磁暴

磁暴（汉语拼音：Cibao；英语：geomagnetic storm），全球性的强烈地磁场扰动。所谓强烈是相对其他地磁扰动而言。其实磁暴时地面地磁场变化幅度较其平时的稳定值是很微小的。在中低纬度地区，地面地磁场变化量很少有超过几百纳特的，而地磁场宁静值一般都超过3万纳特。一般的磁暴都需要在地磁台用专门仪器作系统观测才能发现。

形态
　　磁暴是常见现象，不发生磁暴的月份是很少的。当太阳活动增强时，可能1个月发生数次。磁暴期间，地磁场的磁偏角和垂直分量都有明显起伏，但最具特征的是地磁场水平分量的变化。大多数磁暴开始时，水平分量陡然上升，在中低纬度的地磁台站，其上升幅度约10～20纳特。这称为磁暴急始。磁暴开始急，发展快，恢复慢，一般须持续3天才逐渐恢复平静。有的磁暴没有急始，称为缓始型磁暴。

成因
　　磁暴的成因与太阳活动特别是太阳耀斑的出现有关。耀斑的喷出物在其前缘形成激波，以1000千米／秒的速度，约经1天，传到地球。当激波扫过地球时，磁层就突然被压缩，造成地球一侧的磁场增强。磁暴引起电离层暴从而干扰短波无线电通讯；磁暴有可能干扰电工、磁工设备的运行，还有可能干扰磁测量工作。


地球磁层

地球磁层（汉语拼音：Diqiu Ciceng；英语：Earth's magnetosphere），位于地球周围、被太阳风包围并受地磁场控制的等离子体区域。磁层的概念是英国的S.查普曼于20世纪30年代首先提出来的。50～60年代，人造地球卫星对地球高带电粒子区域的探测，证实了地球磁层的存在。
　　磁层由磁层顶、等离子体幔、磁尾、中性片、等离子体层 、等离子体片等组成 。在磁层顶外还存在磁鞘和弓激波。地球磁层始于距地面约法三章1000千米处，向外延伸至磁层顶。磁层顶为磁层的外边界，向阳侧呈一椭球面，地球位于它的一个焦点上；背阳侧是略扁向外略张开的圆筒形，该圆筒所围成的空腔称磁尾。在平静的太阳风中，磁层顶在向阳侧距地心约为10个地球半径，在两极约为13～14个地球半径，在背阳侧最远处可达1000个地球半径。太阳激烈扰动时，导致太阳风密度和速度大为增大，磁层也随之大大被压缩，这时向阳侧的磁层顶可能离地心只有6～7个地球半每项。即使在太阳宁静时，地球轨道附近的太阳风平均速度也高达300～400千米/秒，当受到磁层阻挡时，在磁层的上游方向约几个地球半径处，形成一个相对磁层顶静止的弓激波与磁层顶之间的空间，形成磁鞘，其厚度为3～4个地球半径。在磁尾中存在着一个特殊的界面，在界面丙边，磁力线突然改变方向，此界面称中性片（电流片）。在向阳侧正子午面上，有两个点叫中性点，南北半球各一个，位于纬度约60°处。在中性点附近，由于磁场比较弱，磁鞘内的带电粒子可一直深入到地球附近，形成漏斗状的极尖区或称极隙区。地球磁层内充满着等离子体，比较密集的区域有中性片两侧的等离子体片、磁层顶内侧的等离子体幔、等离子体层以及由高能带电粒子组成的国辐射带。太阳有时喷发密度和速度都比太阳宁静时大得多的等离子体流，它引起地球磁层剧烈的扰动，即磁层星期暴。这时磁层被压缩 ，地磁场也随之发生剧烈的变化，即发生磁暴或磁层亚暴。磁扰时导致电离层电子密度异常，称电离层暴，此时短波无波无线电通讯受到严重干扰。与地球磁层类似，在行星周围也会形成磁层，称行星磁层，如木星磁层、土星磁层、金星磁层、水星磁层、火星磁层等。行星磁层的形成和结构形态，主要取决于行星磁场的强弱、分布及其与太阳风的相互作用。


地球辐射带

地球辐射带（汉语拼音：Diqiu Fushedai；英语：radiation belts of Earth），由地磁场捕获的大量带电粒子的区域，又称范爱伦辐射带。
　　20世纪初，挪威空间物理学家F.C.M.斯托默从理论上证明，在地球周围存在一个带电粒子捕获区（大部分区域处于后来发现的辐射带内）。1958年，美国J.A.范爱伦利用美国探险者1号卫星上的盖革计数器，第一次直接探测到地球周围存在通量很强的高能带电粒子 ，从而证实辐射带的存在。这是人造卫星的第一个重大发现。辐射带内的带电粒子，是太阳风、宇宙线与高层大气相互作用而产生的高能粒子，它们在地磁场的作用下，沿磁力线作螺旋运动。
　　地球辐射带位于地球磁层内，但只存在小于50°～60°的纬度地区上空。辐射带呈环状分布，环的横截面轮廓呈月牙形，大体与地磁场磁力线重合，外边缘距地心约10个地球半径。辐射带粒子主要是质子和电子，粒子能量分布于104～108 电子伏。
　　辐射带通常分内辐射带和外辐射带：
　　①内辐射带。高度为赤道面上离地心为1.2～4.5个地球半径之间。主要由能量为兆电子伏级以上的质子组成，强度比较稳定。反照中子在地磁中衰变成质子，并被捕获在内辐射带中。
　　②外辐射带。高度在赤道面上离地心4.5～6个地球半径之间的范围内。主要由电子组成，能量在2×105～106电子伏之间。电子来源，主要为太阳风粒子通过扩散进入磁层以及由磁层内的低能粒子加速而成。
　　高空核爆炸产生的高能电子注入磁层与天然电子一样 ，被地磁场捕获，形成一些局部高强度的电子带，称人工辐射带。人工辐射带全部分布在内辐射带内。稳定的人工辐射带通常能维持几年。


潮汐

潮汐（ tide ），因月球和太阳对地球各处引力不同所引起的水位、地壳、大气的周期性升降现象。海洋水面发生周期性的涨落现象称为海洋潮汐，地壳相应的现象称为陆潮（又称固体潮），在大气则称为大气潮汐。上述三种潮汐中海洋潮汐最为明显。中国古代对海潮早就作过细致的观测。汉代哲学家王充在他的《论衡》一书中提出“涛之起也，随月盛衰”，指明潮汐与月相变化有关。17世纪，I.牛顿用引力定律科学地说明海潮是月球和太阳对海水的吸引所引起的。固体潮和大气潮汐，都是相当小的，一般必须用精密仪器才能测出。
在天文学中，潮汐这一概念已被延伸到对其他天体的研究中，成为研究某些天体的形状、距离、运动和演化等不可缺少的因素。

大潮和小潮
由月球的引力所引起的潮汐称太阴潮。一个太阴日（月球连续两次上中天的时间间隔）长约24小时50分，在这期间地球表面上同一点发生两次涨潮，两次落潮，因此连续两次涨潮的间隔时间约为12小时25分。太阳和月球一样，也会引起潮汐，称为太阳潮。被吸引天体某部分受到的引力与该天体中心同样质量的部分受到的引力之差称为引潮力（又称起潮力）。太阳或月球对地球上同一点所产生的引潮力，与太阳或月球的质量成正比，而与它们同地球之间的距离的立方成反比。因此，太阳的质量虽然是月球的质量的2 700万倍，但月球同地球的距离只有太阳同地球距离的1/390，所以月球的引潮力为太阳的引潮力的2.25倍。太阳潮通常难于单独观测到，它只是增强或减弱太阴潮，从而造成大潮和小潮。在朔日和望日发生大潮，因为那时月球、太阳和地球几乎在同一直线上，太阴潮和太阳潮彼此相加，以致涨潮特别高，落潮特别低。上下弦的时候发生小潮，因为那时月球和太阳的黄经相距90°，太阴潮被太阳潮抵消了一部分。

大潮（上）和小潮（下）示意图

潮汐与地球自转变慢
潮汐对地球自转有一种制动作用，能使地球自转逐渐变慢。对古代日食记录的分析研究表明，地球的自转周期每个世纪变长1～2毫秒。这个变化虽然很小，可是经过长期积累，便颇为可观。从对古珊瑚化石生长线的研究得知，在37 000万年前，每年有400天左右。

潮汐对天体的作用
一个小天体（伴星）围绕一个大天体（主星）运行，若伴星的轨道逐渐缩小到临界半径以内，伴星就会被主星的引潮力分裂为碎片。这个临界半径值是法国天文学家E.A.洛希于1848年求出的，所以称为洛希极限。位于洛希极限内的土星光环，系由许多小块物质组成，这一光环很可能是土星的一颗卫星进入洛希极限后分裂形成的。
许多双星都有潮汐干扰的迹象。双星成员的形状一般是椭球，而不是正球。通常用扁率定量地表示这种椭球体的形状。一般说来，一颗星绕另一颗星运动的周期愈短，扁率愈大。这种现象至少一部分是由双星之间的引潮力造成的。密近双星，彼此间由于潮汐作用，常常还会发生质量交流。
对于星团而言，银河系的较差自转(见银河系自转)和银河系对星团的引潮力，是导致星团逐渐瓦解的重要因素。
有些河外星系是双重星系或多重星系。在距离很接近的双重星系之间往往存在着物质“桥”，天文学家认为这可能是彼此之间的起潮力引起的。通过中性氢21厘米谱线的射电观测，已经发现有伴星系的旋涡星系形状不对称，一个显著的例子便是旋涡星系M101(NGC5457)；反之，对无伴星系的旋涡星系来说，则未发现形状上的畸变。前者很可能是由于潮汐造成的。


月球

月球（英语：Moon），地球的天然卫星。俗称月亮。中国古称太阴。除了流星外，它是离地球最近的天体，与人类关系十分密切。月球轨道面称白道面，黄白交角平均5°09′，轨道半长径38.44万千米，偏心率变化于1／15～1／23间，平均为0.0549。月球的半径1738千米，质量7.35×1022千克，平均密度3.34克／厘米3，表面重力加速度1.62米／秒2，分别相当于地球的3／11、1／81.3、3／5 、及1／6。它有明显的位相变化，称月相，周期即朔望月，长29.53059日。由于长期的潮汐作用，它的自转与公转的周期都是1恒星月即27.32185日，这样月球始终以同一面朝着地球。直到1959年苏联月球3号绕月成功，才使人类第一次见到了月球的背面。月球表面最显著的特征是犬牙交错、大小不一的环形山，而那些称为海的暗黑地区实质上是广阔的平原，月海大多集中于正面。此外，还有许多和地球一样的月陆、山脉、峭壁和峡谷。
　　月球没有大气，因而月面上的天空永远是一片黝黑，地面上寂静无声、黑白反差极大，看来十分荒凉。其表面几乎被一层热导率极低的尘埃岩屑所覆盖。月面上没有水，一昼夜长达29.5天，所以温差很大，阳光直射下可达127℃，而夜间则骤降至－183℃。月球的内部结构大致可分为月壳、月幔、月核3层，但月壳平均厚v65千米，比地壳还厚得多，而中心核很小，半径仅700千米。

 1992年12月，在探索木星系统的途中，伽利略号拍摄了这张月球的照片。NASA
　　关于月球的起源目前有4种假设：①从地球中分裂出去的分裂说。②被地球俘获。③与地球共同形成。④大冲撞假设：先被大天体撞击，飞溅出的物质中一部分形成月球。其中尤以第四种学说得到了越来越广泛的支持。月球还是人类唯一登临的天体。
　　月球是第一个人类曾经登陆过的地外天体。1958年美国和苏联发射的月球探测器都宣告失败。1959年苏联和美国分别成功发射了“月球号”和“先驱者号”月球探测器。1969年美国的阿波罗-11号实现了人类首次载人登月，相继阿波罗-12、14、15、16和17号实现载人登月，一共有12名美国宇航员登上月球开展科学考察、采集月球样品和埋设长期探测月球的科学仪器，共带回地球381.7千克月球样品，大大增长了人类对月球起源、演化的认识。迄今为止人类只有这12名美国宇航员登上了地球以外的天体。

 阿波罗17号宇航员站在月球表面。NASA
　　2018年4月，NASA公布了一段由月球轨道探测器收集的数据制作而成的视频。这段视频中的数据由月球勘测轨道飞行器（LRO）历时九年收集而成。该探测器自2009年6月以来，一直在距月表上方50公里处对月球展开观察，捕捉月球表面前所未见的细节。
　　2019年1月3日10点26分，由于“嫦娥四号”探测器在月球背面东经177.6度、南纬45.5度附近的预选着陆区成功着陆，世界第一张近距离拍摄的月背影像图通过“鹊桥”中继星传回地球，这揭开了古老月背的神秘面纱。
　　2019年1月3日，嫦娥四号月球车被命名为“玉兔二号”。

目录

1 地表环境
2 月球的轨道运动
3 地月关系
4 月食现象

地表环境
　　月球表面有阴暗的部分和明亮的区域，亮区是高地，暗区是平原或盆地等低陷地带，分别被称为月陆和月海。早期的天文学家在观察月球时，以为发暗的地区都有海水覆盖，因此把它们称为“海”。著名的有云海、湿海、静海等。而明亮的部分是山脉，那里层峦叠嶂，山脉纵横，到处都是星罗棋布的环形山，即撞击坑，这是一种环形隆起的低洼形。月球上直径大于1000米的撞击坑多达33000多个。位于南极附近的贝利撞击坑直径295公里，可以把整个海南岛装进去。最深的山是牛顿撞击坑，深达8788米。除了撞击坑，月面上也有普通的山脉。高山和深谷叠现，别有一番风光。
　　月球背面的结构和正面差异较大。月海所占面积较少，而撞击坑则较多。地形凹凸不平，起伏悬殊最长和最短的月球半径都位于背面，有的地方比月球平均半径长4公里，有的地方则短5公里（如范德格拉夫洼地）。背面未发现“质量瘤”。背面的月壳比正面厚，最厚处达150公里，而正面月壳厚度只有60公里左右。
　　2019年5月16日，中国科学院国家天文台宣布，由该台研究员李春来领导的研究团队利用嫦娥四号探测数据，证明了月球背面南极-艾特肯盆地存在以橄榄石和低钙辉石为主的深部物质。国际学术期刊《自然》（Nature）在线发布了这一重大发现。该发现为解答长期困扰国内外学者的有关月幔物质组成的问题提供了直接证据，将为完善月球形成与演化模型提供支撑。来自中科院国家天文台的消息称，嫦娥四号探测器实现了人类历史上首次对月球背面的软着陆就位探测，而此次基于探测数据的研究结果，则成功揭示了月球背面的物质组成，证实了月幔富含橄榄石的推论的正确性，加深了人类对月球形成与演化的认识。

 詹姆斯·欧文在Hadley-Apennine着陆点首次执行阿波罗15号月球表面出舱活动。NASA
 Apollo 11登月舱外活动期间，驶员小巴兹·奥尔德林在登月舱支架附近的月球行走。NASA
撞击坑
　　撞击坑这个名字是伽利略起的。是月面的显著特征，几乎布满了整个月面。最大的撞击坑是南极附近的贝利环形山，直径295千米，比海南岛还大一点。小的环形山甚至可能是一个几十厘米的坑洞。直径不小于1000米的大约有33000个。占月面表面积的7%～10%。
　　日本一学者1969年提出一个撞击坑分类法，分为克拉维型（古老的撞击坑，一般都面目全非，有的撞击坑有中央峰）哥白尼型撞击坑（年轻的撞击坑，常有撞击作用引起大量月球表面的岩石向四周溅射，溅射出来的大量岩石碎块高速在月面抛射和滚动，改变了月面原有的地形地貌和表面土壤的结构与颜色，形成明显的“辐射纹”，内壁一般带有同心圆状的段丘，中央一般有中央峰。阿基米德型（环壁较低，可能从哥白尼型演变而来）碗型或酒窝型（小型撞击坑，有的直径不到3米）。
　　撞击坑的形成现有两种说法：“撞击说”与“火山说”。
　　“撞击说”是指月球因被其他小行星撞击而有现今人类所看到的撞击坑。
　　“火山说”是指月球上本有许多火山，最后火山爆发而形成了火山喷发口。
月海
　　在地球上的人类用肉眼所见月面上的阴暗部分实际上是月面上的广阔平原。由于历史上的原因，这个名不副实的名称保留下来。
　　已确定的月海有22个，此外还有些地形称为“月海”或“类月海”的。公认的22个绝大多数分布在月球正面。背面有3个，4个在边缘地区。在正面的月海面积略大于50%，其中最大的“风暴洋”面积约五百万平方千米，差不多九个法国的面积总和。大多数月海大致呈圆形，椭圆形，且四周多为一些山脉封闭住，但也有一些海是连成一片的。除了“海”以外，还有五个地形与之类似的“湖”——梦湖、死湖、夏湖、秋湖、春湖，但有的湖比海还大，比如梦湖面积7万平方千米，比汽海等还大得多。月海伸向陆地的部分称为“湾”和“沼”，都分布在正面。湾有五个：露湾、暑湾、中央湾、虹湾、眉月湾；沼有三个：腐沼、疫沼、梦沼，其实沼和湾没什么区别。
　　月海的地势一般较低，类似地球上的盆地，月海比月球平均水准面低1～2千米，个别最低的海如雨海的东南部甚至比周围低6000米。月面的反照率（一种量度反射太阳光本领的物理量）也比较低，因而看起来显得较黑。
月陆和山脉
　　月面上高于月海的地区称为月陆，一般比月海水准面高2～3千米，由于它返照率高，因而看来比较明亮。在月球正面，月陆的面积大致与月海相等但在月球背面，月陆的面积要比月海大得多。从同位素测定知道月陆比月海古老得多，是月球上最古老的地形特征。
　　在月球上，除了犬牙交差的众多撞击坑外，也存在着一些与地球上相似的山脉。月球上的山脉常借用地球上的山脉名，如阿尔卑斯山脉，高加索山脉等等，其中最长的山脉为亚平宁山脉，绵延1000千米，但高度不过比月海水准面高三四千米。山脉上也有些峻岭山峰，过去对它们的高度估计偏高。如今认为大多数山峰高度与地球山峰高度相仿。1994年，美国的克莱门汀月球探测器曾得出月球最高点为8000米的结论，根据“嫦娥一号”获得的数据测算，月球上最高峰高达9840米。月面上6000米以上的山峰有6个，5000～6000米20个，3000～6000米则有80个，1000米以 上的有200个。月球上的山脉有一普遍特征：两边的坡度很不对称，向海的一边坡度甚大，有时为断崖状，另一侧则相当平缓。这是由于小天体高速撞击月面，强大的撞击能量使月球表面的岩石气化、熔融、破碎并溅射，挖掘出一个巨大的撞击坑或撞击盆地，撞击体的巨大撞击能量在撞击坑底部产出一系列断层和裂缝，诱发月球内部的玄武岩浆的喷发和溢出，形成暗色的月海盆地。被抛射出撞击坑的各种溅射物质，降落在月海外围的不同距离内，形成了月海外侧平缓的坡度。
　　除了山脉和山群外，月面上还有四座长达数百千米的峭壁悬崖。其中三座突出在月海中，这种峭壁也称“月堑”。
月面辐射纹
　　月面上还有一个主要特征是一些较“年轻”的环形山常带有美丽的“辐射纹”，这是一种以环形山为辐射点的向四面八方延伸的亮带，它几乎以笔直的方向穿过山系、月海和环形山。辐射纹长度和亮度不一，最引人注目的是第谷环形山的辐射纹，最长的一条长1800千米，满月时尤为壮观。其次，哥白尼和开普勒两个环形山也有相当美丽的辐射纹。据统计，具有辐射纹的环形山有50个。
　　形成辐射纹的原因还没有定论。实质上，它与环形山的形成理论密切联系。许多人都倾向于小天体撞击说，认为在没有大气和引力很小的月球上，小天体撞击可能使高温碎块飞得很远。而另外一些科学家认为不能排除火山的作用，火山爆发时的喷射也有可能形成四处飞散的辐射形状。
月谷
　　地球上有着许多著名的裂谷，如东非大裂谷。月面上也有这种构造——那些看来弯弯曲曲的黑色大裂缝即是月谷，它们有的绵延几百到上千千米，宽度从几千米到几十千米不等。那些较宽的月谷大多在月陆上较平坦的地区，而那些较窄、较小的月谷（有时又称为月溪）则到处都有。最著名的月谷是在柏拉图环形山的东南连结雨海和冷海的阿尔卑斯大月谷，它把月球上的阿尔卑斯山拦腰截断，很是壮观。从太空拍得的照片估计，它长达130千米，宽10～12千米。
　　2014年10月5日，科学家在月球上发现一个隐藏于地下的巨形的方形结构。这一结构宽2500公里，科学家们认为这是一条古老的裂谷系统，后来其中充填了岩浆。
火山分布
　　月球的表面被巨大的玄武岩（火山熔岩）层所覆盖。早期的天文学家认为，月球表面的阴暗区是广阔的海洋，因此，他们称之为“mare”，这一词在拉丁语中的意思就是“大海”，当然这是错误的，这些阴暗区其实是由玄武岩构成的平原地带。除了玄武岩构造，月球的阴暗区，还存在其他火山特征。最突出的，例如蜿蜒的月面沟纹、黑色的沉积物、火山园顶和火山锥。不过，这些特征都不显著，只是月球表面火山痕迹的一小部分。
　　与地球火山相比，月球火山可谓老态龙钟。大部分月球火山的年龄在30亿～40亿年之间；典型的阴暗区平原，年龄为35亿年；最年轻的月球火山也有1亿年的历史。而在地质年代中，地球火山属于青年时期，一般年龄皆小于10万年。地球上最古老的岩层只有39亿年的历史，年龄最大的海底玄武岩仅有200万年。年轻的地球火山仍然十分活跃，而月球却没有任何新近的火山和地质活动迹象，因此，天文学家称月球是“熄灭了”的星球。
　　地球火山多呈链状分布。例如安底斯山脉，火山链勾勒出一个岩石圈板块的边缘。夏威夷岛上的山脉链，则显示板块活动的热区。月球上没有板块构造的迹象。典型的月球火山多在巨大古老的撞击坑底部。因此，大部分月球阴暗区都呈圆形外观。撞击盆地的边缘往往环绕着山脉，包围着阴暗区。
　　月球阴暗区主要在月球正面的一侧。几乎覆盖了这一侧的1/3面积。而在月球背面，阴暗区的面积仅占2%。然而，月球背面的地势相对更高，月壳也较厚。由此可见，控制月球火山作用的主要因素是地形高度和月壳厚度。
大气环境
　　由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容量和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，月球表面在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，其表面温度可降低到-183℃。用射电观测可以测定月面土壤中的温度，这种测量表明，月面土壤中较深处的温度很少变化，这正是由于月面物质导热率低造成的。

