什么会这样？ 如果木星代表太阳，而伽利略卫星代表行星，那么哪些卫星在自然界中可以被认为更像地球卫星，哪些更像气体/冰巨人？ 为什么？ （提示：使用表中的值来帮助解释您的分类。）

    自己搞清楚

    1. 计算木星的密度。 展示你的作品。 它的密度比地球高还是更低？ 为什么？
    2. 计算土星的密度。 展示你的作品。 它与水的密度相比如何？ 解释一下这怎么可能。
    3. 木星的月球欧罗巴的密度是多少（有关卫星的数据，见附录G）？ 展示你的作品。
    4. 查看附录 F 和附录 G，指出月球的直径是其运行的行星或矮行星直径的最大比例。
    5. 巴纳德之星是离我们最近的第二颗恒星，距离大约56万亿（5.6×10 12）千米。 使用《我们的行星系统概述》中给出的太阳系比例模型计算距离有多远。
    6. 放射性原子核的半衰期为5×10 8 年。 假设太阳系形成后立即凝固了岩石样本（比如在小行星中），那么今天岩石中应该留下大约多少比例的放射性元素？