有几种方法可以测量行星直径 。最常见的是使用望远镜非常精确地测量行星的视角度直径 — 它相对于天空看起来有多大 。将这一点与距离的测量 (从它绕太阳的轨道推断) 结合起来 ， 揭示了行星的实际尺寸 。
另一种方法是研究卫星在地球上的运动 。一些精确的直径值 ， 例如金星，来自轨道上空间探测器的雷达观测 。
你怎么能通过观察来发现其他行星是什么样子 他们小心翼翼 来自地球？大多数信息的形式 电磁辐射 但是我们也有小块岩石 ， 叫做陨石，给其他 线索 。下图比较了行星的明显尺寸 。外 行星以最接近我们和两个内行星的方式显示 显示在离我们不同的距离 (但是所有都是同 放大) 。
在你对行星做任何比较之前，你需要 要知道如何 他们在很远的地方 。一旦你知道他们的距离，你就可以确定基本 性能 行星的质量、大小和密度 。
距离
几百年前哥白尼能够确定近似 距离 在行星之间通过三角学 。距离都找到了 相对于 地球和太阳之间的距离,天文 单元(经常缩写为 “A 。美国”).开普勒 改进这些测量以考虑椭圆轨道 。然而, 他们不知道一个天文单位有多大 。
建立一个绝对的 距离刻度，到其中一个行星的实际距离必须是 测量 。从视差效应测量到金星和火星的距离 观察员 在地球的不同地方，当行星离地球最近的时候 地球 。
知道 观察员彼此相距多远，并协调 观察 时代，天文学家可以确定到行星的距离 。轻微的 它的差异 由于从不同的位置观察行星，所以在天空中的位置 给了 行星离三角学的距离国家的测量 还有一个 很大的不确定性 。最后一次使用这些技术的主要努力 是在 20世纪30年代 。小行星的视差观测，称为 爱神,靠近地球 用于将天文单位的值固定在 1.5亿公里 。
雷达的发明，可以确定到金星的距离 非常准确 。通过计时，雷达光束以以下速度传播需要多长时间 光旅行到物体和后退的距离 ， 到 物体可以从距离 = (光速) × (总 时间)/2 。总时间减半 ， 只需要离地球的距离 到对象 。使用三角学，天文学家现在知道 天文单位= 149,597,892 公里 。这种不可思议的准确性是 可能是因为光速是非常精确和非常已知的 使用精确的时钟 。你不能用雷达直接确定到太阳的距离，因为 太阳没有固体表面可以有效地反射雷达 。
群众
一旦你知道一颗行星有多远，你就可以使用轨道周期 (P) 的 卫星围绕着一颗行星，卫星离地球有多远 (D) 来测量地球的质量你测量之间的角度分离 月亮和月亮 行星和使用基本三角学将角度分离转换成 距离 行星和月亮 。然而，这种转换首先要求 距离转 地球和月亮是已知的 。
艾萨克·牛顿用他的运动定律和重力定律来概括开普勒 第三定律 行星轨道覆盖一个物体轨道另一个物体的任何情况 。他发现 对于任何两个 互相绕行的物体，它们的质量之和，行星质量 + 月亮 质量 = (4p2/G) × [(相距)3/(它们的轨道周期围绕每个 其他)2] 。因此，开普勒第三定律的牛顿形式可以用来找到 组合质量 地球和月球的轨道周期测量 和它 离地球的距离
你通常可以忽略月亮的质量与月亮的质量相比 星球因为 月亮比地球小得多，所以 开普勒第三定律直接给了你这个星球的质量 例子给出牛顿的 重力定律章 。一个明显的例外是 冥王星和它的月亮 Charon与冥王星相比，Charon 的质量足够大 不能忽略 。这两个物体绕着一个按比例排列的公共点运行 更接近更大的冥王星 。共同点，叫做中心 质量,是 7 。离冥王星近 3 倍 ， 所以 冥王星是 7 。比 Charon 大 3 倍在 1978年发现 Charon 之前 对冥王星质量的估计范围从地球质量的 10% 到远远大于 地球的质量 。查伦发现后 ， 天文学家发现冥王星只是 0 。216% 地球的质量 — 比地球的月亮小!对于没有卫星的行星 (水星和金星) ， 你可以测量它们对其他物体的引力 附近的行星 导出近似质量，或者为了获得更准确的结果，测量如何 当飞船靠近行星时，它们会迅速加速 。