月球的轨道运动
月球公转
　　月球以椭圆轨道绕地球运转。这个轨道平面在天球上截得的大圆称“白道”。白道平面不重合于天赤道，也不平行于黄道面，而且空间位置不断变化。周期27.32日。月球轨道（白道）对地球轨道（黄道）的平均倾角为5°09′。但是已知月球平均每年以3.8cm的速度逐渐与地球离去。
月球自转
　　月球在绕地球公转的同时进行自转，周期27.32166日，正好是一个恒星月，所以我们看不见月球背面。这种现象我们称“同步自转”，或“潮汐锁定”，几乎是太阳系卫星世界的普遍规律。一般认为是卫星对行星长期潮汐作用的结果。天平动是一个很奇妙的现象，它使得我们得以看到59%的月面。主要有以下原因：
　　（1）在椭圆轨道的不同部分，自转速度与公转角速度不匹配。
　　（2）白道与赤道的交角。
　　月球每小时相对背景星空移动半度，即与月面的视直径相若。与其他卫星不同，月球的轨道平面较接近黄道面，而不是在地球的赤道面附近。相对于背景星空，月球围绕地球运行（月球公转）一周所需时间称为一个恒星月；而新月与下一个新月（或两个相同月相之间）所需的时间称为一个朔望月。朔望月较恒星月长是因为地球在月球运行期间，本身也在绕日的轨道上前进了一段距离。
月球章动
　　月球的轨道平面（白道面）与黄道面（地球的公转轨道平面）保持着5.145396°的夹角，而月球自转轴则与黄道面的法线成1.5424°的夹角。因为地球并非完全球形，而是在赤道较为隆起，因此白道面在不断进动（即与黄道的交点在顺时针转动），每6793.5天（18.5966年）完成一周。期间，白道面相对于地球赤道面（地球赤道面以23.45°倾斜于黄道面）的夹角会由28.60°（即23.45°+5.15°）至18.30°（即23.45°-5.15°）之间变化。同样地，月球自转轴与白道面的夹角亦会介乎6.69°（即5.15°+1.54°）及3.60°（即5.15°-1.54°）。月球轨道这些变化又会反过来影响地球自转轴的倾角，使它出现±0.00256°的摆动，称为章动。
天秤动
　　因为月球的自转周期和它的公转周期是完全一样的，所以地球上只能看见月球永远用同一面向着地球。自月球形成早期，地球便一直受到一个力矩的影响导致自转速度减慢，这个过程称为潮汐锁定。亦因此，部分地球自转的角动量转变为月球绕地公转的角动量，其结果是月球以每年约38毫米的速度远离地球。同时地球的自转越来越慢，一天的长度每年变长15微秒。
　　从地球上看月亮，看到的月球表面并不是正好它的一半，这是因为月球像天平那样摆动。地球上的观测者会觉得：在月球绕地球运行一周的时间里，月球在南北方向来回摆动，即在维度的方向像天平般的摆动，这被称为“纬天平动”，摆动的角度范围约6°57′；月球在东西方向上，即经度方向上来回摆动的现象，被称为“经天平动”，摆动角度达到7°54′。除去这两种主要的天平动，月球还有周日天平动和物理天平动，前三种天平动都并非月球在摆动，是因为观测者本身与月球之间得相对位置发生变化而产生的现象。只有物理天平动是月球自身在摆动，而且摆动得很小。
　　由于月球轨道为椭圆形，当月球处于近地点时，它的自转速度便追不上公转速度，因此我们可见月面东部达东经98度的地区，相反，当月处于远地点时，自转速度比公转速度快，因此我们可见月面西部达西经98度的地区。这种现象称为天秤动。又由于月球轨道倾斜于地球赤道，因此月球在星空中移动时，极区会作约7度的晃动，这种现象称为天秤动。再者，由于月球距离地球只有60地球半径之遥，若观测者从月出观测至月落，观测点便有了一个地球直径的位移，可多见月面经度1度的地区。
　　月球对地球所施的引力是潮汐现象的起因之一。月球围绕地球的轨道为同步轨道，所谓的同步自转并非严格。
　　严格来说，地球与月球围绕共同质心运转，共同质心距地心4700千米（即地球半径的3/4处）。由于共同质心在地球表面以下，地球围绕共同质心的运动好像是在“晃动”一般。从地球南极上空观看，地球和月球均以顺时针方向自转；而且月球也是以顺时针绕地运行；甚至地球也是以顺时针绕日公转的，形成这种现象的原因是地球、月球相对于太阳来说拥有相同的角动量，即“从一开始就是以这个方向转动”。

地月关系
　　地球与月球互相绕着对方转，两个天体绕着地表以下1600千米处的共同引力中心旋转。月球的诞生，为地球增加了很多的新事物。
　　月球绕着地球公转的同时，其特殊引力吸引着地球上的水，同其共同运动，形成了潮汐。潮汐为地球早期水生生物走向陆地，帮了很大的忙。
　　地球很久很久以前，昼夜温差较大，温度在水的沸点与凝点之间，不宜人类居住。然而月球其特殊影响，对地球海水的引力减慢了地球自转，使地球自转和公转周期趋向合理，带给了我们宝贵的四季，减小了温度差，从而适宜人类居住。
　　地球上之所以看到月球的半面，这是因为月球的自转周期和公转周期严格相等，这到底是巧合还是有着内在的联系呢？让我们来看看太阳系其它行星的卫星的状况，我们可以发现绝大多数的卫星的自转周期和公转周期严格相等，看来这似乎是存在什么内在联系的。
　　月球在地球引力长期的作用下，它的质心已经不在其几何中心，而是在靠近地球的一边，因此月球相对于地球的引力势能就变得最小，在月球绕地球公转的过程中，月球的质心永远朝向地球的一边，就好像地球用一根绳子将月球绑住了一样。太阳系的其他卫星也存在这样的情况，所以卫星的自转周期和公转周期相等不是什么巧合，而是有着内在的因素。
　　地震和月球到底有没有关系？这是近百年来始终困扰科学家的问题。如今，日本防灾科学研究所和美国加州大学洛杉矶分校的研究人员组成的联合研究小组终于证实：月球引力影响海水的潮汐，在地壳发生异常变化积蓄大量能量之际，月球引力很可能是地球板块间发生地震的导火索。10月22日，著名的美国《科学》杂志发表了他们的研究成果。
　　海水的自然涨落现象就是人们常说的潮汐。当月亮到达离地球近处（称为近地点）时，朔望大潮就比平时还要更大，这时的大潮被称为近地点朔望大潮。
　　科学家已经就潮汐对地震的影响猜测了很长的时间，但还没有人论证过它对全球范围的影响效果，以前只在海底或火山附近发生，地震与潮汐才呈现出比较清楚的联系。研究者发现，地震的发生与断层面潮汐压力处于高度密切相关，猛烈的潮汐在浅断层面施加了足够的压力从而会引发地震。当潮很大，达到大约2～3米时，3/4的地震都会发生，而潮汐越小，发生的地震的几率也越少。
　　哥奇兰等人首次将潮的相位和潮的大小合并计算，并对地震和潮汐压力数据进行了统计学分析，采用的计算方法来自于日本地球科学与防灾研究所的地震学家田中。田中从1977年至2000年间全球发生的里氏5.5级以上的板块间地震中，调查了2207次被称为“逆断层型”地震发生的地点、时间等记录，以及与发生地震时月球引力的关系，结果发现：地震发生的时间，与潮汐对断层面的压力有很高的关联性，月球引力作用促使断层错位时，发生地震次数较多。

月食现象
　　月食是一种特殊的天文现象。指当月球行至地球的阴影后时，太阳光被地球遮住。也就是说，此时的太阳、地球、月球恰好（或几乎）在同一条直线，因此从太阳照射到月球的光线，会被地球所掩盖。
　　以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差180°。要注意的是，由于太阳和月球在天空的轨道（称为黄道和白道）并不在同一个平面上，而是有约5°的交角，所以只有太阳和月球分别位于黄道和白道的两个交点附近，才有机会连成一条直线，产生月食。
　　月食可分为月偏食、月全食两种（没有月环食，因为地球比月球大）。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入地球的本影之时，就会出现月全食。至于半影月食，是指月球只是掠过地球的半影区，造成月面亮度极轻微的减弱，很难用肉眼看出差别，因此不为人们所注意。
　　月球直径约为3476千米，大约是地球的1/4。在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时，即只有部分月亮进入地球的本影，就发生月偏食。月球上并不会出现月环食，因为月球的体积比地球小的多。
　　太阳的直径比地球的直径大得多，地球的影子可以分为本影和半影。如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。一般情况下，由于较不易为人发现，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。
　　另外由于地球的本影比月球大得多，这也意味着在发生月全食时，月球会完全进入地球的本影区内，所以不会出现月环食这种现象。
　　每年发生月食数一般为2次，最多发生3次，有时一次也不发生。因为在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以一般情况下就不会发生月食。
　　据观测资料统计，每世纪中半影月食，月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60%，34.46%和28.94%。


月面学

月面学（汉语拼音：Yuemianxue；英语：Selenography），研究月球表面形态特征、地理环境、构造规律以及各种特征物的形态、位置、命名的天文学分支学科。又称月面志。最早研究月面的是意大利科学家伽利略，环形山、海等也由他命名，他还描出了第一批望远镜观测的月面图，测定了月球上的山高。此后各种月面图相继问世，先后发表的有150多种，其中最大的图直径达7.5米，有的图已标出了3万多个环形山。以往的研究成果曾为空间探测及人类登月提供了基本资料，而人类发射的60多个月球探测器及阿波罗登月等成就则使月面学从观测研究进入到实验研究的新阶段。


环形山

环形山（craters），在月球表面、类地行星、地球本身和巨行星的许多卫星上看到的碗形凹地。极少数环形山可能产生于火山活动，但绝大多数是来自太空的固态天体（流星体）撞击行星和卫星而形成。 环形山的大小决定于撞击天体的大小。有些环形山宽阔只有1米左右，最大的环形山直径超过1 000公里。造成环形山的流星体实质上是太阳系形成过程遗留的碎片，它们因与行星和卫星碰撞而不断被清除，所以环形山的形成在碎片较多的太阳系年轻时期比较频繁，不过今天仍在继续。 在地球和金星上，大气活动（还有地质活动）造成严重侵蚀，所以只有不久前形成的环形山清晰可见（见巴林格陨星坑）；在火星上，尽管大气很稀薄，最古老的环形山也已经被侵蚀干净了。但在无大气的天体上，如月球和水星。环形山形成的全部迹象都保存下来，它们的表面有很多过去40亿年间重复撞击造成的重叠环形山，其中大多数是30～40亿年前形成的。 在地球上，大气起着保护作用，它使质量小于100吨左右的流星体减速，相当多物质因与大气摩擦生热而烧掉。一个大气外质量为1 000吨的流星体在它撞击地面时将减少到300吨，典型撞击速率为5公里每秒。这样的撞击将造成一个直径150米的环形山。
　　更厉害的撞击也发生过，而且可能还会发生（见世界末日小行星）。一个像直径近1公里的伊卡鲁斯小行星那样大的天体撞击地球，将造成超过20公里宽、2公里深的环形山。在德国发现了一个大小与这差不多的受到侵蚀的古代环形山遗迹；在加拿大、南非和西伯利亚还发现了更大的“化石”环形山。


月海

月海（汉语拼音：Yuehai；英语：Mare），肉眼所见月面上的暗黑区域（见月面学）。实际上是广阔平原。共有22个，除3个位于月背，4个地跨正、背两面外，15个均在正面。正面上月海面积约占月球正面面积的50％左右，最大的风暴洋的面积约500万平方千米 。月海大多呈圆或椭圆形，四周为一些山脉封围，但也有月球背面的东海月盆，三层同心圆环的构造清晰可见几个海联成一片。与海类似但面积较小的称湖，计有梦湖、死湖、夏湖、秋湖与春湖。月海伸向月陆的部分称为湾或沼，但两者并无实质区别。


月面图

月面图（ selenograph ），在研究月球表面各种特征物的球面视位置的基础上测绘、编制成的平面图。月面图早期是通过望远镜摹绘的，后来都用摄影方法测绘。最早研究月面结构的是伽利略，1610年，他用自制的能放大30余倍的望远镜发现月面上布满山谷，他最先绘制了月面图。十七世纪中叶，赫维留经过十年辛勤观测绘出详细的月面图。他测定的月面山峰高度比伽利略更准确。里希奥利在月面图上标出的各种特征物的名称，一直沿用至今。十八和十九世纪，迈耶尔、施罗特尔、贝尔、梅德勒、J.施密特、洛尔曼等人相继进行了大量观测，使这一工作又获得很大发展。
二十世纪以来，威尔金斯、穆尔等人用照相方法精密测定了月面上约5，000个点的位置。法国日中峰天文台使用口径60厘米折射望远镜编制了比例尺1:1，000，000的月面图。自伽利略开创月面图工作以来的三百五十年中，先后发表的各种月面图达150幅之多。其中最大的直径达7.5米。由于月球总是以同一面对着地球，月球背面一直是个不解之谜，1959年，苏联的“月球”1号探测器拍得第一幅月球背面照片，填补了这一空白。接着有一系列月球探测器和宇宙飞船，如“月球号”、“徘徊者号”、“月球勘测者号”、“月球轨道环行器”以及载人的“阿波罗号”等，都获得了大量月面照片。月球背面的环形山，有四座以中国古代天文学家的名字命名：石申环形山、张衡环形山、祖冲之环形山、郭守敬环形山。此外，还有一座以中国古代官职“万户”命名的环形山。根据1973年国际天文学联合会第十五届大会第17组“月球”专业委员会的讨论，由美国国家航空和航天局出版《月球航空图》和《月面地形正射投影图》。前者按经线和纬线将月球正面分为144个区域，以1:1，000，000比例尺刊印。后者再把144个区域的每个区域细分为16个单元，以1:250，000比例尺出版，共有2，304张。月面图的测绘对于月球航行具有实际意义，对月球的起源和演化的研究也很重要。


月相

2005年5-6月的月相。
月相（英语：Phases of Moon），是由地球上所观看之月光形态。月球本身不发光，月球直接被太阳照射之部份反射太阳光，才可见发亮，其阴影部分是月球自己之阴暗面。根据天文学，月球环绕地球公转时，地球、月球、太阳之相对位置不断规律地变化，使观测者从不同角度看到月球被太阳照明之部分，造成月相盈亏圆缺之变化。
月相盈亏周期平均是29.53日，历法中之朔望月源于此。

概述
当地球位于月球和太阳之间时，我们可以看到整个被太阳直射的月球部分，这就是满月。当月球位于地球和太阳之间时，我们只能看到月球不被太阳照射的部分，这就是朔；而当首度再见到月球明亮的部分时，称为“新月”。当地月联线和日月联线正好成直角时，我们正好可以看到月球被太阳直射的部分的一半，这就是弦月（半月，因为月球亮部的圆弧如同弓柄，近似直线的黑影边缘如弓箭的弦，故得名）。
月相的更替周期是29.53日，称为一个朔望月，它是历法中历月和星期的来源。这个时间比月球公转的时间（恒星月）要长，因为当月球绕地球公转时，地球也在绕太阳公转，一个朔望月月球大约要绕（360+360*29.53/365.24）=389.11度（公转只绕360度）。所以一恒星月大约为29.53 * 360 / 389.11 = 27.32天。
月相不包括由于地球遮住太阳所造成之月食。月球绕地球公转的轨道面（白道面）与地球绕太阳公转的轨道面（黄道面）之间有5度夹角，因此新月或满月时月地日之间往往并非完全是一条直线。当月地日之间完全是一条直线时就可以观察到日食（新月时）或月食（满月时）。正是由于这5度的倾斜，每月都有朔和满月然而并非每月都有月蚀和日食。
对地球中低纬度区的观察者来说，月球永远是东升西落，北半球月球中天方位偏南，而南半球则偏北；而月升至月落大约都是半日的时间，但若月亮在天空的期间是白昼，则通常很难被注意到。这是因为地球由西向东自转，大多数相对静止的天体从地球观之皆为东升西落，且每日地球上任一点（极地除外）向着和背着该天体的时间都约为地球自转周期（一日）的一半，因此其从东升到西落的时间即为半日。地球自转比月球公转快27倍以上，故姑且可视月球为相对地球静止的星体来考虑。

 在北半球看见的月相，在南半球看见的每一个都会是左右倒置的。
月相的名称
月球在各个阶段的相位，依照下列的顺序皆有特定的名称：(因为月球轨道较接近黄道而非赤道，故下表南北半球的分界严格来说以黄道为分割)
(1)新月（朔月）
在北半球，肉眼完全不可见，因为月球完全在太阳的阴影内（只由地照发光，需要专门观测方可识别 ) 0%
在南半球，肉眼完全不可见，因为月球完全在太阳的阴影内（只由地照发光，需要专门观测方可识别 ) 0%
(2)眉月（娥眉月或蛾眉月）
在北半球，右侧的1–49%可见，早上较后时间到黄昏后
在南半球，左侧的1–49%可见，早上较后时间到黄昏后
(3)上弦月
在北半球，右侧的50%可见，下午和傍晚
在南半球，左侧的50%可见，下午和傍晚
(4) 盈凸月
在北半球，右侧的51–99%可见，下午较后时间和晚上大部分时间
在南半球，左侧的51–99%可见，下午较后时间和晚上大部分时间
(5) 满月（望月）
在北半球，肉眼完全可见 100%，日落到日出（整晚）
在南半球，肉眼完全可见 100%，日落到日出（整晚）
(6) 亏凸月
在北半球，左侧的99–51%可见，晚上大部分时间和清晨
在南半球，右侧的99–51%可见，晚上大部分时间和清晨
(7)下弦月
在北半球，左侧的50%可见，晚上较后时间和早上
在南半球，右侧的50%可见，晚上较后时间和早上
(8)残月
在北半球，左侧的49–1%可见，黎明前到下午早段
在南半球，右侧的49–1%可见，黎明前到下午早段

眉月

上弦月

盈凸月

满月

亏凸月

下弦月

残月

当太阳和月球对齐在地球的同一侧，月球是朔，而月球朝向地球的是未被阳光照亮的一侧。当月球的亮面渐增（从地球看见的明亮表面逐渐增加），月相的变化依序是朔、新月、眉月、上弦月、盈凸月、和望（满月）的相位，然后成为亏凸月、下弦月、残月和晦。虽然眉月较为普通与常见，但眉月和残月的位置是互换的，上弦月和下弦月有时也被称为半月。
值得注意的是，从中文的语源上来说，上弦月是指农历每月“上旬”的弦月，而不是因月相为月亮开口朝上（即假想的弓弦在上）；下弦月是指农历每月“下旬”的弦月，也不是因月亮开口朝下（即弦在下）。实际上，上、下弦月的月相也不一定如此。不过，若在上半夜看到弦月，即可肯定其为上弦月；若在下半夜看到弦月，即可肯定其为下弦月，但这并非其名称典故。
当一个被照亮一半的球体被从不同的角度观看时，可见到的被照明区域是一个被圆和椭圆（椭圆的长轴和圆的直径是一致的）的交集所定义的二度空间（平面）。如果半椭圆相对于半圆是凸出的，则这种形状是凸月（凸起朝外）；如果半椭圆相对于半圆是凹下的，则这种形状是眉月或残月（凹下朝内）。
在北半球，如果月球的左边是黑暗的，则明亮的部份会逐渐增加，同时月球会逐渐凸起（朝向满月接近）。如果月球的右侧是黑暗的，则明亮的部份会逐渐缩减，同时月球会逐渐凹陷（朝向残月接近）。假设观测者是在北半球（面向南方），则月球逐渐增亮的部分永远都是右边的部分。
另外月相除了偏左右之亮面以外，亦有偏上下亮面之变化。上下之变化以越接近赤道(严格来说是黄道)，越为明显。反之越接近南北极，越不会有偏上下之变化。以冬至夏至附近于赤道观测上弦月为例，12:00至18:00月球会亮上半面，18:00至00:00月球会亮下半面，18:00月亮位于观察者头顶正上方，上下左右无法定义。以冬至夏至附近于赤道观测下弦月为例，00:00至06:00月球会亮下半面，06:00至12:00月球会亮上半面，06:00月亮位于观察者头顶正上方，上下左右无法定义。

月历
历月的平均长度是一年的1/12，大约是30.4天左右，而月球相位（朔望月）的循环周期平均是29.53天。因此，月球相位的每个阶段在每个月平均都会持续的提前一天。如果你在一个月的每一天都拍摄月球的相位，从日落后的黄昏开始，然后每天延后约25分钟拍摄，然后在日出之前的凌晨结束，你可以创建出如同图示的2005年5月8日至2005年6月6日的完整月相复合图。但要注意在5月20日没有图像，因为在5月19日晚间的子夜之前拍了一张，而下一张在5月20日晚间的子夜之后，已经是5月21日才拍摄。同样的，如果你观察月历上月球出没的时间，有时候也有某一天会被跳过去（即当天没有月出或月没）。当月亮在升起的时间接近某一天的子夜之前，则下一次再升起时就会在第二天子夜之后而跳过了一天（月没和中天有是相同的状况）。这种跳过一天的现象是人为的历法造成的，并不是月球的行为古怪。


朔

朔
拼音：shuò
部首：月
总笔画：10
部外笔画：6
结构：左右
五笔：UBTE
倉頡：TUB
通用字

基本释义：

shuò

农历每月初一：朔日。朔望（“朔日”和“望日”）。

始：“皆从其朔”。

北方：朔方。朔漠（北方沙漠地带）。朔气。朔土。

便捷查询：

同音查询： shuo 音汉字　shuò 音汉字　　同部首查询： 月部汉字　　同笔画查询： 10画汉字

 “朔”字书法作者：颜真卿
 “朔”字书法作者：王羲之
 “朔”字书法作者：王导
目录

1 朔 shuò
2 《康熙字典》释义
3 《说文解字》释义
4 首字为“朔”的词语

朔 shuò

农历每月初一，地球上看不到月光，这种月相称作朔：朔日丨朔月丨朔望。

北（方）：朔方丨朔风丨朔气。

《康熙字典》释义
　　【辰集上】【月字部】
　　〔古文〕??【唐韻】所角切【集韻】【韻會】【正韻】色角切，??音槊。【說文】月一日始蘇也。【白虎通】朔之言蘇也。明消更生，故言朔。【書·舜典】正月上日。【傳】上日，朔日也。【疏】月之始日謂之朔日。【周禮·春官·大史】頒告朔于邦國。【註】天子頒朔於諸侯，諸侯藏之祖廟。·至朔朝於廟，告而受行之也。【禮·玉藻】聽朔於南門之外。　又【儀禮·大射禮】朔鼙。【註】朔，始也。　又【禮·禮運】皆從其朔。【註】朔，亦初也。　又【玉篇】北方也。【書·堯典】宅朔方曰幽都。【傳】北稱朔。【疏】朔，北方也。舍人曰：朔，盡也。北方萬物盡，故言朔也。

《说文解字》释义
　　【卷七】【月部】 编号：4290
　　朔，[所角切 ]，月一日始蘇也。从月屰聲。

首字为“朔”的词语
　　朔方　　朔风　　朔漠　　朔气　　朔日　　朔望　　朔野　　朔月　　朔北　　朔鄙　　朔边　　朔飙
　　朔部　　朔参官　　朔策　　朔吹　　朔垂　　朔旦　　朔党　　朔奠　　朔法　　朔鼓　　朔管　　朔光
　　朔河　　朔晦　　朔客　　朔门　　朔蓬　　朔鼙　　朔禽　　朔塞　　朔食　　朔数　　朔庭　　朔途
　　朔涂　　朔土　　朔望月　　朔雪　　朔雁　　朔易　　朔裔　　朔牖　　朔云　　朔政　　朔州市

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望

望　(琞 朢 望) 【异体 古文】
拼音：wànɡ
部首：王
总笔画：11
部外笔画：7
结构：上下
五笔：YNEG
倉頡：YBHG
常用字

基本释义：

wànɡ

看，往远处看：～见。眺～。张～。～尘莫及（喻远远落后）。～风捕影。

拜访：看～。拜～。探～。

希图，盼：期～。欲～。喜出～外。

人所敬仰的，有名的：～族。名～。声～。威～。

向，朝着：～东走。

月圆，农历每月十五日前后：～日。

埋怨，责备：怨～。

姓。

便捷查询：

同音查询： wang音汉字　wànɡ音汉字　　　同部首查询： 王部汉字　　同笔画查询： 11画汉字

 “望”字书法作者：苏轼
 “望”字书法作者：王献之
 “望”字书法作者：王羲之
目录

1 望(朢) wànɡ
2 《康熙字典》释义
3 《说文解字》释义
4 百科条目
5 首字为“望”的词语

望(朢) wànɡ

<本义> 远望：遥望丨举头望明月丨登高远望丨一望无际。

遥祭，指古代帝王祭祀山川、日月、星辰：望祀(古代遥祭山川地袛之礼)丨望拜(遥望拜祭)丨望表(古代祭祀山川时所立的木制标志)。

希望，期望：望岁(盼望丰收)丨望祈(盼望)丨盼望丨大失所望。

向高处看：望月(仰望天上的月亮)丨望云(仰望白云)丨望视(仰视，远视)丨望慕(仰慕)。

察看：望色(看人的气色)。

看望：探望丨拜望。

接近：望七(将至七十岁)丨望秋(临近秋天)。

名望，好名声：望尊丨望轻(声望低微)丨望重(名望大)丨望臣(有威望的大臣)丨望雅(声望清高)丨声望丨德高望重。

怨：怨望。

望日。夏历每月十五，天文学上指月亮圆的那一天：望夜(农历十五日之夜)。

酒店的招帘，即酒望：望子丨望竿(悬挂酒招的旗竿)。

<介词><口语> 向，对着：望前走丨他望我点点头丨望他笑了笑。

姓。

《康熙字典》释义
　　【辰集上】【月字部】
　　〔古文〕??【唐韻】【正韻】巫放切【集韻】【韻會】無放切，??音??。【說文】出亡在外，望其還也。从亡，朢省聲。【釋名】望，惘也，視遠惘惘也。【詩·邶風】瞻望弗及。　又【詩·大雅】令聞令望。【疏】爲人所觀望。　又【孟子】望望然去之。【趙岐註】慚愧之貌也。【朱傳】去而不顧之貌。　又【博雅】覗也。【韻會】爲人所仰曰望。又責望。又怨望。　又祭名。【書·舜典】望于山川。【傳】皆一時望祭之。【公羊傳·僖三十一年】望者何，望祭也。　又【廣韻】【集韻】【韻會】武方切【正韻】無方切，??音亡。義同。【詩·小雅】萬夫所望。【釋文】協韻音亡。　又【釋名】月滿之名也。月大十六日，小十五日。日在東，月在西，遙在望也。【易·小畜】月幾望。【左傳·桓三年疏】月體無光，待日照而光生，半照卽爲弦，全照乃成望。　【韻會】从壬，譌从王。【說文】日月之望作朢，瞻望之望作望。今通作望，而古文制字之義遂亡。

《说文解字》释义
　　【卷十二】【亡部】 编号：8370
　　望，[巫放切 ]，出亡在外，望其還也。从亡，朢省聲。

百科条目

望果节　望都汉墓壁画　望夫云　望加锡人　望门居　望厦条约　望诊

首字为“望”的词语
　　望风　　望远镜　　望巴巴　　望拜　　望板　　望版　　望表　　望参　　望参官　　望察　　望潮　　望尘

首字为“望”的成语

　　望尘而拜　　望尘莫及　　望穿秋水　　望而却步　　望而生畏　　望风而靡　　望风而逃　　望风披靡　　望梅止渴
　　望文生义　　望眼欲穿　　望洋兴叹　　望子成龙　　望子成名　　望表知里　　望尘拜伏　　望尘奔北　　望尘奔溃
　　望尘不及　　望尘靡及　　望尘僄声　　望尘追迹　　望啜废枕　　望帝啼鹃　　望风捕影　　望风承旨　　望风而遁
　　望风而降　　望风而溃　　望风而走　　望风瓦解　　望风希旨　　望风希指　　望风响应　　望峰息心　　望衡对宇
　　望空捉影　　望梅阁老　　望梅消渴　　望门投止　　望其肩背　　望其肩项　　望其项背　　望秋先零　　望文生训
　　望屋而食　　望屋以食　　望杏瞻蒲　　望杏瞻榆　　望岫息心　　望眼将穿　　望洋而叹　　望洋惊叹　　望云之情

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上弦

上弦（汉语拼音：shàng xián），发生于新月以后的月相。月球在太阳之东90°时，在地球上看到的月球西边的一半(右半圆)。发生在夏历每月初七或初八。


下弦

下弦（汉语拼音：xià xián），农历每月二十二日或二十三日，太阳跟地球的联线和地球跟月亮的联线成直角时，在地球上看到月亮呈"D"字形，这种月相称下弦。


月龄

月龄（汉语拼音：Yueling；英语：Moon's age），从新月起算各种月相所经历的天数，并以朔望月的近似值29.5日为计算周期。这与中国农历中的月长相同，因此两者大体相吻，如新月、上弦、满月、下弦的月龄分别约为0、7.4、14.8及22.1日，在农历中基本上是初一、初七、十五(或十六)、廿二(或廿三)前后。当然由于朔望的实际变化周期长为29.53059日，月球和太阳的视运动时快时慢、白道与黄道有交角且在变化，因此月相的准确月龄需要查阅专门的资料。


月质学

月质学（汉语拼音：Yuezhixue；英语：Selenotectonics），研究月球的物理特性、物质结构、化学组成、地质构造及其起源和演化的天文学分支学科。诞生于20世纪50年代末。1959年苏联月球2号在月面硬着陆，月球3号揭开月背的奥秘使这新兴学科有了研究的可能。在1966～1976年，苏联和美国分别有8个和5个探测器在月面软着陆，美国的阿波罗飞船6次将12人送上月面，这些都大大推动了月质学的飞速发展。宇航员在月球上开井挖沟、制造月震 、采集岩石与土壤，放置各种仪器，进行了几十项科学实验。基本上探明了月面各种地形的生长年代及演化历史，发现了60多种矿物，其中6种是地球上不存在的，还发现了只有正面才有的12个质量瘤(或称月瘤)，也分析了月球内部的分层结构，对月球的起源也提供了可靠的科学依据。


火星

火星的真实色彩影像，2007年2月由罗塞塔号拍摄.jpg
 海盗号轨道飞行器拍摄的水手号峡谷和火星图像的拼接图。NASA/JPL-Caltech
火星（拉丁语：Mars；天文符号：♂），太阳系八大行星中距离太阳排名第四的行星.从地球上看，颜色最红的行星。距离太阳大约1.6个天文单位，公转周期大约相当于地球上的2个年。从地球上看火星的最大亮度为–2.91个视星等，从地球上看火星的最低亮度为1.84个视星等。中国古代称“荧惑”，西汉之后始称火星。
西方称火星为玛尔斯，是罗马神话中的战神，所以在英语中，火星是罗马战神的意思，通常被称为“红色星球”；古汉语中则因为它荧荧如火，位置、亮度时常变动让人无法捉摸而称之为荧惑。火星是太阳系的八大行星中第二小的行星，其质量、体积仅比水星略大。火星的直径约为地球的一半，自转轴倾角、自转周期则与地球相当，但绕太阳公转周期是地球的两倍。在地球上，火星肉眼可见，亮度可达-2.91，只比金星、月球和太阳暗，但在大部分时间里比木星暗。火星距离地球最近在5400万公里（最远达4亿公里，探测器需飞行约7个月抵达火星）。
火星大气以二氧化碳为主，既稀薄又寒冷，其表面特征让人联想起月球上的撞击坑，以及地球上的山谷、沙漠和极地冰盖。英语中，通常被称为红色星球。是因为火星在视觉上呈现为橘红色是因为地表广泛普遍的分布着氧化铁的造成的，它使火星呈现出一种红色的外观，在肉眼可见的天体中独具一格。火星地表沙丘、砾石遍布且没有稳定的液态水，火星南半球是古老、充满陨石坑的高地，北半球则是较年轻的平原。
火星已被无人飞船探索。1964年11月28日，由NASA发射的水手4号是第一个访问火星的航天器，于1965年7月15日最接近该行星。苏联火星3号飞船于1971年12月实现了软着陆，但着陆后秒数内失去了联系。欧洲空间局第一批访问火星的火星快车号于2003年12月25日到达轨道。2014年9月24日，印度空间研究组织成为第四个访问火星的太空机构，当时它的星际飞行任务火星轨道探测器抵达轨道。
火星有两个天然卫星：火卫一和火卫二，形状不规则，可能是捕获的小行星。火星目前有七艘的探测船在轨道中运行，分别是美国的火星奥德赛号、火星快车号、火星侦察轨道器、MAVEN轨道器、印度的火星轨道探测器、阿联酋的希望号与及中国的天问一号，地表还有许多火星车和着陆器，包括两台火星车：好奇号及毅力号，固定式登陆探测器洞察号，和已经结束任务的旅居者号、精神号、凤凰号和机会号、还有首架火星无人飞机机智号。根据探测的证据，火星两极有冰冠覆盖，亦观察到季节性的水气，与及类似地下水涌出的现象，而过往的火星亦可能覆盖大面积的海洋、湖泊及河流。火星快车号和火星侦察轨道器的雷达资料显示两极和中纬度地表下存在大量的水冰。
2008年7月31日，凤凰号直接于表土之下证实水冰的存在。
2013年9月26日，火星探测车好奇号发现火星土壤含有丰富水分，大约为1.5至3重量百分比，显示火星有足够的水资源供给未来移民使用。2015年9月证实火星有间歇流动的液态水（液态盐水）。
2018年7月25日，意大利航天局宣布，在火星冰盖之下发现一个直径20公里的冰下湖。这是太空科学家在火星上探测到的首个大型液态水体。
由于火星位于太阳系的宜居带，同时有更多证据证明火星曾拥有类似地球的环境，与及丰富的资源，故此火星成为各国研究的重点，其中美国及中国已有载人登陆火星的计划，长远在火星建立基地。

 美国宇航局好奇号火星探测器在盖尔陨石坑的自拍像。NASA/JPL-Caltech/MSSS
 “好奇号”火星车的桅杆照相机拍摄了火星探测器穿过沙丘时留下的车辙。JPL-Caltech/MS
目录

1 名称
2 公转和自转
3 表面特征
4 内部结构
5 物理特征

5.1 地质
5.2 地理与命名
5.3 大气
5.4 水文

6 运动规律
7 卫星
8 观测探测

8.1 古代
8.2 近代

9 火星生命
10 相关文化及网络用语
11 参见

名称

古中国：取其“荧荧如火、亮度与位置变化甚大使人迷惑”之意，命名“荧惑”。《尚书·舜典》记载：“在璿玑玉衡以齐七政。”孔颖达疏：“七政，其政有七，于玑衡察之，必在天者，知七政谓日月与五星也。木曰岁星，火曰荧惑星，土曰镇星，金曰太白星，水曰辰星。”今日则取名“火星”。

古希腊：因火红之色而取名“Ares”（音：阿瑞斯），源自希腊神话的战神，天神宙斯的儿子阿瑞斯（希腊语：Ἀρης）。

古罗马：因火红之色而取名“Mars”（音：马尔斯），源自罗马神话的战神玛尔斯（拉丁语：Mars）。

公转和自转
火星与太阳之间平均距离为1.523 7天文单位(AU)。火星公转轨道的偏心率较大，e为0.09。与太阳距离的变化幅度是：近日距1.38AU，远日距1.67AU。与地球距离的变化幅度更大：近地距0.38AU，远地距2.67AU。所以，火星的亮度能从最近时的−2.9视星等变到最暗时的+1.8视星等，二者相差约75倍。火星的反照率很小，为0.16，低于金星(0.72)和地球(0.39)，仅略高于水星(0.06)。公转轨道面与黄道面的倾角为1.85°，所以火星总是在地球的夜空沿着天球上黄道运行。公转的平均轨道速度24.13千米/秒。公转周期686.9个地球日，略小于两个地球年。火星的赤道与公转轨道的倾角25.19°，和地球的黄赤交角23.45°近似，所以火星也有类似的四季现象，只是每季的长度要比地球的长出约一倍。每当地球运行到太阳和火星轨道之间，太阳和火星的黄经相差180°之际，称为火星冲日。此刻的火星方位称为冲。地球每隔764～806日，平均780日，一遇火星冲日，此时火星距地球较近，可从日落到日出整夜呈现在星空，是观测最佳时候，亮度约是天狼星的3.5倍。若冲日时火星位于近日点，称为大冲，约隔15～17年一遇。最近的一次大冲在2003年8月29日。若大冲时又逢地球位于远日点，此时地球和火星的距离最近，称为最近距大冲，为难得一遇的罕见天象。

表面特征
17世纪下半叶，在天文望远镜的光学质量逐步改善的条件下，目视测绘火星表面结构成为天文学家如C.惠更斯、G.D.卡西尼、F.马拉蒂、F.W.赫歇耳的一项观测课题。他们根据表面的固定标识测定自转周期，研究极冠的季节消长，记录偶现的大气现象等。近代观测始于1877年，那年正逢难得一见的最近距大冲。意大利天文学家G.V.斯基亚帕雷利在他目测手绘的星面图上，除了标有前人记录下的类似月面结构的“大陆”、“低地”、“高原”、“洋”、“海”、“山”、“岛屿”、“港湾”等称谓外，还有他观测到的分布在火星表面的“线条”。由于观测报告的意大利文本中的英文译文的差错，意文的“线条”误成英文的“运河”。从此，引发了火星有智能社会并居有火星人的遐想，并在随后的几十年内出现了诸如火星生物学、火星植物学的研讨。直到20世纪上半叶的地基照相观测和下半叶的空间就近摄像，才最终地确认曾目视得见的“线条”或“运河”完全是视觉效应，根本不存在。空间勘测指出，和地球相比，火星具有更为险峻的地貌，地表的高低差一般为5～10千米。遍布环形山，但数目要比月球少得多。南半球密集古老的高低环形山，而北半球较多的则是年轻的火山熔岩平原，南北的平均高差约3千米。火星最大的五个环形山都是火山起源而非陨击坑。奥林波斯火山是太阳系天体上第一大的环形山，高27千米，直径550千米，火山喷口跨径90千米，中深3千米，周壁高6千米。火星有太阳系天体上最长、最深的大峡谷，长达3 000千米，深8千米。赤道附近有一巨型隆起地带，长8 000千米，高10千米。赤道地区还遍布既长又深的干涸河床。