尺寸和体积
一个行星的物理尺寸可以从它的测量中找到 角度尺寸和它距离.有多大的东西出现 要 是它角度尺寸或角直径-两个之间的角度 线 沿着物体的每一边看 。什么东西看起来有多大 明显 取决于它离我们的距离 — 当它更靠近时，它看起来更大 我们 。每次你开车或骑自行车，你都会使用另一辆车或 自行车的 角度大小来判断它离你有多远 。你假设你是 不 看一些玩具模型 。行星离地球足够近 你可以 看到一个圆盘，因此 ， 它们有一个可测量的角度大小 。所有 的 星星 (除了太阳) 离得太远了，以至于它们看起来只是一个点 甚至是 最大的望远镜，尽管它们实际上比望远镜大得多 行星 。
如果你知道一个星球离你有多远，你可以确定它 线径 D.行星的直径D = 2p× (距离 行星) × (行星的角度大小 (以度为单位)/360 °, 符号在哪里p大约是一个数字 等于 3 。14 (你的 计算器可能会说 3 。141592653…) 。上图解释了这个 公式来自 。这种技术用于找到其他物体的实际直径 嗯，像月亮，星星 星团，甚至整个星系 。
你是怎么做到的？
随着行星围绕太阳运行，它们与我们的距离发生变化 。在 “对立” (当它们与太阳直接相反的方向时 在我们的天空) 一个星球离我们最近 。这是学习的最佳时机 一颗详细的行星火星每 780 天到达一次反对派 。由于它们围绕太阳的椭圆轨道 ， 一些反对 更 比别人有利 。每隔 15–17 年火星就处于有利的对立状态 并在 5500万公里内接近地球 。当时它 它赤道上的角度大小是 25 。5 弧秒 。在度这是 25.5 弧秒 × (1 度/3600 弧秒) = 0 。00708 度, 取消弧秒顶部和底部 。
其实际直径 = (2p× 55,000,000千米 × 0 。00708 °)/360 ° = 6800 公里 。请注意，您需要 将弧秒转换为度以使用角度大小公式 。
小冥王星又小又远，角直径很大 硬盘 来测量 。地球大气上方只有一个大型望远镜 (比如 哈勃太空望远镜) 可以解决它的微小磁盘 。然而，发现 在 1978 的月球，叫做 Charon，围绕冥王星运行，给出了另一种测量方法 冥王星 直径 。每 124 年 ， Charon 的轨道方向从 的 地球几乎是边缘的，所以你可以看到它在冥王星前面经过，然后 背后 冥王星这种有利的方向持续了大约 5 年，幸运的是 我们，它 发生于 1985年至 1990年 。
当冥王星和 Charon 在彼此面前经过时，来自 冥王星-Charon 系统减少 。日食所需的时间长度 转 Charon 轨道冥王星的速度可以用来计算 他们 线性直径 。回想一下，行驶的距离 = speed × (时间吧 拿) 。冥王星的直径只有大约 2270 公里 (大约是我们的 65% 大小 月亮!) Charon 大概在 1170 公里对面这个食相技术是 也用过 为了找到一个非常遥远的恒星的直径 后面一章. 冥王星 小尺寸和 低质量 (见上一节) 有一些 天文学家呼吁 它是一个 “生长过度的星球” ， 而不是一个星球 最近 重新归类为 “矮行星”.