内部结构
作为一个类地行星，也和地球同样有壳、幔和核三个层分。对它们的认知和推论，主要取自环火星飞行器的勘测、火星的陨星成分分析，以及“海盗”号安放的两台测震仪的实测。表壳平均厚度40～150千米，含硅、铝和镁。地幔厚度1 500～2 100千米，比地球厚。内核半径1 300～2 000千米，为火星半径的38％～59％，主要成分可能是硫化铁。

物理特征
 火星直径约为地球的一半
以直径、质量、表面重力来说，火星约介于地球和月球中间：火星直径约为地球的一半、月球的两倍，质量约为地球的九分之一、月球的九倍，表面重力约为地球的38%、月球的2.4倍。火星体积约为地球的15%，质量约为11%，表面积略小于地球陆地面积，密度则比其他三颗类地行星还要小很多。2012年8月，加利福尼亚大学洛杉矶分校的教授尹安在分析了100张来自火星勘测轨道飞行器的卫星图片后发现，火星有类似地球主要板块划分的构造特点。
长期观测火星发现，南半球地势比北半球高，北极盆地显示有过大撞击，推论约45亿年前遭冥王星大小天体撞击之后，不但形成火卫一和火卫二，亦逼使内核热能散溢出上地幔、内部搅拌逐渐停止，无法以发电机原理持续对流生成磁场。由于火星比地球小，相对表面积与体积成反比而较大，因此火星核心也冷却得比地球的快，地质活动趋缓，磁场和板块运动消逝，太阳风带走大气变薄导致气压偏低，而造成液态水在低温就会沸腾、无法稳定存在。

地质
 古瑟夫撞击坑充满沙石的地表
 Endurance撞击坑中的沙丘
火星基本上是沙漠行星，地表沙丘、砾石遍布，没有稳定的液态水体。二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷，沙尘悬浮其中，每年常有尘暴发生。与地球相比，地质活动不活跃。
火星地表地貌大部份于远古较活跃的时期形成，充满撞击坑，有密布的陨石坑、火山与峡谷，包括太阳系最高的山：奥林帕斯山和最大的峡谷：水手号峡谷。另一个独特的特征是南北半球的明显差别：南方是古老、充满陨石坑的高地，北方则是较年轻的平原，两极皆有主要以水冰组成的极冠，而上覆的乾冰会随季节消长。
基于撞击坑密度的撞击坑计数法可判别出地表年龄：撞击坑大而密集处较老，反之则年轻，进而将地质年代分为四个阶段：前诺亚纪、诺亚纪、赫斯珀利亚纪和亚马逊纪。前诺亚纪没有留下实质地表，此时地形南北差异形成，有全球性磁层；诺亚纪有大量陨石撞击，火山活动旺盛，可能有温暖潮湿的大气、河川和海洋，侵蚀旺盛，但到末期这些活动已减弱很多；赫斯珀利亚纪，火山活动仍然继续；亚马逊纪则是大气稀薄乾燥，以冰为主要活动，如极冠、冰冻层、冰河，并有周期性变迁，沟壑也是这时期形成，火山活动趋缓并集中在塔尔西斯与埃律西昂。
现今火星风成地形遍布，如吹蚀、磨蚀等风蚀作用，和沙尘遇地形阻碍而填积、侵积等风积作用。前者形成如广泛分布于梅杜莎槽沟层的风蚀脊，后者则如大瑟提斯高原上撞击坑下风处的沙尘堆积，和撞击坑中常见的沙丘。

地理与命名
 火星地形图，中央为东经180度。低到高顺序为蓝、绿、黄、红到最高的白。
火星和地球一样拥有多样的地形，有高山、平原和峡谷。
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，南方则是充满撞击坑的古老高地，而两者之间以明显的斜坡分隔；火山地形穿插其中，众多峡谷分布各地，南北极有以水冰与干冰组成的极冠，而风成沙丘广布整个星球。随着卫星拍摄的越来越多，更发现很多耐人寻味的地形景观。
20世纪早期地面以无线电波测量火星地形。1976年海盗号进行的地形测量，发现了峡谷和南北半球的巨大差异，而衍生出北方平原本是海洋的假说。火星全球勘测者自1999年起以激光进行更精确的地形测量，得出目前使用的全球地形图，以火星大地水平面（Areoid）为基准，最高点在奥林帕斯山，高21,229公尺；最低点在希腊平原，低于基准8,200公尺。
现在很多探测器如火星勘察卫星、火星快车号和火星探测漫游者运用航照图的地形判别方法，以视差法来测量区域地形，并制成高解析度立体照片。
火星的经度坐标采用东经0至360度，不是地球的东西经各180度。
来自火星奥德赛号上热辐射成像系统（THEMIS）的影像显示阿尔西亚山北坡有七个可能的深洞，照片中光线无法抵达底部，推测底部可能更深、更宽，可能免受微陨星、紫外线、太阳闪焰和其他高能粒子的侵害，可能是未来寻找液态水或生命痕迹的可行地点。但后来火星勘察卫星的更高解析度HiRISE影像部分推翻了之前猜测，认为只是光线角度造成深不见底的样子。

大气
 由太空所见的火星稀薄且充满尘埃的红色大气层。左下方是阿尔及尔平原。
火星大气层相对较薄，平均地表气压只有6百帕，约为地球表面气压的0.6%，相当于地球表面算起35公里高的气压，如此低的气压使声音传播的距离只有在地球上的1.5%。随着季节的变化，火星气压变化可达20%。火星大气层按高度可分为低层大气、中层大气、上层大气和外气层。其中低层大气由于气悬微尘与地表的热，这部份相对温暖；中层大气存在有高速气流；上层大气（或热气层）温度很高，大气分子也不再像下层那样分布均匀；外气层高度在200公里以上，大气渐渐过度到太空，无明显外层边界。
火星大气成分为95%的二氧化碳，3%的氮气，1.6%氩气，很少的氧气、水气等，亦充满着很多悬浮尘埃，吸收蓝光使天空成黄褐色。
2003年火星大冲时地面望远镜在大气中发现了甲烷；2004年3月，火星奥德赛号确认了这一发现。由于甲烷易被紫外线分解，存在甲烷表示现在或者最近几百年内在火星上存在制造甲烷的来源，火山作用、地质作用、彗星或小行星撞击甚至生物来源如甲烷古菌等都有可能。
2013年9月19日，根据从好奇号得到的进一步测量数据，NASA科学家报告，并没有侦测到大气甲烷（atmospheric methan）存在迹象，测量值为0.18±0.67 ppbv，对应于1.3 ppbv上限（95%置信限），因此总结甲烷微生物活性概率很低，可能火星不存在生命。但是，很多微生物不会排出任何甲烷，仍旧可能在火星发现这些不会排出任何甲烷的微生物。
由于火星比地球离太阳远，日射量较少，表面温度应较低，计算值约210K，但实际观测地表平均约240K，则是因为大量的二氧化碳所造成的温室效应。由于大气层很薄，无法保留很多热，使地表日夜温差很大，某些地区地表温度白天可达28℃，夜晚可低至-132℃，平均-52℃。火星大气环流主要为单胞环流，由赤道相对热空气上升，漂至极区下沉，再沿地面回到赤道。另外，在火星的北半球，极冠的二氧化碳升华进入大气，使气压升高；而南半球由于二氧化碳凝华，气压下降，由于进出大气的二氧化碳量高达25%，造成南北压力差，空气便倾向由高压的夏半球流向低压的冬半球，形成另一依季节而变向的环流。因此火星的天气系统趋向成为全球性的，例如尘暴。
火星天气重复次数较高，比地球容易预测。如果一个气象事件在一年的特定时间中发生，可提供的资料（相当稀疏）指出，很可能在下一年几乎同一个位置再发生一次，误差最多一个星期。2008年9月29日，凤凰号拍下了降雪事件，是在接近凤凰号登陆地点附近海姆达尔撞击坑之上，高 4.5 公里的云降雪。这次降水在到达火星表面时就已蒸发，这现象称为幡状云。火星上的风速要超过地球100倍。

水文
 北极初夏的冰盖（1999年）
 南极仲夏的冰盖（2000年）
火星地表遍布着流水的遗迹，有些是洪水刻画而成，有些则是降雨或地下水流动而形成，但多半年代久远。冲蚀沟（gullies）则是另一类规模较小的地形，但形成年代十分年轻，常分布于撞击坑壁，型态多样。关于成因有两派说法，一派认为是由流动的水造成，另一方则认为是凹处累积的乾冰促使了松软物质滑动。
火星南北极有明显的极冠，曾被认为是由乾冰组成，但实际上绝大部分为水冰，只有表面一层为乾冰。这层乾冰在北极约1公尺厚，在南极则约8公尺厚，是冬季时凝华而成，到夏季则再度升华进入大气，不过南极的乾冰并不会完全升华。夏季仍存在的部分称为永久极冠，而整体构造称做极地层状沉积（Polar Layered Deposits），和地球南极洲与格陵兰冰层一样为一层层的沉积构造。北极冠宽达1,100公里，厚达2公里，体积82.1万立方公里；南极冠宽达1,400公里，最厚达3.7公里，体积约1.6百万立方公里。两极冰冠皆有独特的螺旋状凹谷，推论主要是由光照与夏季接近升华点的温度使沟槽两侧水冰发生差异融解和凝结而逐渐形成的。
2011年由火星勘察卫星的浅地层雷达发现南极冠有部分原本认为是水冰的地层其实是乾冰，所含二氧化碳量相当于大气含量的80%，这比以往认为的要多很多。根据此的模拟结果，十万年一周期的气候变迁中借由乾冰升华、凝结，大气总质量的变化幅度会达数倍。由这些乾冰沉积上方地表的下陷与裂隙判断，乾冰正在慢慢升华。

 一处疑似冰河的地形
自海盗号即发现，火星北半球中纬度有几处峡谷底含有条纹流动状的地表特征，但不确定是富含冰的山崩、含冰土的流动或是尘砾覆盖的冰河。但根据更新任务的资料与比对地球的相关地形，支持这些是冰河，且推测是自转轴倾角较大时的气候状态下所累积的。
由火星奥德赛号X射线光谱仪的中子侦测器得知，自极区延伸至纬度约60°的地方表层一公尺的土壤含冰量超过60%，推论有更大量的水冻在厚厚的地下冰层（cryosphere）。
另外一个关于火星上曾存在液态水的证据，就是发现特定矿物，如赤铁矿和针铁矿，而这两者都需在有水环境才能形成。
对于于火星上有冰存在的直接证据在2008年6月20日被凤凰号发现，凤凰号在火星上挖掘发现了八粒白色的物体，当时研究人员揣测这些物体不是盐（在火星有发现盐矿）就是冰，而四天后这些白粒就凭空消失，因此这些白粒一定升华了，盐不会有这种现象。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，从而最终确认火星上有水存在。
2013年9月26日，美国航空航天局科学家报告，火星探测车好奇号发现火星土壤含有丰富水分，大约为1.5至 3重量百分比，显示火星有足够的水资源供给未来移民使用。
2015年9月28日，美国航空航天局宣布，在火星上发现液态的盐水。根据火星勘测轨道飞行器配备的光谱仪获得的数据，研究人员在火星的神秘斜坡上发现了水合矿物。这些暗色条纹表明火星地表随时间变化有流水存在。在较温暖的季节，这些线条的颜色变得更深，表明水流在斜坡上出现，在较冷的季节，这些地表特征变浅。在火星的部分地区，最高温度可以达到摄氏零下23度，此时深色线条最明显。
2018年7月25日，据意大利媒体报道，该国科学家在火星上首度发现一个地下液态水湖。该研究称，“火星地下及电离层高级探测雷达”在火星南极冰层下1.5千米处发现一个大型液态水湖，里面含有盐。湖的直径约为20千米，温度至少为零下10度。

运动规律
 火星与地球的轨道与季节长度比较。
火星与太阳平均距离为1.52AU，公转周期为1.88地球年，687地球日，或668.6火星日。火星公转轨道和地球的一样，受太阳系其他天体影响而不断变动。轨道离心率有两个变化周期，分别是9.6万年和210万年，于0.002至0.12间变化；而地球的是10万年和41.3万年，于0.005至0.058间变化（见米兰科维奇循环）。
火星日平均为24小时39分35.244秒，或1.027地球日。火星目前自转轴倾角为25.19度，和地球的相近，但可在13度至40度间变化，周期为一千多万年，不像地球的稳定处于22.1和24.5度间，是因为火星没有如月球般的巨大卫星来维持自转轴。由于没有大卫星的潮汐作用，火星自转周期变化小，不像地球的会被慢慢拉长。
火星自转轴有明显倾斜，日照的年变化形成明显的四季变化，而一季的长度约为地球的两倍。由于火星轨道离心率大，为0.093（地球只有0.017），使各季节长度不一致，又因远日点接近北半球夏至，北半球春夏比秋冬各长约40天。2009年10月26日为北半球春分，2010年5月13日为夏至，目前北半球处春季。虽然火星没有地球般受海洋影响的复杂气候，但仍有以下特殊之处：火星轨道离心率比地球大，造成日射量在一年当中变化更大，位于近日点时，南半球处夏季，比北半球远日点夏季所造成的升温更强；随季节交替，二氧化碳和水气会升华和凝结而在两极冠间迁移，驱动大气环流；地表反照率特征，因颜色深浅和沙、岩性质差异而造成的容积热容不同，可影响大气环流；易发生的尘暴会将沙尘粒子卷入高空，沙尘粒子吸收日光与再辐射会使高层大气增温，但遮蔽天空的沙尘会使地表降温；自转轴倾角和轨道离心率的长期变化则造成了气候的长期变迁。火星表面的平均温度比地球低30度以上。
目前火星与地球最短距离正慢慢减小。当地球与火星之间的距离最小时，称为火星冲日。火星相邻两次冲日的时间间隔约为779天，最近一次出现在2018年7月27日，下一次火星冲日将出现在2020年10月13日。当地球与太阳和火星连成一线时，在火星上便可看到地球凌日，在太阳的位置可看到地球的黑点通过，同理还有水星凌日 (火星)，在地球上则不会看到火星凌日。

卫星
 火卫一（左）和火卫二（右）大小比较（合成图）。
火星有两个天然卫星——火卫一（Phobos）与火卫二（Deimos），最长直径各为27公里和16公里，形状不规则并充满撞击坑，以近圆形的轨道于接近火星赤道面处公转。它们虽然很小，但由于接近火星，使火卫一从火星上看约有满月直径的二分之一至三分之一大，而视星等火卫一可达-7，火卫二可达-5，白天可能可见。和月球一样，这两颗卫星都被火星潮汐锁定，因此他们总是以一面对着火星。火卫一的公转周期比火星自转更快，所以在火星上来看是西升东落的，且只花了约4个小时；而火卫二的公转周期只比火星自转慢一些，东升西落要花约2.4个火星日。因为火卫一离火星很近，火星的潮汐力会慢慢但稳定地减小它的轨道半径，预计再过约760万年，火卫一将因轨道低于3620公里，也就是火星的洛希极限而被瓦解。另一方面火卫二因为离火星足够远，所以它的轨道反而正在慢慢地被推进。
两卫星可能是捕获的小行星，但新研究认为可能是撞击事件、或原本的卫星被火星潮汐力拉碎后，由散布轨道上的岩屑再度吸积而形成。
两颗卫星是在1877年被阿萨夫·霍尔发现的，以希腊神话中的福波斯和得摩斯命名，两者皆为战神阿瑞斯的儿子。

观测探测
古代
火星的火红色，自古就吸引着人们，希腊人称为战神。此时火星观测和其他天体般，大部分是为了占星，而后渐渐涉及科学方面，如克卜勒探索行星运动定律时是依据第谷积累的大量而精密的火星运行观测资料。
望远镜出现后，人们对火星可以进行更进一步的观测。使用望远镜观测星空的伽利略所见的火星只是一个橘红小点，然而随着望远镜的发展，观测者开始辨别到一些明暗特征。惠更斯依此测出火星自转周期约为24.6小时，而他亦为首次纪录火星南极冠的人。一开始由于各人各自观测，意见不一致，地名也未统一（例如用绘制者名字命名）。后来意大利的乔范尼·斯基亚帕雷利统合了各家说法而绘制了地图，地名取自地中海、中东等的地名和圣经等作为来源，而其余则依照旧有的观念：暗区被认为是湖（lacus）海（mare）等水体，如太阳湖、塞壬海、明显的暗大三角——大瑟提斯；而亮区则是陆地，如亚马逊。这个命名系统一直延续下来。
当时，斯基亚帕雷利和同期观测者一样，观察到了火星表面似乎有一些从暗区延伸出的细线，因为对于暗区是水体的传统，这些细线命名为水道（canali）。而后来观察到暗区会在冬季时缩小、夏季时扩张，有人提出暗区是植物覆盖、而暗区的扩大缩小则是消长所引起的，改变以往认为暗区是水的说法。帕西瓦尔·罗威尔观察到并宣称那些“水道”其实是人工挖掘的“运河”，用来灌溉植物，因为水道应太细不可见，而看到的细线应是灌溉出的大片植物。风靡大众的火星科幻和火星人即源于此。不过这些细线大多已证明是不存在的，部分则是峡谷或陨石坑后延伸出的深色沙子。而火星表面颜色的改变则是因为沙被风吹移，或发生火星尘暴。
到了太空时代，水手4号传回的充满陨石坑的火星照片粉碎了人们对火星文明的幻想，认为火星只是一处如月球般布满陨石坑的死寂星球。但随着往后水手9号等的巨大峡谷、火山和疑似流水遗迹的发现，火星的独特性、液态水和生命的可能又重新引起人们的兴趣。（见#近代探测）

近代
 海盗2号接近火星时所照，可见艾斯克雷尔斯山、水手号峡谷和覆霜的阿尔及尔平原。
 海盗1号登陆器所摄地景
苏联、美国、欧洲、日本、印度、中国 和阿拉伯联合大公国共已发射数十艘太空船研究火星表面、地质和气候，包括轨道卫星、登陆器和漫游车，但大约有三分之二的任务在完成前或刚要开始时就因种种原因而失败。目前将一公斤物体由地球地表送往火星平均要花费约30,900美元。
1965年水手4号飞掠火星。1971年水手9号进入火星轨道，成为第一个环绕火星的探测船。1971年苏联火星计划火星2号的登陆器坠毁后数日，相同的火星3号的登陆器成功登陆火星，是第一个成功登陆火星的探测器，但登陆十几秒后随即失去联系。1975年NASA发射海盗号，包括两组轨道卫星和登陆器。海盗1号和2号轨道卫星各运作了六年和三年。两个登陆器皆于1976年成功登陆，并传送了第一张火星地景的彩色照片，而轨道卫星也绘制了很好的火星地图，甚至到今天都还在使用。
1988年苏联发射弗伯斯1号、2号以探测火星和两个卫星。弗伯斯1号于抵达前失去联系，而弗伯斯2号虽然成功拍摄了火星和火卫一，但在放出两艘登陆器到火卫一前也失去联系。
在1992年火星观察者失败后，NASA于1996年11月发射了火星全球勘测者。火星全球勘测者出色地完成任务，它在2001年完成了地图绘制的任务，并三次延长任务，直到2006年11月2日失去联系而结束，总计共花了10年在太空中工作。在火星全球勘测者发射一个月后，NASA发射了火星探路者，包括了一个登陆器和漫游车——旅居者号（Sojourner），于1997年7月登陆在阿瑞斯峡谷。这任务也很成功，而且也广为人知，其中的原因是因为传回了大量照片。
NASA的火星勘测98计划于1998、99年发射了火星气候卫星与火星极地登陆者，前者预计研究气候、水与二氧化碳等，后者则预计于南极登陆，船上的搭载深空2号则计划于火星极地登陆者进入大气时与它分离，直接降落并穿入地表进行研究。但整个计划在2000年到达火星时失败。
NASA于2007年8月发射凤凰号，于2008年5月登陆在火星北纬68度的极区。凤凰号登陆器有一支可伸及2.5公尺的机械手臂，并可挖掘土壤1公尺深。它还搭载一座显微镜，解析度达人类头发宽度的千分之一。2008年6月20日确认在2008年6月15日发现的地表白色物质为水冰。2008年11月10日进入冬季而无法继续联系凤凰号，任务结束。
2001年NASA发射了2001火星奥德赛号，任务成功进行并延续到2010年9月。船上的伽玛射线光谱仪于地表下一公尺内侦测到大量的氢，也就是大量的水分子。
2003年欧洲太空总署发射了火星快车号，包括轨道卫星和登陆器——小猎犬2号，而小猎犬2号于2004年2月降落时失败。2004年船上的行星傅立叶光谱仪于大气中侦测到甲烷。2006年6月ESA宣布火星快车号发现极光。
2003年NASA发射了两台相同的火星探测漫游者——精神号（MER-A）和机会号（MER-B）。两台皆于2004年1月成功登陆并工作超过预定时间。传回的资料中最有价值的大概是两地过去有水的确实证据。尘卷风和风暴偶尔清除了太阳能板上的沙尘，使它们能以超过预定任务时间继续工作。
2005年8月NASA发射了火星勘察卫星，于2006年3月进入火星轨道展开为期2年的工作。它搭载更进步的通讯系统，带宽比之前任务总和还宽，且传回的资料远多于过去任务的总和。拥有解析度高达0.3公尺的相机——HiRISE，拍摄地表和天气以寻找未来任务的适合登陆地点。2008年2月19日拍摄到北极冠边缘的一系列雪崩影像。
2007年2月25日，探测彗星的罗塞塔号近距离飞掠火星并拍照，有拍到很高的云。
2009年2月17日，黎明号飞掠火星以重力助推前往目的地灶神星和谷神星，并在接近火星时拍了照。
中俄合作的火卫一-土壤号于2011年升空，将会送回火卫一土壤样本。而该探测器还将搭载一颗重110公斤的火星探测器，也就中国第一艘无人驾驶火星探测船萤火一号（YH-1），预计乘坐俄罗斯的联盟号运载火箭升空，航程大约10个月。萤火一号主要研究火星的电离层及周围空间环境，火星磁场等。该探测器发射到近地轨道后，因为与地面失去联系变轨失败，探测器的碎片于莫斯科时间2012年1月15日坠落在太平洋海域。
继凤凰号之后，NASA于2011年的发射的火星科学实验室（好奇号），在2012年8月6日05:31UTC成功登陆火星的盖尔撞击坑。它和火星探测漫游者一样是火星车，但比火星探测漫游者更大、速度更快，而且设备更完善。它搭载激光化学检测仪，可在13公尺外分析岩石组成。比起之前其它火星任务，它携带了更多先进科学仪器。本次任务的总成本达到了25亿美元，是历来最贵的火星探测任务。
2008年9月15日NASA发表了MAVEN任务，预计2013年以各种机器研究火星大气。
芬兰、俄罗斯的合作计划MetNet包括数十个登陆器组成观测网，以研究火星的大气结构、物理和天气。这任务的前导任务将会于2011年先发射一至数个登陆器，有可能是和火卫一-土壤号并在一起发射。往后的发射会持续到2019年。
2016年ESA计划发射第一台火星车——ExoMars，它可挖掘两公尺深以寻找有机物甚至火星生命。
2004年美国总统布什宣布载人火星任务为太空探索展望中的长期目标。NASA和洛克希德·马丁已开始研究猎户座太空船，计划于2020年以前送人类到月球，作为人类登陆火星的准备。2007年9月28日，NASA执行长麦可·D·格里芬声明NASA预计于2037年以前送人类到火星。
ESA希望于2030至2035年间送人类上火星。但在这之前还有其他探测任务，包括ExoMars和火星样本取回任务。
直达火星是罗伯·祖宾——火星学会的创始人和主席——提出的极低成本载人火星任务，使用重载的农神五号级火箭，如战神五号或太空探索技术公司（SpaceX）的猎鹰九号，省略轨道组装、低地轨道会合和月球燃料补给站而直接用小的太空船前往火星。修改后的计划，叫做Mars to Stay ，改成先不送回第一批登陆者，狄恩·尤尼克说明送回一开始的四到六人所花费用比送他们到火星还高，反而可再送二十人。
2007 WD5：2007年11月20日NASA JPL近地天体观测计划发现，一颗直径约50公尺的小行星2007 WD5可能会在2008年1月30日撞击火星，但随着观测资料越多，终把撞击机率降至0.01%，小行星则于1月30日掠过火星。

火星生命
2000年，美国科学家在南极洲发现了一块火星陨石。这是一块碳酸盐陨石，后被编号为ALH84001。美国国家航空航天局声称在这块陨石上发现了一些类似微体化石的结构，有人认为这可能是火星生命存在的证据，但也有人认为这只是自然生成的矿物晶体。直到2004年，争论的双方仍然没有任何一方占据上风。
有证据显示火星曾比现在更适合生命存在，但生命在火星上到底是否真正存在过还没有确切的结论。某些研究者认为源自火星的ALH84001陨石有过去生命活动的证据，但这个看法至今尚未得到公认。另有反对的观点认为，自几十亿年前产生以来，该陨石从未长期处于液态水存在的温度下，因而不会曾有生命活动。
海盗号曾做实验检测火星土壤中可能存在的微生物。实验只分析了海盗号着陆点处的土壤并给出了阳性的结果，但随后即被许多科学家所否定，而这一结果也仍就处在争议之中。现存生物活动也是火星大气中存在微量甲烷的解释之一，但亦有其它与生命无关的解释。
人类若对外星殖民，由于火星的适宜条件（同其他行星相比，火星最像地球，而且距离相对较近），它将是人类的首选地点。
2018年6月6日，美国太空总署宣布，好奇号探测车在火星的古老湖床的岩石里，发现有机物质。这可能对寻找生命给出重要线索。

相关文化及网络用语
中国古人认为火星在位置及亮度上都常变不定，故称为“荧惑”，在星占学上象征残、疾、丧、饥、兵等恶象。“荧惑守心”是火星留守在心宿（天蝎座）的天文现象，心宿主要有三颗星，中间这颗最亮，代表皇帝，旁边的两颗代表太子、庶子。荧惑守心是很罕见的天象，被认为最不祥，可能出现两种结果一是皇帝驾崩，或是宰相下台。西汉成帝绥和二年（前7年），天文台观测到了荧惑守心，宰相翟方进被汉成帝赐了毒酒自杀。翟方进死没几天，汉成帝突然暴毙（《汉书》记载：“绥和二年春，荧惑守心。二月乙丑，丞相翟方进欲塞灾异自杀，三月丙戌，宫车晏驾。”），王莽后来称帝，翟方进之子翟义起兵反王莽。
台湾国立清华大学黄一农教授在他的专书《名家专题精讲系列—社会天文学史十讲》内的其中一篇文章《中国星占学上最凶的天象──“荧惑守心”》提到，现在以电脑推算发现当年并未发生此天象，中国史籍中记载荧惑守心共二十三次，但有十七次是伪造的。中国历史上实际发生过的荧惑守心则共有三十八次，且在中国史籍多无记录<ref>黄一农：《中国星占学上最凶的天象：“荧惑守心”》。
关于火星的神话传说有：

 阿瑞斯，希腊战神

 玛尔斯，罗马战神

 内尔伽勒，巴比伦神祇

 提尔，北欧神话中的战神

 火星 (妖怪)，中国神话中的妖怪，记载于《搜神记》

火星人又是一个网络名词，一则指个性讲究中不断泛滥，衍生出的社会现象，另指在中国论坛中，火星被用来形容陈旧的信息，火星人指把大家都已经知道的消息拿来当新闻说的人。

参见

 太阳系探索时间线

 大流士火星历

 蓝莓石

 火星科幻

 火星三部曲

 外星人

 火星人

 火星殖民

 火星生命

 载人火星任务

 火星侦察兵计划

 火星勘测轨道飞行器

 太阳系探测器列表

 太阳系探索时间线

 火星人造物体列表

 火星探测任务列表

 太空生物学

 行星适居性

 天体物理学

 德雷克方程序

 外星生命

 费米悖论

 生命起源

 曙光任务

 地球殊异假说

 太空移民

 地球化

 超级适居行星

第一次接触（人类学）

搜寻地外文明计划

人类中心主义

外星生物创造论


火星极冠

火星极冠（ cap of Mars ），火星两极地区的白色覆盖物，早在十七世纪就已为荷兰学者惠更斯所发现。用望远镜观测，极冠是火星面上最显著的标志，并随火星的季节变化：南北极冠各自在所属半球的冬天扩大，夏天缩小。1898年，英国物理学家斯托尼设想极冠的成分是固体二氧化碳(干冰)。在二十世纪四十年代末、五十年代初，柯伊伯通过分光观测认为极冠是由水冰而不是由干冰组成。“水手号”和“海盗号”探测器对火星两极地区进行多次考察，确认极冠中既有水冰又有干冰。极冠的温度在－70℃到－139℃之间。火星大气中有相当数量的二氧化碳在冬季半球的极地凝结，因而使该半球的极冠面积扩大（最大的时候达到纬度60°处）。当该半球进入春天时，二氧化碳汽化；此后又在另一半球的极地凝结。水汽由于凝固点较高，便在两极的高纬度地区形成范围较小的永久性极冠。据估计，极冠中大约保存有大气中20％的二氧化碳，而保存的水则比大气中的多得多。极冠中的水冰，如果全部融化并均匀分布在火星表面，就会形成一个10米厚的水层。极地的照片表明，极冠不是整块的，而有分层的结构。在冰的覆盖层的边缘形成一系列的台阶。各层的厚度为10～50米。对这种结构的解释是：可能是极地受过严重的侵蚀，也可能是火星气候的冷暖交替引起极冠的融化和冻结所致。

火星极冠 1941年9月19日

火星极冠 1941年10月19日


火星上的生命

火星上的生命（ life on Mars ），火星上是否存在生命，甚至是否存在象人一样有智彗的生物，是一百多年来人们十分感兴趣的问题。太阳系中火星比任何其他行星都更象地球。它比地球稍小，有被大气包围着的固体表面；有四季的交替和气候的变化；它的南北两个极冠各在夏天缩小，冬天扩大，象是冰雪的消融和冻结；火星上比较暗黑的区域(称“海洋”)颜色随季节发生深浅的变化，象是植物的生长和凋零。
1877年，斯基帕雷利报道他观测到火星的“运河”，以后又有人画出详细的火星图，并设想这些“运河”是“火星人”为了利用两极的冰雪灌溉干旱的低纬度地区而开凿的。这种说法曾轰动一时，但当时的许多天文学家对这种看法持怀疑态度。有人证明，“运河”是在人眼接近视力极限的情况下出现的错觉。二十世纪四十年代，苏联学者季霍夫认为火星上存在着植物；并认为火星上“海洋”的颜色随季节而变化是由于这些植物随季节而枯荣造成的。与此同时，也有人研究火星上存在动物的可能性。
近年来，通过行星际探测器的直接考察，为火星上是否存在生命的问题提供了很多资料。“水手号”探测器（特别是“水手”9号）拍摄的照片已证明“运河”是不存在的，“海洋”颜色随季节的变化完全是火星上的气象所造成。照片还表明，火星是一个极其荒凉的世界，那里没有液态水，大气极其稀薄，又非常寒冷。火星表面没有可以觉察到的植物或动物存在，目前它的外部条件也不适于较高级形式生命的存在。“海盗”1号、2号探测器1976年在火星上软着陆，主要目的是进行生物探测实验。两个探测器的着陆点，都是选择在估计水分较多、生命存在可能性较大的地方。两个探测器上装备的仪器从火星表面上取了土样，用14C作示踪原子、并用气相分析分光仪来寻找有机化合物的痕迹。实验结果表明：土样在实验期间发生了某种变化，但还无法完全肯定这种变化是由于土壤中微生物的新陈代射造成，抑或是土壤中某种化学过程的结果。不过，从两个探测器得到的结果来看，火星上存在生命的可能性是非常微小的。


火星运河

火星运河，在19、20世纪之交，火星曾经是科学和科幻共同钟爱的大热门。首先是望远镜开启了人们对火星的科学热情和幻想热情，发端于19世纪末期的关于“火星运河”的观测和报道可以说是这两者的结合。“运河”的存在被认为是“火星文明”的产物。
法国业余天文学家弗拉马利翁在他的私人天文台做了大量火星观测，他宣称发现了60余条“火星运河”和20余条“双运河”。美国富翁洛韦尔在亚利桑那州建立了一座装备精良的私人天文台，用15年时间拍下了数以千计的火星照片，在他绘制的火星表面图上，竟有超过500条的“运河”！他先后出版了《火星》《火星和它的运河》《作为生命居所的火星》等书，坚信火星上有智慧生物。
随着望远镜越造越大，人们终于知道“火星运河”纯属子虚乌有，火星只是一个表面干燥、几乎没有大气（大气浓度仅为地球的0.8%）的荒凉星球，地球生物很难在这样的环境中生存，当然也就很难想象“火星文明”了。1898年威尔斯的小说《星际战争》开启的关于火星人的故事，逐渐趋于沉寂。


火星卫星

火星卫星（ satellites of Mars ），火星有两个卫星：火卫一和火卫二，是A.霍尔在1877年火星大冲时发现的。
火卫一和火卫二的轨道半长径分别约为9，370公里和23，520公里，相当于火星半径的2.8和6.9倍。这表明，它们的轨道很接近火星。特别是火卫一，它的轨道几乎处于洛希极限上，到了这个极限，卫星将因行星起潮力的作用而粉碎。火星对火卫一和火卫二的潮汐摩擦使火卫一不断接近火星，而使火卫二不断远离火星。火卫一和火卫二的公转轨道面与火星赤道面的交角以及它们的轨道偏心率都不大。这两个卫星绕火星转动的周期分别为7小时39分和30小时18分。同月球一样，它们的自转周期和它们的公转周期相等。火卫一绕火星的公转周期比火星本身的自转周期还要短，因此造成一种奇特的现象：从火星表面看来，火卫一同其他天体相反，它每天西升东落两次。火卫一和火卫二被认为是太阳系中的不规则卫星（见卫星）。火卫一和火卫二都很小，而且形状不规则。火卫一的大小近似27×21.6×18.8（公里），火卫二只有15×12.2×11（公里）。在火星赤道附近看到的火卫一，还没有地球上看到的月球一半大，而火卫二只有勉强看得清的视圆面。两个卫星上都有许多撞击陨石坑，其中最大的是火卫一上的斯蒂尼陨石坑，直径达8公里。行星际探测器“海盗”1号在考察火卫一时还发现这个卫星地形上的新特征──沟纹和小环形山链。沟纹有些地方宽达500米。环形山链差不多与火卫一的轨道面平行，某些环形山位于链的突出处，可能是次生的环形山。根据“海盗”1号、2号的测定，火卫一的质量是1.1×1019克，因而它的密度约为2.1克/厘米3，同谷神星的密度一样。火卫一和火卫二的反照率都在0.05左右，类似于碳质球粒陨石和碳质小行星，因此有人推测，它们可能起源于小行星带。


木星

哈伯太空望远镜的WFC3相机于2014年所拍摄到木星的真实色彩影像，可清楚看见木星南半球的大红斑
木星（英文：Jupiter），太阳系八大行星中距离太阳排名第五（第五近）的行星，也是太阳系中体积最大的行星，目前已知有79颗卫星。古代的天文学家就已经知道这颗行星，罗马人以他们的神称这颗行星为朱庇特。古代中国则称木星为岁星，取其绕行天球一周约为12年，与地支相同之故，且产生了岁星纪年法。到西汉时期，《史记·天官书》作者司马迁从实际观测发现岁星呈青色，与“五行”学说联系在一起，正式把它命名为木星。
木星是颗巨行星，质量是太阳的千分之一，但却是太阳系其他行星质量总和的2.5倍。太阳系的行星中，木星和土星是气体巨星（天王星和海王星是冰巨星）。
从地球看木星，它的视星等可以达到 -2.94等，已经可以照出阴影，并使它成为继月球和金星之后，是夜空平均第三亮的天体（火星在其轨道的特定点上时能短暂与木星的亮度相比）。
木星的主要成分是氢，氦占十分之一，氦占了总质量的四分之一；它可能有岩石的核心和重元素，木星是巨行星，没有可以明确界定的固体表面。由于快速地自转，木星的外观呈现扁球体（赤道附近有轻微但明显可见的凸起）。外面的大气层依纬度成不同的区与带，在彼此的交界处有湍流和风暴作用着。大红斑第一次观测时间是17世纪使用望远镜观测到，持续旋转至今。
环绕着木星的还有微弱的行星环和强大的磁层，包括4颗1610年发现的伽利略卫星，至2019年12月已经发现79颗卫星。木卫三是其中最大的一颗，其直径大于行星中的水星。
迄今已有数艘无人太空船前往木星探勘，最值得注意的是早期飞掠任务的先锋号和旅行者计划，和后期的伽利略号。先前拜访木星的是锁定冥王星的新视野号太空船，在2007年2月28日最接近木星，并借助木星的加速前往冥王星。目前朱诺号是木星轨道上唯一运作中的探测器，自2016年7月4日进入环绕木星的轨道后便持续进行观测作业至今。未来仍将有不少探测木星系统的太空任务，如探测木星卫星欧罗巴的木卫二飞越任务。

 木星的真彩色拼接图由卡西尼上的窄角照相机在2000年12月拍摄的。NASA/JPL
 木星南极彩色照片由公民科学家 Gabriel Fiset 用“朱诺号”上的JunoCam仪器数据拼接的

 木星北极区域南部边缘的一场动态风暴被朱诺号拍到。NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS
木星的条纹和漩涡实际上是由氨和水组成的寒冷多风的云，漂浮在氢和氦的大气中。木星标志性的大红斑是一场比地球还大的风暴，已经肆虐了数百年。

目录

1 形成和迁徙
2 结构

2.1 成分
2.2 质量和大小
2.3 内部结构

3 大气层

3.1 云层
3.2 大红斑和其它涡旋

4 行星环
5 磁层
6 轨道和自转
7 观测
8 研究和探测

8.1 望远镜发明之前的研究
8.2 地基望远镜的研究
8.3 电波望远镜的研究
8.4 太空探索与探测

9 卫星

9.1 伽利略卫星
9.2 卫星的分类

10 与太阳系的交互作用

10.1 撞击

11 生命的可能
12 神话
13 参见

形成和迁徙
一组新的超级地球可能起初聚集在内太阳系。
地球和它邻近的行星可能是在木星碰撞与摧毁这些在太阳附近的超级地球之后，从碎片中形成的。当木星迁徙至内太阳系，在理论家所谓的大迁徙假说，突然的引力推与拉，导致这些超级地球的轨道开始重叠，引发彼此间一系列的碰撞。天文学家已经发现500多个多行星系统，这些系统通常包括几颗质量数倍于地球（超级地球）的行星，进到比水星更靠近太阳的距离，并且类似木星的气体巨星也会很靠近它们的母恒星。看来，木星在太阳系的外侧轨道上，是因为当它迁徙时， 土星拉着它往外移动。木星从内太阳系往外移动，可能给了内太阳系的行星，包括地球，可以形成的契机。
2017年，来自美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和德国明斯特大学的研究人员在分析来自小行星的陨铁中钨和钼的同位素时发现，木星岩石内核可能在太阳系形成后的100万年后就已经处在形成阶段中，木星形成可能已有距今46亿至50亿年。

结构
木星主要由气体和液体物质构成，它是太阳系中4颗巨行星中最大的，也是太阳系最大的行星。它的赤道直径142,984 km（88,846 mi），密度1.326g/cm3，是巨行星中第二高的，但远低于其它4颗类地行星。