指定行星大小的另一种方法是使用它的空间 占，我 。E.,其 音量.体积很重要 ， 因为它和地球的 成分确定 一个行星在形成后保留了多少热能 几年前还有, 为了找到密度的重要特征 (见 下一节)，你必须知道这个星球的体积 。
行星几乎是完美的球体 。重力将行星压缩到 最 紧凑的形状可能，一个球体，但是快速旋转的凸起 略在 赤道 。这是因为行星物质的惯性会移动它 远离 行星的旋转轴和这种效果在赤道最强 哪里的 自转最快 (木星和土星很容易看到赤道 鼓胀) 。因为行星几乎是完美的球体，所以可以找到行星的体积 从 体积 = (p/6) × 直径3.通知 , 直径为立方 。尽管木星只有 11 倍 直径 地球，超过 1300 地球可以容纳在木星内部!在的另一端 天平, 小冥王星的直径略高于 1/6 号 的 地球，所以地球内部可以容纳近 176 颗宝石 。
密度和成分
一个星球的一个重要属性，它告诉我们一个星球是由什么组成的 其 高密度.一个星球高密度它有多少材料 空间 地球占据:密度 = 质量/体积. 行星可以有各种各样的大小和质量，但是行星是由 的同材料会有同样的高密度无论 他们的大小和 弥撒 。例如，一个巨大的、巨大的行星可以具有与 小, 低质量行星 ， 如果它们是由相同的材料制成的 。我将指定 密度相对 纯水的密度，因为它有一个容易被发现的密度: 1 克/厘米3或 1000 公斤/米3.
离太阳最近的四颗行星 (水星、金星、地球、火星) 是 叫的 陆地行星因为它们就像地球: 小岩石 世界 大气比较薄
的 相同规模的类地行星 (使用来自 NASA和 JPL) 。从左上角顺时针方向前进: 地球、金星、水星、火星 (在 底部 左) 。
【如何测量月球与太阳的大小,太阳月球地球的大小比较】
陆地 (类似地球) 行星的总密度 = 4-5 (相对于 密度 (水) 表面有硅酸岩 。硅酸岩具有密度 = 3 (小于平均密度 一个陆地行星) 和铁有一个密度 = 7 。8 (比 地球行星的平均密度) 。自从地球行星 平均 密度大于其表面的硅酸岩 ， 它们 必须 表面下有更密集的材料 ， 使整体密度平均 它是什么 就是 。铁和镍存在于陨石中 (留下的大块岩石 从 的形成 太阳系) 和磁场的存在在一些 陆地行星 表明它们有铁和镍的芯 。磁场可以产生 液铁和镍的运动 。把这些事实放在一起 得出的结论是，地球行星是由硅酸组成的 岩石 围绕着一个铁镍芯 。
火星以外的四颗巨行星 (木星、土星、天王星、海王星) 是 称为 的乔维安行星因为它们就像木星: 大，大多 液体世界 有厚厚的气氛
Jovian 行星的规模相同 (使用来自 NASA和 JPL) 。从左上角顺时针方向前进: 木星、天王星、海王星、土星 (在底部 对) 。地球也包括在中心相同的尺度上 。
约维安 (木星状) 行星总体密度 = 0 。7-1 。7 (相对 到 水的密度) 顶部可见轻气体 。气体和轻液体 (像 氢和氦) 的密度低于水 。运用推理 类似于 在你得出结论之前 行星由气态和液态氢、氦和水组成 周边 a 可能岩石岩芯相对较小 。光谱说乔维安行星 有 氢、氦、甲烷、氨和水气在它们的厚 大气如此 预测并不太偏离轨道 。
为每个行星确定的属性在 行星属性桌子 。点击 这个星球的名字会为这个星球提供完整的概况介绍 。的 重要 属性在表中给出 。
词汇
角直径 角度尺寸 中心质量
高密度
公式
行星质量= (4p2/G) × 【距离】3/(月球轨道周期)2]-月亮的质量 。月亮的质量通常可以忽略 。
行星直径= 2p× (距离 到 行星) × (行星的角度大小 (以度为单位)/360 ° 。
行星体积= (p/6) × (行星直径)3.
高密度= 质量/体积 。