成分
木星大气层上层的成分以气体分子的体积百分比大约88-92%是氢，8-12%是氦。因为氦的原子量是氢的4倍，当以质量描述组成时，不同原子量的元素就会有不同的比例。木星的大气层大约75%的质量是氢，24%的质量是氦，剩余的1%是其它的元素。内部包含密度较高的元素，大致是71%的氢，24%的氦，和5%其它的元素。大气中含有微量的甲烷、水蒸气、氨和矽基化合物。也有微量的碳、乙烷、硫化氢、氖、氧、磷化氢和硫，最外层的大气含有结晶的氨。经由红外线和紫外线的测量，也发现有微量的苯和其它的烃类。
大气中氢和氦的比例接近理论上的原始太阳星云组成。氖在大气层上层仅占百万分之二十，大约是太阳中丰度的十分之一。氦也几乎耗尽，大约只有太阳组成的80%左右。这种减少是这些元素沉降到行星内部的结果。较重的惰性气体在木星大气层中的丰度是太阳的2-3倍。
依据光谱，土星的组成被认为类似于木星，但其它的巨行星，天王星和海王星有着相对较少的氢与氦。由于缺乏直接深入大气层的探测器，除了外层的大气层外，缺乏内部更重元素丰度的精确数值。

质量和大小
木星的质量是太阳系其他行星质量总和的2.5倍，由于它的质量是如此巨大，因此太阳系的质心落在太阳的太阳表面之外，距离太阳中心1.068太阳半径。虽然木星的直径是地球的11倍，体积是地球的1,321倍，但是它的密度很低，质量只是地球的318倍。木星的半径是太阳半径的十分之一，质量是太阳质量的千分之一，所以两者的密度是相近的。"木星质量"（MJ或MJup）通常被做为描述其它天体，特别是系外行星和棕矮星的质量单位。例如系外行星HD 209458 b的质量是0.69MJup，而仙女座κb的质量是12.8MJup。
理论模型显示如果木星的质量比现在更大，而不是仅有目前的质量，它将会继续收缩。质量上的些许改变，不会让木星的半径有明显的变化，大约要在500地球质量（1.6MJup）才会有明显的改变。尽管随着质量的增加，内部会因为压力的增加而缩小体积。结果是，木星被认为已经几乎达到了行星结构和演化史所能决定的最大半径。随着质量的增加，收缩的过程会继续下去，直到达到可察觉的恒星形成质量，大约是50MJup的高质量棕矮星。
然而，需要75倍的木星质量才能使氢稳定的融合成为一颗恒星。最小的红矮星，半径大约只是木星的30% 。尽管如此，木星仍然散发出大量能量。它接受来自太阳的能量，而内部产生的能量也几乎和接受自太阳的总能量相等。这些额外的热量是由开尔文-亥姆霍兹机制通过收缩产生的。这个过程造成木星每年缩小约2公分。当木星形成的时候，它比现在热，直径大约是现在的2倍。

内部结构
木星被认为有个由元素混合的致密核心，被一层含有少量氦，主要是氢元素的液态金属氢包覆着。除了这个基本的轮廓，不确定的成分还是相当多。核心经常被描述为岩石，但是其详细的成分是未知的，而且在这种深度下的温度、压力、和材料的性质也都不清楚。1997年，有人建议用重力法测量是否存在着核心，显示核心大约有12至45地球质量，约占木星总质量的4%至14%。
行星模型认为在行星形成的历史上，木星至少有一段时间有个够大的岩石或冰的核心，才可以从原始太阳星云收集到足够大量的氢和氦。假设它确实存在，它可能因为现存的热液态金属氢与地函混合的对流而萎缩，并且熔融在行星内部的较上层。核心现在可能完全消失，但由于重力测量仍不够精确，还不能完全排除这种可能性。
模型的不确定性受限于测量参数的误差：用来描述行星引力动量的一个自转系数（J6）、木星的赤道半径、在1帕压力处的温度。预期在2011年8月发射的朱诺号探测器将能获得这些参数更好的数值，从而在核心的问题上取得进展。
核心区域被密集的金属氢包围着，向外延伸到大约行星半径78%之处，通过这一层的氦和氖，像雨水滴般向下沉降，消耗掉这些元素在上层大气的丰度。
在金属氢上层是内层透明氢的大气层。在这个深度，温度是在临界温度之上，对氢而言只有33K。在此状态下，没有层次分明的液体和气体位相 －氢可能是临界的超流体状态。在这层之上的，从云层向下延伸至深度大约1,000公里的氢，顺理成章的应该是气体，而在更深的一层是流动的液体。在物理上，那里没有明确的边界 －气体很顺利的变得更热和更密集的下降。
由于开尔文-亥姆霍兹机制可知，木星内部的温度和压力在朝向核心地方向逐渐增加。在压力为10帕的“表面”，温度大约是340 K（67 °C；152 °F）。在氢相变的区域 －温度达到临界点－ 氢成为金属，相信温度是10,000 K（9,700 °C；17,500 °F），压力的200GPa。在核心边界的温度估计为36,000 K（35,700 °C；64,300 °F），同时内部的压力大约是3,000至4,500GPa。

 这幅模型剖面图显示木星内部的构造，液态金属氢覆盖着内部深处的岩石核心
大气层
木星有着太阳系内最大的行星大气层，跨越的高度超过5,000 km（3,107 mi）。由于木星没有固体的表面，它的大气层基础通常被认为是大气压力等于1 MPa（10 bar），或十倍于地球表面压力之处。

云层
 航海家1号太空船于1979年2月25日距离木星920万公里（570万英里）飞掠过木星时拍摄的影像。大红斑下方白色的椭圆正是直径大约与地球相同的风暴
木星永远被氨晶体和可能是氢硫化氨的乌云笼罩着。对流层顶的云，在不同纬度形成不同的区带，最著名的是热带区。这些区带分为亮色调的区（zones）和深色调的带（belts）。这些模式互不相容环流间的交互作用导致风暴和湍流，风速达到100m/s（360Km/h）的纬向急流是很常见的。每一年，各区都有着不同的宽度、颜色和强度，但对天文学家而言，依然可以稳定的给予识别和指定。
云层大约只有50 km（31 mi）深，并且至少包含两层覆盖的云：厚厚的下层和薄且清晰的区域。在氨云层下面也有薄薄一层的水云，有证据显示木星的大气层中也有闪烁的闪电。这是由水分子的极性造成的，它使得创造闪电所需要的电荷能够分离。这些放电的强度达到地球上的一千倍。水云可以形成雷暴，驱使热量从内部不断上升。
木星云层的橙色和棕色是内部涌升的化合物暴露在紫外线下，引起颜色的改变造成的。确切的构成仍然不清楚，但被认为是含有磷、硫或可能是烃类。这些丰富多彩的混合物，称为发色团，与下层较温暖的云层混合。 区是由上升的氨结晶对流胞形成的，在观测上通常是较低层云的掩蔽物。
木星的低转轴倾角意味着两极能接收到的太阳辐射远远的少于行星的赤道地区。行星内部的对流输送大量的能量到极区，使云层的温度能够平衡。

大红斑和其它涡旋
 木星大红斑的大小在缩减中（2014年5月15日）
木星最著名的特征是大红斑，这是比地球大的一个持久性反气旋风暴，位置在赤道南方22°，至少在1831年以来，就已经知道它的存在，并且可能更提早至1665年。来自哈伯太空望远镜的影像显示多达两个红斑毗邻着大红斑。这个风暴大得可以使用地基的小口径12 cm或更大的望远镜看见。一些数学模型表明这个风暴是稳定的，可能是这颗行星上一个永久性的特征。
鹅蛋形物体的自转是逆时针方向，周期大约是六天。大红斑的维度是24,000至40,000公里 × 12,000至14,000公里。它的直径大到可以容得下2至3颗地球。这个风暴最大的高度比周围的云层高出约8 km（5 mi）。
风暴通常都发生在巨行星大气层的湍流内，木星也有白色和棕色的鹅蛋形风暴，但较小的那些风暴通常都不会被命名。白色的鹅蛋形风暴倾向于包含大气层上层，相对较低温的云。棕色鹅蛋形风暴是较温暖和位于普通云层。这种风暴持续的时间可以只有几个小时，也可以长达数个世纪。
在航海家证实大红斑的特征是一场风暴之前，因为它相对于周围其余的气团有时快，有时慢的差异旋转，已经是强有力的证据，表明大红斑与行星表面或深处的地形特征没有关联性。
在2000年，在南半球有一个外观与大红斑类似，但较小的大气特征出现。这是由几个较小的白色鹅蛋形风暴合并成的一个特征 －三个在1938年首度被观测到的较小的鹅蛋形风暴。合并后的特征被命名为鹅蛋形BA，并且因为它的强度增加，颜色由白转红，被暱称为幼红斑。

行星环
 木星的环
木星有个黯淡的行星环系统，约有6,500公里宽，但厚度不到10公里。由大量尘埃和黑色碎石组成，以大约7小时的周期围绕木星旋转。环由三个主要的部份组成：内侧像花托，是由颗粒组成的晕环，中间是相对明亮的主环，还有外圈的薄纱环。这些环，看起来是由尘埃组成，而不像土星环是由冰组成。主环可能是从卫星阿德剌斯忒亚和梅蒂斯喷发的物质组成。正常应该落回卫星的物质由于受到木星强大引力的影响，被木星吸引住。这些材料转变轨道的方向朝向木星，新的材料又因为碰撞影响而继续被加入。以相同的方式，特贝和阿马尔塞可能组成薄纱环尘土飞扬的两个部分。也有证据显示沿着阿马尔塞的轨道可能有一连串与这颗卫星碰撞构成的岩石碎片。

磁层
 木星上的极光。三个亮点是由连接到木星卫星埃欧（在左边）、佳里美德（在底部）和欧罗巴（在最底部）的磁流量管创造的。此外，可以看见非常明亮，几乎是圆型的区域，称为主要的鹅蛋形，可以看见和弱极区极光。
木星的磁场强度是地球的14倍，范围从赤道的4.2高斯（0.42mT）到极区的10至14高斯（1.0-1.4mT），是太阳系除太阳黑子以外最强的磁场源。这个场被认为是由涡流产生的，即木星内部涡旋运动的液态金属氢。埃欧卫星上的火山释放出大量的二氧化硫，形成沿着卫星轨道的气体环。这些气体在磁层内被电离，生成硫和氧的离子。它们与源自木星大气层的氢离子，在木星的赤道平面形成电浆片。这些片状的电浆与行星一起转动，造成进入磁场平面的变形偶极磁场。在电浆片内的电流产生强大的无线电讯号，造成范围在0.6至30MHz的爆发。
在距离木星大约75木星半径之处，磁层与太阳风的交互作用生成弓形震波。环绕着木星磁层的是磁层顶，位于磁层鞘的内缘 －磁层顶和弓形震波之间的区域。太阳风与这些去的交互作用拉长了木星背风面的磁层，并且向外延伸至几乎到达土星轨道的位置，而面向太阳方向也有数百万公里厚。木星的四颗大卫星的轨道全都位于磁层内，受到保护而得以免受太阳风的侵袭，因此木星的卫星全都位于它的磁层之中。 伽利略号的大气探测器在木星环与高层大气之间新发现一个强辐射带，类似地球的范艾伦辐射带，但比范爱伦辐射带强10倍左右，其中有高能的氦离子。
木星的磁层是其两极地区激烈发送的电波辐射的源头。木卫埃欧剧烈的火山活动，喷发出的气体进入木星的磁层，产生一个托环状环绕着木星的微粒。当埃欧穿过这个托环时，相互作用生成的阿尔文波使游离的物质进入木星的极区。一个结果是，无线电波通过回旋加速器的迈射机制，和能量沿着圆锥形的表面传输出去。当地球与这个锥面交会时，地球上探测到的木星发射的无线电波会强于太阳输出的无线电波。

轨道和自转
木星是行星中唯一与太阳的质心位于太阳本体之外的，但也只在太阳半径之外7%。木星至太阳的平均距离是7亿7800万公里（大约是地球至太阳距离的5.2倍，或5.2天文单位），公转太阳一周要11.8地球年。这是土星公转周期的五分之二，也就是说太阳系最大的两颗行星之间形成5：2的共振轨道周期。木星的椭圆轨道相对于地球轨道倾斜1.31°，因为离心率0.048，因此近日点和远日点的距离相差7,500万公里。木星的轨道倾角相较于地球和火星非常小，只有3.13°，因此没有明显的季节变化。
木星的自转是太阳系所有行星中最快的，对其轴完成一次旋转的时间少于10小时；这造成的赤道隆起，在地球以业余的小望远镜就可以很容易看出来。这颗行星是颗扁球体，意思是他的赤道直径比两极之间的直径长。木星的赤道直径比通过两极的直径长9,275 km（5,763 mi）。
因为木星不是固体，他的上层大气有着较差自转。木星极区大气层的自转周期比赤道的长约5分钟，有三个系统做为参考框架，特别是在描绘大气运动的特征。系统I适用于纬度10°N至10°S的范围，是最短的9h50m30.0s。系统II适用于从南至北所有的纬度，它的周期是9h55m40.6s。系统III最早是电波天文学定义的，对应于行星磁层的自转，它的周期是木星的官方周期。

观测
 木星合月
 外行星的逆行运动是其对地球的相对位置造成的
木星通常是天空中第四亮的天体（在太阳、月球和金星之后），但有时候火星会比木星亮。依据木星相对于地球的位置，可以表现出不同的视星等，在冲时最亮是-2.9等，在与太阳同向的合时，会降至-1.6等。木星的角直径也会随之改变，从50.1到29,8弧秒。木星在轨道上经过近日点附近时的冲最适宜观赏，木星上次是在2011年3月经过近日点，所以在2010年和2011年9月的冲是最有利的。
地球每398.9日会在轨道上超越木星一次，这个时间称为会合周期。每当会合之前，木星都会相对于背景的恒星出现明显的逆行运动。这是木星似乎在夜空中向后（向西）移动一段，执行回圈的运动。
木星接近12年的轨道周期对应于黄道的星宫。也就是，木星每一年约向东移动大约30°，约是一个星宫的宽度。
因为木星的轨在地球轨道之外，所以从木星看地球的相位角永远不会超过11.5°。也就是，从地球用望远镜观看木星时，它几乎都是呈现满月的姿态。只有当太空船飞近木星时，才会看见新月形的木星。通常，一架小望远镜就能看见木星的四颗伽利略卫星和跨越木星大气层明显的云带。当大红斑面向地球时，小口径的望远镜也有机会看得见。

研究和探测
望远镜发明之前的研究
 在天文学大成中木星（☉）相对于地球（⊕）在经度方向运动的模型
对木星的观测可以回溯至公元前7或8世纪的巴比伦天文学家。中国的历史天文学家席泽宗宣称中国天文学家甘德在公元前362年就以裸眼发现木星的卫星之一。如果此一说法正确的话，会比伽利略的发现早了近2000年。在公元2世纪的天文学大成，古希腊天文学家，地心说行星模型的先驱，托勒密以本轮和均轮来解释行星相对于地球的运动，他给木星轨道环绕地球的周期是4332.38天，或11.86年。在公元499年，一位古典时代的印度数学家和天文学家，阿耶波多，也用地心说的模型估计出木星的周期是4332.2722天，或11.86年。

地基望远镜的研究
1610年，伽利略发现 木星的4颗大卫星 －埃欧、欧罗巴、佳利美德、和卡利斯多（现在称为伽利略卫星－ 首度用望远镜发现不属于地球的卫星。伽利略也是首度发现显然不以地球为中心运动的天体。这是对哥白尼日心说最主要的支撑，伽利略直言不讳的支持哥白尼学说，使他被置于文字狱的威胁下。
1660年代。卡西尼使用一架新的望远镜发现木星的斑点和彩色的区带，并且观察到这颗行星出现扁平形；就是在两极扁平。他也估计出这颗行星的自转周期。在1690年，卡西尼发现大气经历较差自转。

 来自旅行者1号详细的假色木星大气层影像，显示巨大的红斑和经过的白色鹅蛋形气旋
大红斑是在木星南半球的一个显著鹅蛋形特征，可能早在1664年就被罗伯特·虎克和乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼在1665年观测过；虽然这仍有争议。已知最早的绘图来自药剂师海因利希·史瓦贝，他在1831年显示大红斑详细的信息。
据传说，大红斑在1878年变得很显眼前，在1665年至1708年曾经有多次从视线中消失的场合。它在1883年和20世纪初，再度被记录到衰退。
Giovanni Alfonso Borelli和卡西尼两人都小心地做出木星卫星的运动表，可以预测这些卫星经过木星前方或背后的时间。在1670年代，人们观测到当木星与地球在相对于太阳的两侧时，这些事件的发 会比预测的慢达17分钟。奥勒·罗默推论视线看到的不是即时发生的事情（卡西尼在此之前曾经拒绝这样的结论），而这个时间上的差异可以用来估计光速。
1892年，爱德华·爱默生·巴纳德在加利福尼亚州使用利克天文台的折射望远镜观察到木星的第5颗卫星。发现了这颗相对较小的卫星，证明了他敏锐的视力，使他很快的成名。这颗卫星后来被命名为阿马尔塞。这是最后一颗以视觉发现的行星卫星。在1979年，航海家1号飞过木星之前，发现了额外的8颗卫星。

 欧洲南天天文台甚大望远镜的木星红外线图像
1932年，鲁珀特·沃尔特根据木星的吸收光谱确定木星大气中含有甲烷和氨。
1938年，观察到3个长寿的白色鹅蛋形反气旋特征。几十年来，它们是独立存在木星大气层的特征，有时会互相靠近，但永远不会合并。最后，两个在1998年合并，并在2000年吸收了第三个，被称为长圆形BA。

电波望远镜的研究
在1955年，巴纳德柏克和肯尼斯·佛兰克林侦测到来自木星的22.2MHz的无线电信号爆发。这些爆发与木星的自转周期匹配，也能够用这些信息来改进自转速率。发现来自木星的无线电爆发有两种形式：长达数秒的长爆发（L爆发），和持续时间短于百分之一秒的短爆发（S爆发）。
科学家发现来自木星的无线电讯号有三种传输的形式：

 随着木星旋转的十米无线电爆发（波长10米的无线电波），并且受到埃欧与木星磁场交互作用的影响。

 公分无线电辐射（波长为公分的无线电波）于1959年首度由弗兰克·德雷克和Hein Hvatum观测到。这个信号起源于木星赤道附近的圆环带状，是由木星磁场中被加速电子引起的回旋辐射。

 辐射热是由大气中的热产生的。

太空探索与探测
自1973年以来，有数艘自动化的太空船拜访过木星，最引人注目的是先锋10号太空船。它是第一艘足够接近木星，并发送回有关这颗太阳系最大行星的属性和现象的太空船。飞往太阳系内其他行星的太空船完全依赖能量的价值，太空船速度的净变化或ΔV。从地球的低地球轨道进入到木星的霍曼转移轨道只需要6.3Km/s的ΔV，这媲美于要进入低地球轨道的9.7Km/s的ΔV。幸运的是，重力助推可以用来减少抵达木星所需要的能量，然而，这也很明显的需要较长的飞行时间。
飞越任务
从1973年开始，数艘太空船在执行探测其他行星的任务时，有计划的从可以观测木星的范围内飞越。先锋计划最先观测到木星大气层和几颗卫星的特写影像。它们发现这颗行星的辐射场远远超出预期，但这两艘太空船在这种环境下都依然存活。这些太空船的运动轨迹被用来更精确地估计木星系统质量。行星的无线电掩星结果得到更好的木星质和和两极扁平的数值。
六年后，航海家计划任务极大地提高了对伽利略卫星的认识，并且发现了木星环。它们还证实大红斑是反气旋，比较影像显示大红斑已经改变了形状和颜色，从先锋任务的橙色转变成暗褐色。此外，这一计划还发现电离的原子沿着埃欧的轨道构成环形，和发现这颗卫星表面的火山，其中有一些还在喷发的过程中。当太空船从木星的背后飞过时，还观察到夜晚大气中的闪电。
随后探测木星的是尤利西斯太阳探测器，以执行绕行太阳的极轨道任务。在接近木星的阶段中，进行对木星磁层的研究。由于尤利西斯没有照相机，所以没有获取影像，第二次是在六年后以更远的距离飞越。
在2000年，卡西尼探测器在前往土星的途中飞越木星，并提供了一些有史以来最高解析度的木星影像。在2000年12月9日，太空船拍摄到卫星希玛利亚的影像，但是解析力太低，无法显示表面的细节。
新视野号探测器在途中，于2007年2月28日达到最接近木星的位置，借由飞越木星时的重力助推前往冥王星。这艘探测器的照相机测量从埃欧的火山喷发出的电浆，并且以细的研究全部4颗的伽利略卫星，以及远距离的观测外围的希玛利亚和伊拉拉。从2006年9月4日就开始拍摄木星系统的影像。
伽利略任务

 卡西尼号拍摄的木星
伽利略号是第一艘在轨道上环绕木星的太空船。它于1995年12月7日进入轨道，环绕这颗行星7年之久，并飞越过所有的伽利略卫星和阿马尔塞。这艘太空船在接近木星的途中，对1994年舒梅克－李维九号彗星撞木星的事件进行了观测，见证了此一撞击事件的影响。虽然伽利略号广泛的收集了大量木星系统的信息，但因为高增益无线电发射天线的布署失败，使原设计的能力大为减损。
一个340公斤的钛金属制的大气探针，于1995年12月7日从伽利略号释放进入木星大气层。它以大约2,575公里（1,600英里）的时速，在大气层中下降了约150 km（93 mi），在它被压力和高温（23倍地球大气压，153℃）摧毁之前，蒐集了57.6分钟的资料，而这个探针可能被熔解和蒸发了。伽利略轨道器本身也遭遇了同样的命运，经过刻意操作在2003年9月21日以超过50Km/s的速度撞进木星的大气层，以避免它撞上欧罗巴而可能造成的污染——这颗卫星已被假设可能是生命的避风港。
来自此一任务的资料揭露氢在木星大气层占90%。在探针汽化前，温度资料纪录超过了300℃（>570℉），风速测量超过644km/h（>400mph）。
朱诺任务
美国国家航空暨太空总署的太空船朱诺号在2016年7月4日抵达木星，预计未来的20个月将在轨道上绕行木星37圈。这次任务将以绕极轨道仔细的研究这颗行星。在2016年8月27日，朱诺号完成其第一次的低空飞越木星，并且送回木星北极的第一张图像。
未来的探测
欧洲太空总署的木星冰月探测器（JUICE）预计在2022年发射。接下来是NASA在2025年的欧罗巴帆船任务。
取消的任务
由于木星的卫星欧罗巴、佳利美德、和卡利斯多的地表下可能有液体的海洋，因此对详细研究冰卫星非常感兴趣。但资金的困难拖延了进度，NASA的木星冰月轨道器（JIMO，Jupiter Icy Moons Orbiter）于2005年被取消。随后提案由NASA和ESA共同执行的任务，EJSM/Laplace临时决定预计在2020年研制而成。EJSM/Laplace将有NASA主导的木星欧罗巴轨道器和ESA主导的木星佳利美德轨道器。然而，在2011年4月，ESA因为预算的原因结束与NASA的任务伙伴关系。取而代之的是ESA计划以只有欧洲参与的L1宇宙愿景任务来在竞争和超越。

卫星
 木星与伽利略卫星
木星有79颗卫星。木星是人类迄今为止发现的天然卫星第二多的行星 (仅次于土星，土星具有相当复杂的卫星系统，目前已确认拥有轨道的自然卫星有82颗，此外还有不计其数的微型卫星以及形成于土星环的卫星等) ，俨然一个小型的太阳系：木星系。1610年1月，意大利天文学家伽利略最早以望远镜发现木星最亮的四颗卫星，并被后人称为伽利略卫星。它们环绕在离木星40～190万千米的轨道带上，由内而外依次为木卫一、木卫二、木卫三、木卫四，然而近年中国有天文史学家提出在公元前364年，甘德以肉眼发现木卫三，但直至现时还未被公认。在1892年巴纳德以望远镜肉眼观测发现木卫五后，木星的其他卫星皆通过照相观测或行星际探测器的相片发现。
在以后的几个世纪中（至1950年代），人们又接连发现了12颗较大的卫星，使木星卫星的总数达到了16颗。直至1979年美国旅行者一号及1995年伽利略号等飞临木星系的时候，又发现了许多更细小的、离木星更远的天然卫星，使人类所知的木星系卫星总数达到67个。2017年，卡内基科学研究所在追踪第九行星时意外发现了新的12颗卫星，并在2018年7月正式确认，因此至今已确认的木星卫星总数达到79个，这一数字还有可能继续增加。

伽利略卫星
 伽利略卫星，由左至右，与木星的距离由近至远排列：埃欧、欧罗巴、佳利美德、卡利斯多
埃欧、欧罗巴和佳利美德，这些在太阳系中最大的卫星，轨道的形成拉普拉斯共振的模式；埃欧每绕木星运转4圈，欧罗巴也很精确的绕着木星转2圈，佳利美德则很精确的绕木星转一圈。因为每颗卫星都在轨道上相同的点受到相邻卫星额外的拖曳，这种共振造成的引力效应使它们的轨道被扭曲成椭圆的形状。另一方面，来自木星的潮汐力致力于将它们的轨道弄成圆形。
它们的轨道离心率造成当木星的引力拉扯它们接近时，这三颗卫星的形状规律的扭曲；而当他们远离时，又会回复到比较接近球体的形状。这种潮汐的扭曲使卫星的内部摩擦生热，最显而易见的是最内侧的埃欧（受到最强的潮汐力）异于平常的火山活动；和程度较轻的欧罗巴表面年轻的地质（暗示卫星的外观最近重新铺过）。
木卫一
木星的岩石卫星木卫一是太阳系中火山活动最活跃的星球，有数百座火山，一些喷发的熔岩喷泉有几十公里高。
木卫一的惊人活动是木星强大的引力和距离木星较远的两颗相邻卫星(木卫二和木卫三)之间较小但精确定时的引力拉锯战的结果。
在神话中，Io是一位凡人女子，在希腊神宙斯(罗马神话中的Jupite)和他的妻子赫拉(罗马神话中的Juno )之间发生争执时变成了一头牛。

 伽利略号飞船在1999年7月拍摄了这张木卫一的照片，这是人类第一次目睹它的真面目。
木卫二
在木星卫星木卫二冰冷的表面之下，或许是寻找适合生命生存的现代环境最有希望的地方。
Europa略小于地球的月球，木卫二的水冰表面被长而线性的裂缝纵横交错。和我们的星球一样，欧罗巴被认为有一个铁核，一个岩石地幔和一个咸水海洋。然而，与地球不同的是，木卫二的海洋位于一层厚约10至15英里(15至25公里)的冰层之下，深度估计为40至100英里(60至150公里)。
Europa的名字来源于希腊神话中被宙斯绑架的女人。

 伽利略号在20世纪90年代末拍摄冰质卫星木卫二的伪彩色照片。NASA/JPL-Caltech
卫星的分类
在航海家任务之前，基于它们整齐排列共通的轨道要素，木星的4颗卫星被分成4个群组。之后，大量新的小卫星使这个画面变得复杂起来。现在被认为有六个主要的群组，还有一些特立独行，与其它的卫星显然有所不同。
基本的子群是8颗在内侧的周期性卫星，它们有着在木星赤道平面附近，接近圆形的轨道，并且被认为是与木星同时形成的。其它的卫星，包括数目不详的不规则小卫星，有着椭圆与倾斜的轨道，被认为是被捕获的小行星或是被捕或小行星的碎片。属于同一群的不规则卫星共用相似的轨道要素，因而可能有着共同的起源，或许是一颗大卫星或是碎裂的一个天体。

与太阳系的交互作用
伴随着太阳，木星的引力影响与帮助塑造了太阳系。（除了水星以外，太阳系行星的轨道平面都比较接近木星的轨道平面，而不是太阳的赤道平面（水星是唯一轨道平面比较接近太阳赤道的。）在主小行星带的柯克伍德空隙主要是由木星造成的，而且这颗行星可能也要对内太阳系历史上的后期重轰炸期负责。

 此图显示与木星共轨道的特洛伊小行星，以及主小行星带
和它的卫星，木星的引力场控制了无数被安顿在拉格朗日点的小行星。这些小行星在木星之前或跟随在木星之后一起绕着太阳公转。它们被称为特洛伊小行星，并且分为希腊营和特洛伊营，以纪念伊利亚特。第一颗是马克斯·沃夫在1906年发现的(588) 阿基里斯，自此之后，迄今已经发现了数千颗，其中最大的是(624) 赫克特。
大多数短周期彗星属于木星族 －定义为轨道半长轴比木星小的彗星。木星族彗星被认为起源于海王星轨道之外的古柏带。在接近木星时，轨道受到摄动进入较短的周期，然后在木星和太阳的引力交互作用下，规律地环绕着太阳。

撞击
 1994年7月22日8:06 12～19 UT在木星轨道的伽利略号所摄W核撞击照片（图片由左至右），只发生数秒间之闪光（亮点）
 哈伯太空望远镜的影像显示2009的木星撞击留下大约8,000公里（5,000英里）长的痕迹。
由于其巨大的重力井和邻近内太阳系，木星被称为太阳系的真空吸尘器。它是太阳系内最频繁接受到彗星撞击的行星。它被认为是保护内太阳系的行星得以免受彗星的轰击。最近的电脑模拟显示，木星重力的摄动虽然可以改变进入内太阳系彗星的轨道，将它们吸积或弹出，但并未减少进入内太阳系的彗星数量。这仍然是天文学家争议的主题，有些人相信它会将柯伊伯带的彗星拉近地球，而另一些人认为木星保护地球免于受到被宣称来自奥尔特云的彗星撞击。木星被小行星和彗星撞击的经验是地球的200倍。
在1997年，对历史上的天文图绘的调查认为乔瓦尼·多梅尼科·卡西尼可能在1690年纪录了一次木星被撞击的疤痕。调查也确认其它8个候选的观测可能性太低或不是撞击事件。在1979年3月，航海家1号在与木星相遇时拍到一颗火球。在1994年7月16日至7月22日这段期间，超过20颗舒梅克－李维九号彗星（SL-9，正式的名称是D/1993 F2）的碎片撞击在木星的南半球，首次提供了直接观测太阳系内两个天体的碰撞。这种撞击对木星大气的成分提供了有用的资料。
在2009年7月19日，在系统2的经度216度之处发现被撞击的位置。这个撞击在木星的大气层留下一个与长圆形BA的大小相似的黑点。红外线的观测显示在撞击点上有一个亮点，意味着撞击造成南极地区低层区域大气层的温度升高。
在2010年6月3日，澳洲的业余天文学家Anthony Wesley观测到一颗火球的撞击，造成小于以前观测到的事件。稍后，另一位菲律宾的业余天文学家也录影捕捉到这次事件。2010年8月20日又有人见到一颗火球。
2012年9月19日，又检测到另一颗火球。

生命的可能
在1953年，米勒-尤里实验证明了闪电和存在于原始地球大气中的化合物组合可以形成有机物（包括胺基酸），可以做为生命的基石。这模拟的大气成分为水、甲烷、氨和氢分子；所有的这些物质都在现今的木星大气层中被发现。木星的大气层有强大的垂直空气流动，运载这些化合物进入较低的地区。 但在木星的内部有更高的温度，会分解这些化学物，会妨碍类似地球生命的形成。
在木星，因为大气层中只有少量的水，还有任何的固体表面都在深处压力极大的地区，因此被认为不可能存在任何类似地球的生命。在1976年，在航海家任务之前，曾经假设基于氨与水的生命可能在木星大气层的上层进化。这一假设是基于地球的海洋态环境，顶层有简单的光合作用浮游生物，低层的鱼可以喂食这些生物，而肉食的海洋生物可以猎食这些鱼。
在木星的一些卫星，地表之下可能有海洋存在，导致这些卫星更可能有生物存在的猜测。

神话
 木星，出自1550年古德·波那提编辑的木刻集Liber Astronomiae。
木星，因为在夜晚以肉眼很容易就看见它，当太阳的位置很低时，偶尔也能在白天看见，因此自古以来就为人所知。在巴比伦，这个天体代表他们的神马尔杜克（Marduk）。他们用木星轨道大约12年绕行黄道一周来定义它们生肖的星宫。
罗马人依据神话将它命名为朱庇特（拉丁语：Iuppiter, Iūpiter，也称为Jova），是罗马神话中主要的神，它的名字来自原始印欧语系的呼格合成*Dyēu-pəter（主格：*Dyēus-pətēr，意思是, "O 天神之父"或"O 日神之父"）。相对而言，木星对应于希腊神话是  宙斯（Ζεύς），也被称为Dias (Δίας)，其中的行星名称仍然保留在现代的希腊语中。
Jovian是从Jupiter转成的形容词，古老的形容词是jovial，是中世纪的占星家使用的词汇，原来的意思是"幸福"或"圣诞快乐"，是占星学中木星对情绪的影响。
在中、日、韩语系中，基于中国的五行，这颗行星被称为木星。中国的道教它拟人化成为福星，希腊人称之为Φαέθων,；法厄同（Phaethon）、"创新（blazing）"。在吠陀占星，木星被称为祭主仙人（Brihaspati），是启发灵性的宗教导师，通常称为上师（Guru），字面的意思是"重人"。
在英语，周四（Thursday）是源自"雷神日"（Thor's day），是出在日耳曼神话。相较于罗马神话就是朱庇特。罗马星期的Jovis也重新命名为Thursday。
在突厥神话，木星称为"Erendiz/Erentüz"，这意味着"eren(?)+ yultuz(star)"，而关于"eren"有许多有意义的理论。同样的，它们也算出木星的轨道周期是11年又300天。他们认为一些社会和自然的事件连结到在天上运行的。

参见

 热木星

 朱诺号

 虚构作品中的木星

 新视野号

 太空探索

 太阳系探测器列表

 太阳系探索时间线

 先驱者10号

 航海家号：1号、2号

 伽利略号

 卡西尼号


大红斑

大红斑，虽然木星表面的大多数特征变化不定，但有些特征仍具有持久性和半持久性，甚至持续几十年到几百年，只是能见度时高时低。其中最显著最持久的特征要算大红斑了。它是位于赤道南侧长达2万多公里、宽约1.1万公里的一个红色蛋形区域。从十七世纪以来就对它进行时断时续的观测。1878年，大红斑以鲜明的颜色引人注意，从此就有了连续的观测记录。人们发现，有些年代红斑色彩浓艳，有些年代显得暗淡，有时甚至只能隐约看见它的轮廓。大红斑在经度方向有漂移运动，因而它肯定不是一种固态的表面特征。现在认为它很可能是一个巨大的风暴。从木星的外面看去，它是一个强大的旋涡，或是一团激烈上升的气流。旋涡或气流中含有红磷化合物，红斑的颜色可能就是由此产生的。从“旅行者”1号发回的照片看来，红斑呈深橙色，象一团巨大的旋风，逆时针方向转动。木星大气既密且厚，所以大红斑寿命很长。


木星环

木星环（汉语拼音：mù xīng huán），木星环，是指围绕在木星周围的行星环系统。它是太阳系第三个被发现的行星环系统，第一个和第二个分别是土星环及天王星环。木星环首次被观测到是在1979年，由航海家一号发现及在1990年代受到伽利略号进行详细调查。木星环在25年来亦可以由哈勃太空望远镜及地球观察。在地上需要现存最大的望远镜才能够进行木星环的观察。


木星卫星

木星卫星（汉语拼音：mù xīng wèi xīng），（Jupiter，satellites of），已探测到18颗。其中的16颗已有较可靠的数据。最大的4颗即木卫一、木卫二、木卫三、木卫四，又称伽利略卫星。最外面的是4颗很小的逆行卫星，有人认为它们原是小行星，后来才被木星俘获。从木卫十五到木卫四的7颗卫星满足广义的提丢斯-波得定则。轨道具有共面、同向、近圆等特性，故属规则卫星。木卫系统还会造成许多特有的天文现象：木卫食(木卫进入木星影锥)、木卫掩（被木星遮掩）、木卫凌木(通过木星视面)、木卫影凌木（木卫影锥在木星视面经过）及木卫互掩(一个木卫被另一木卫遮掩)。


伽利略卫星

伽利略卫星（Galilean satellites），G.伽利略1610年发现的4颗木星卫星，也是除月球外最早发现的卫星。但1981年中国学者席泽宗认为，中国古代天文学家甘德早在公元前400～前360年便已发现了木卫三。木卫一上有剧烈的火山活动，表面没有常见的环形山，地貌的年龄几乎不超过1000万年；木卫二表面覆盖着厚约100千米的冰层，显得十分明亮；木卫三是卫星之冠，半径超过水星、冥王星，表面地形复杂，大多地区相当平滑，但也有一些直径100千米以下的环形山和明显的山脊、峡谷，并具有类似地球的断层结构和内部地质活动；木卫四的地壳十分古老，有许多奇特的同心圆环形结构，却见不到任何活动迹象。木卫一、木卫三上还有一定的大气。


土星

土星（英语：Saturn），太阳系中仅次于木星的第二大行星。又称镇星、填星。质量和半径明显大于其他7颗行星，天文符号h。最亮时为－0.4等，它也是肉眼所见到的最远的行星。土星由令人眼花缭乱的冰环组成，是所有行星中独一无二的。它不是唯一一颗有光环的行星，但没有一颗像土星的光环那样壮观或复杂。
　　在望远镜中，橘黄色的视圆面扁度达0.11，明亮的光环令人终身难忘。土星也有浓厚的大气，除氢、氦外，甲烷与氨的含量明显多于木星，其带纹比木星更有规则，它还有一个白斑，这是与木星大红斑类似的气旋结构，只是规模较小而已。土星赤道区域的自转周期为10小时14分，而纬度60°处则是10小时40分。其平均密度比水还小，是太阳系中密度最小的行星。空间探测表明，它也是一颗液体行星，大气下的表面是由液态氢、氦组成的海洋，但从其密度推断，在中间的金属氢  、氦层之下可能还有一个很厚的冰层。1979年先驱者探测器证实了土星有磁场，后来旅行者探测器测出其场强是木星磁场的1／35  ，磁轴与自转轴的交角为179°，而磁层结构比木星更复杂。土星也有额外的红外辐射，实测的大气温度在150K左右，比理论计算值高30K。土星卫星已确证有17颗，成为卫星最多的行星之一，新发现的12颗卫星都很小，直径一般只有几十千米。土星光环最早于1656年为荷兰人C.惠更斯所证认，1856年英国物理学家J.C.麦克斯韦则从理论上证明，光环应是由无数小块物质构成的。较亮的主环有A，B，C3条，但探测器的资料表明，实际环有数千条之多（见行星环）。

 在卡西尼号坠入土星大气层的两天前，抓拍到了土星及其光环的最后一张照片。NASA/JPL


土星环

土星环（ Rings of Saturn ），土星环是太阳系行星的行星环中最突出与明显的一个，环中有不计其数的小颗粒，其大小从微米到米都有，轨道成丛集的绕着土星运转。环中的颗粒主要成分都是水冰，还有一些尘埃和其它的化学物质。
虽然环的反射能够增加土星的视星等（亮度），但从地球仅凭肉眼还是看不见环。在1610年，当望远镜第一次指向天空之际，伽利略虽然未能清楚的看出环的本质，但他还是成为观察土星环的第一个人。在1655年，惠更斯成为第一个描述环是环绕土星的盘状物的人。
虽然许多人都认为土星环是由许多微细的小环累积而成的（这个观念可以回溯至拉普拉斯），并有少数真实的空隙。更正确的想法是这些环是有着同心但是在密度和亮度上有着极值的圆环盘。在丛集的尺度上，圆环之间有许多空洞的空间。
在环的中间有一些空隙：有两条已经知道是与被埋藏在环中的卫星产生轨道共振引起的波动造成的，其它的空隙还不知道成因。稳定的共振，另一方面，也维系了一些环长期的存在，像是泰坦环。


土星卫星

土星卫星（汉语拼音：Tuxing Weixing；英语：Saturn，Satellites Of），太阳系中最庞大的卫星系统。较确定的已有22颗，其中18颗资料较可靠（见表），此外还有37颗候选天体有待证认最外的土卫九是逆行卫星；从土卫十到土卫七有8颗属规则卫星。最大的土卫六仅次于木卫三，是最早发现有大气的卫星，其大气密度为地球大气的5倍，主要成分是氮和甲烷，其表面是粘稠状的碳氢化合物，一度是人们寻找地外生命的希望，但空间探测已予以否定。土卫系统中还有几颗卫星同轨的奇特现象，如土卫十三、十四就分别在土卫三前后各60度处，构成了两个正三角形；而土卫十、十一有时会靠得很近，还有几颗卫星位于环内，这也是造成土星光环结构复杂多变的原因之一。

　　　　　　　　　　　　　表：土星卫星（按与土星距离排列）


天王星

天王星（英语：Uranus），太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远次序排列为第七颗大行星（18.37—20.08天文单位）。质量、大小属中等。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。天王星的英文名称Uranus来自古希腊神话中的天空之神乌拉诺斯（Οὐρανός），是克洛诺斯的父亲，宙斯的祖父。
　　1781年为英国F.W.赫歇尔偶然发现，最亮时可达5.7等，视圆面略呈蓝绿色。天王星的大气厚度达几千千米，其中80％为氢，氦占10％～15％，其余是甲烷、氨等，与彗星大气的成分相仿。由于大气高速气流的搅拌作用，大气内各处温度较均匀，约在97开左右。它没有巨行星表面的那种带纹，最独特之处是它的侧向自转，一般认为这是大星子撞击的结果。

 1986年，旅行者2号拍摄的天王星照片。NASA/JPL
 这张天王星及其光环的红外合成图像来自凯克望远镜
　　1986年旅行者2号的探测使人们对它有了深刻的了解。在其大气之下是一个深8000千米的由水组成的大海，海水温度高达3000多K，但因处于高压下而保持气液态的平衡。天王星的磁场只有地球磁场的1／10，但磁轴与自转轴的交角达55°，从磁场测出的周期为17小时15分，与从大气测得的值不同。天王星也有磁层和辐射带。近年来，有人甚至认为整个天王星是由许多彗星集聚而成的。旅行者2号还发现了天王星的卫星有15颗，色彩不一，强弱不同的环带多达20条。
　　旅行者2号在1986年1月24日最接近天王星，并随即发现了10个之前未知的天然卫星。另外太空船亦探测了天王星由其自转轴倾斜97.77°缘故而独特的大气层，并观察了他的行星环系统。
　　天王星是太阳系里第三大的行星，它于距离太阳约28亿公里（17亿英里）的距离围绕太阳公转。其公转周期是84年，自转周期则是17小时14分钟。天王星的自转独特在于它实际上是倾倒在其轨道滚动，一般认为这个不寻常的位置是由于在太阳系的形成早期曾与一颗行星大小的星体碰撞过的原故。由于它的奇怪定位，使它的两极会分别接受长达42年的白昼或晚上，所以科学家们都不知道会在天王星上发现到些什么。
　　旅行者2号发现了其中一样因天王星的倾斜位置而对其倾斜了60度的磁场的影响，就是其磁尾因天王星的转动而被扭曲成为了一个螺旋形，出现在天王星的后方。不过其实在旅行者到访之前，人们对天王星拥有磁场并不知情。
　　天王星的辐射带被发现如土星的一样密集。辐射带里辐射的密集程度，会令光线把任何困在卫星或环里冰面上的甲烷迅速地（在100000年以内）变暗。这样解释了为什么天王星的卫星及环大部份都以灰色为主。
　　在日光直射的一极检测到一些高层次的雾，发现这些雾帮助散播大量的紫外光，这个现象称之为“日辉”。其平均温度是60K（-350°F）。令人惊讶的是，即使是被照射的一极和黑暗的一极，在整颗行星上的云顶气温几乎一致。
　　在五颗最大的天然卫星中运行轨迹最靠近天王星的天卫五，展示出它是太阳系中最奇怪的星体之一。当旅行者2号飞过时，从拍摄回来的详细照片中看到其表面上有一些深达20公里（12英里）的峡谷、隆起的断层和新旧年龄混合的地表。有理论指天卫五可能是把早期一些猛烈撞击后破裂的物质重新组合而成。
　　太空船同时亦观测了九个已知的环，显示出天王星的环与木星和土星的环截然不同。整个星环系统相对地较新，并非与天王星形成时一起形成。星环里的组成粒子有可能是一颗因高速撞击或被潮汐力撕碎的卫星碎片而形成。

目录

1 发现
2 命名
3 行星环
4 卫星

发现
　　天王星在被发现是行星之前，已经被观测了很多次，但都把它当作恒星看待。最早的纪录可以追溯至1690年约翰·佛兰斯蒂德在星表中将他编为金牛座34，并且至少观测了6次。法国天文学家Pierre Lemonnier在1750至1769年也至少观测了12次，包括一次连续四夜的观测。
　　威廉·赫歇尔在1781年3月13日于他位于索美塞特巴恩镇新国王街19号自宅的庭院中观察到这颗行星（赫歇尔天文博物馆），但在1781年4月26日最早的报告中他称之为彗星。赫歇尔用他自己设计的望远镜“对这颗恒星做了一系列视差的观察”。他在他的学报上的记录着：“在与金牛座ζ成90°的位置……有一个星云样的星或者是一颗彗星。”在3月17日，他注记着：“我找到一颗彗星或星云状的星，并且由他的位置变化发现是一颗彗星。”当他将发现提交给皇家学会时，虽然含蓄的认为比较像行星，但仍然声称是发现了彗星：
　　"The power I had on when I first saw the comet was 227. From experience I know that the diameters of the fixed stars are not proportionally magnified with higher powers,as planets are; therefore I now put the powers at 460 and 932, and found that the diameter of the comet increased in proportion to the power, as it ought to be, on the supposition of its not being a fixed star, while the diameters of the stars to which I compared it were not increased in the same ratio. Moreover, the comet being magnified much beyond what its light would admit of, appeared hazy and ill-defined with these great powers, while the stars preserved that lustre and distinctness which from many thousand observations I knew they would retain. The sequel has shown that my surmises were well-founded, this proving to be the Comet we have lately observed."
　　（“我第一次看到这颗彗星时的能量是227。从经验中我知道，固定恒星的直径并没有像行星那样按比例放大。所以我现在把权力在460年和932年，发现彗星的直径成比例增加的力量，应该是，假设的不是一个固定的恒星，而恒星的直径相比，我不是在相同的比例增加。此外，由于彗星被放大得比它的光线所能接受的大得多，它在这些巨大的力量作用下，显得模糊不清，模糊不清，而星星却保留着我从成千上万次观察中所知道的那种光泽和清晰。续集表明我的猜测是有根据的，这证明是我们最近观测到的彗星。”）
　　赫歇尔因为他的发现被通知成为皇家天文学家，并且语无伦次地回复说：“我不知该如何称呼它，它在接近圆形的轨道上移动很像一颗行星，而彗星是在很扁的椭圆轨道上移动。我也没有看见彗发或彗尾。”
　　当赫歇尔继续谨慎的以彗星描述他的新对象，其他的天文学家已经开始做不同的怀疑。俄国天文学家Anders Johan Lexell估计它至太阳的距离是地球至太阳的18倍，而没有彗星曾在近日点四倍于地球至太阳距离之外被观测到。柏林天文学家约翰·波得描述赫歇尔的发现像是“在土星轨道之外的圆形轨道上移动的恒星，可以被视为迄今仍未知的像行星的天体”。波得断定这个以圆轨道运行的天体比彗星更像是一颗行星。
　　这个天体很快便被接受是一颗行星。在1783年，法国科学家拉普拉斯证实赫歇尔发现的是一颗行星。赫歇尔本人也向皇家天文学会的主席约翰·班克斯承认这个事实：“经由欧洲最杰出的天文学家观察，显示这颗新的星星我很荣誉的在1781年3月指认出的，是太阳系内主要的行星之一。”

命名
　　马斯基林曾这样的问赫歇尔：“作为天文学世界的恩宠（原文如此），为您的行星取个名字，这也完全是为了您所爱的，并且也是我们迫切期望您为您的发现所做的。”回应马基斯林的请求，赫歇尔决定命名为“乔治之星（Georgium Sidus）”或“乔治三世”以纪念他的新赞助人——乔治三世。他在给约瑟夫·贝克的信件中解释道：
　　"In the fabulous ages of ancient times the appellations of Mercury, Venus, Mars, Jupiter and Saturn were given to the Planets, as being the names of their principal heroes and divinities. In the present more philosophical era it would hardly be allowable to have recourse to the same method and call it Juno, Pallas, Apollo or Minerva, for a name to our new heavenly body. The first consideration of any particular event, or remarkable incident, seems to be its chronology: if in any future age it should be asked, when this last-found Planet was discovered? It would be a very satisfactory answer to say, 'In the reign of King George the Third."
　　天文学家Jerôme Lalande建议将这颗行星称为赫歇尔以尊崇它的发现者。但是，波得赞成用希腊神话的乌拉诺斯，译成拉丁文的意思是天空之神，中文则称为天王星。波得的论点是农神（土星）是宙斯（木星）的父亲，新的行星则应该取名为农神的父亲。天王星的名称最早是在赫歇尔过世一年之后的1823年才出现于官方文件中。乔治三世或“乔治之星”的名称在之后仍经常被使用（只在英国使用），直到1850年，HM航海历才换用天王星的名称。
　　天王星的名称是行星中唯一取自希腊神话而非罗马神话的，天王星的形容词（Uranian）被铀的发现者Martin Klaproth用来命名在1789年新发现的元素。Uranus的重音在第一个音节，因为倒数第二个音a是短音（ūrănŭs）并且是开放的音节。这样的音节在拉丁文中从未被强调过，因此在传统上名字的正确发音是来自英语的[ˈjʊ.rə.nəs]。传统上不正确的发音，重音落在第二音节并且将a发成长音是很普通的。
　　天王星的天文学符号是Astronomical symbol for Uranus，它是火星和太阳符号的综合，因为天王星是希腊神话的天空之神，被认为是由太阳和火星联合的力量所控制的。他在占星学上的符号，是Lalande在1784年建议的。在给赫歇尔的一封信中，Lalande描述他是“您的名字首次战胜地球的符号”（"a globe surmounted by the first letter of your name"）。在东亚，也都翻译成天王星（sky king star）。

行星环
　　天王星有一个暗淡的行星环系统，由直径约十米的黑暗粒状物组成。它是继土星环之后，在太阳系内发现的第二个环系统。已知天王星环有13个圆环，其中最明亮的是ε环（Epsilon），其他的环都非常黯淡。天王星的光环像木星的光环一样暗，但又像土星的光环那样有相当大的直径。天王星环被认为是相当年轻的，在圆环周围的空隙和不透明部分的区别，暗示她们不是与天王星同时形成的，环中的物质可能来自被高速撞击或潮汐力粉碎的卫星。而最外面的第5个环的成分大部分是直径为几米到几十米的冰块。除此之外，天王星可能还存在着大量的窄环，宽度仅有50米，单环的环反射率非常低。
　　环的发现日期是1977年3月10日，在James L. Elliot、Edward W. Dunham、和Douglas J. Mink使用柯伊伯机载天文台观测时。这个发现是很意外的，他们原本的计划是观测天王星掩蔽SAO 158687以研究天王星的大气层。然而，当他们分析观测的资料时，他们发现于行星掩蔽的前后，这颗恒星都曾经短暂的消失了五次。他们认为，必须有个环系统围绕着行星才能解释。后来他们又侦测到四个额外的环。旅行者2号在1986年飞掠过天王星时，直接看见了这些环。旅行者2号也发现了两圈新的光环，使环的数量增加到11圈。
　　在2005年12月，哈勃太空望远镜侦测到一对早先未曾发现的蓝色圆环。最外围的一圈与天王星的距离比早先知道的环远了两倍，因此新发现的环被称为环系统的外环，使天王星环的数量增加到13圈。哈柏同时也发现了两颗新的小卫星，其中的天卫二十六还与最外面的环共享轨道。在2006年4月，凯克天文台公布的新环影像中，外环的一圈是蓝色的，另一圈则是红色的。
　　关于外环颜色是蓝色的一个假说是，它由来自天卫二十六的细小冰微粒组成，因此能散射足够多的蓝光。天王星的内环看起来是呈灰色的。

卫星
　　已知天王星有27颗天然的卫星，这些卫星的名称都出自莎士比亚和蒲伯的歌剧中。五颗主要卫星的名称是米兰达（Miranda）、艾瑞尔（Ariel）、乌姆柏里厄尔（Umbriel）、泰坦尼亚（Tatania）和欧贝隆（Obeon）。第一颗和第二颗（泰坦尼亚和欧贝隆）是威廉·赫歇耳在1787年3月13日发现的，另外两颗艾瑞尔和乌姆柏里厄尔是在1851年被威廉·拉索尔发现的。在1852年，威廉·赫歇耳的儿子约翰·赫歇耳才为这四颗卫星命名。到了1948年杰勒德P. 库普尔发现第五颗卫星米兰达。
　　天王星卫星系统的质量是气体巨星中最少的，的确，五颗主要卫星的总质量还不到崔顿的一半。最大的卫星，泰坦尼亚，半径788.9公里，还不到月球的一半，但是比土星第二大的卫星Rhea稍大些。这些卫星的反照率相对也较低，乌姆柏里厄尔约为0.2，艾瑞尔约为0.35（在绿光）。这些卫星由冰和岩石组成，大约是50%的冰和50%的岩石，冰也许包含氨和二氧化碳。
　　在这些卫星中，艾瑞尔有着最年轻的表面，上面只有少许的陨石坑；乌姆柏里厄尔看起来是最老的。米兰达拥有深达20公里的断层峡谷，梯田状的层次和混乱的变化，形成令人混淆的表面年龄和特征。有种假说认为米兰达在过去可能遭遇过巨型的撞击而被完全的分解，然后又偶然的重组起来。
　　1986年1月，旅行者2号太空船飞越过天王星，在稍后研究照片时，发现了Perdita和10颗小卫星。后来使用地面的望远镜也证实了这些卫星的存在。


天王星环

天王星环（ Rings of Uranus ），是直径小于10米的黑暗颗粒物质组成的暗淡环系统，是继土星环之后，在太阳系内被发现的第二个环系统。已知的13个清晰的环中，最亮的是ε环。
天王星是英国天文学家威廉斯·赫歇耳在1781年3月13日发现的，他利用自制的口径为16厘米的望远镜看到了这颗行星。最初他曾以为这是一颗彗星，但是进一步观测之后表明，这是一颗比土星更远的新行星。天王星围绕太阳的转动周期（公转周期）是84年，自转周期为16.2小时。它沿一个椭圆形轨道转动，轨道平均半径约为28亿公里（19.18天文单位）。天王星与其它太阳系行星不同，它仿佛是侧身躺着围绕自己的轴在转动。
从发现天王星至今已经一共找到10个天王星环和15颗卫星，天王星环不像土星环，它们非常细，是名副其实的线状环，因此只有利用特殊的观察方法才能看到天王星环。
认为威廉·赫歇尔在18世纪就观察到天王星环的理由，首先来自于他的观测记录，详述在1789年2月22日对天王星的观测，包括以下的段落：“觉得有一个环”。
赫歇尔在一张小图上画出了圆环，并且注明“有一点倾向于红色”，夏威夷的凯克望远镜则证实了这样的描述是真实的。赫歇尔的笔记在1797年被皇家学会印制出版，但是在1797至1977年将近二个世纪的时间，天王星环很少，甚至根本未曾被提及。这不得不很严肃的怀疑赫歇尔究竟看见了什么，而之后其他的数百位天文学家却什么都没有看见？平心而论，即使赫歇尔给了天王星环与天王星大小的正确关系，天王星在太阳附近的移动也可能改变了环和他的颜色。
在2005年12月，哈勃太空望远镜侦测到一对早先未曾发现的圆环，如今称为外环系统，使天王星环已知的数量增加到13圈。最外面的环称为μ环，是较明亮的η环距离的两倍远。哈柏同时也发现了两颗新的小卫星，其中的天卫二十六还与最外面的μ环共享轨道，并且被炸出来的表面物质可能是环的原料来源。
在2006年4月，凯克天文台公布的新环影像中，最外环的一圈是蓝色的，另一圈则是红色的。关于外环颜色是蓝色的一个假说是，它由来自天卫二十六的细小冰微粒组成，因此能散射足够多的蓝光。天王星的内环看起来是呈灰色的。


天王星卫星

天王星卫星（汉语拼音：Tianwangxing Weixing；英语：Uranus，Satellites of），简称天卫。1948年前发现的5颗天卫星均属规则卫星。1986年旅行者2号在天卫五轨道内又发现了10颗黝黑、直径也小得多的天卫（见表）。天卫的平均密度介于1.26到1.65克／厘米3之间，它们的环形山下常覆盖有一层富碳的有机物，很可能是由岩石与固态的甲烷、氨冰的混合物所构成的。

　　　　　　　　　　表：天王星卫星表（按与天王星距离排列）


海王星

海王星（英文：Neptune），太阳系八大行星中距离太阳排名第八的行星，距离太阳大约30个天文单位，公转周期大约相当于地球上的165个年，大约相当于天王星的两倍。从地球上观测海王星的最大亮度为7.78个视星等，从地球上观测海王星的最低亮度为8.02个视星等。

 海王星照片，1989年旅行者2号拍摄
　　1845～1846年，英国J.C.亚当斯和法国U.勒威耶分别独立算出它的轨道和在天空的位置，1846年德国J.G.伽勒根据勒威耶的报告发现了它。1989年旅行者2号改变了海王星资料贫乏的状况，海王星大气相当透明，成分与天王星大气相近，但甲烷、氨的含量更高，而且大气活动剧烈得多，到处狂风呼啸，甲烷组成的白云在湍急的气流中翻滚不止，形成和消散都很迅速。耐人寻味的是，南半球上也有一个与木星大红斑类似的大黑斑和2个小黑斑，大黑斑约12000千米×8000千米，亦在顺时针方向急剧旋转，在它后面有时又会滋生出许多尾随它的小黑斑。大黑斑上空则有两个亮斑。海王星南极区则有宽3000多千米的黑带，估计是一片风暴区。海王星的磁场强度是地磁的2～3倍，磁轴与自转轴有50度的交角。所以它也具有磁层，会产生极光。科学家们推测，海王星的表面是一种由甲烷、氢和水冰组成的半流体，它的下面则是一个坚硬无比的钻石核心。旅行者2号还证实了海王星有8颗卫星（见海王星卫星）和5条环带，但有的环并不完整。

卫星
 海王星卫星S/2004N1，直径约为19千米，距地球约48亿千米。
　　海王星有14颗已知的天然卫星。其中最大的、也是唯一拥有足够质量成为球体的海卫一在海王星被发现17天以后就被威廉·拉塞尔发现了。与其他大型卫星不同，海卫一运行于逆行轨道，说明它是被海王星俘获的，大概曾经是一个柯伊伯带天体。它与海王星的距离足够近使它被锁定在同步轨道上，它将缓慢地经螺旋轨道接近海王星，当它到达洛希极限时最终将被海王星的引力撕开。海卫一是太阳系中被测量的最冷的天体，温度为-235℃（38K）。
　　海王星第二个已知卫星（依距离排列）是形状不规则的海卫二，它的轨道是太阳系中离心率最大的卫星轨道之一。从1989年7月到9月，“旅行者2号”发现了六个新的海王星卫星。其中形状不规则的海卫八以拥有在其密度下不会被它自身的引力变成球体的最大体积而出名。尽管它是质量第二大的海王星卫星，它只是海卫一质量的1/400。最靠近海王星的四个卫星，海卫三、海卫四、海卫五和海卫六，轨道在海王星的环之内。第二靠外的海卫七在1981年它掩星的时候被观察到。起初掩星的原因被归结为行星环上的弧，但据1989年“旅行者2号”的观察，才发现是由卫星造成的。2004年宣布了在2002年和2003之间发现的五个新的形状不规则卫星。由于海王星得名于罗马神话的海神，它的卫星都以低等的海神命名。
　　SETI协会研究员马克·肖华特（Mark Showalter）2013年发现了围绕海王星的一颗新卫星，编号为海王星卫星S/2004N1，直径约为19千米，距地球约48亿千米。


海王星卫星

海王星卫星（Neptune，satellites of），简称海卫。已知8颗。旅行者2号所发现的6颗还未统一命名，临时编号分别为1989N1，1989N2，……1989N6，其大小分别为400、210×190、140、160、90、50千米；1846年发现的海卫一和1949年发现的海卫二直径分别为1360千米和340千米。海卫一是非常特殊的卫星，其大小与月球相仿，是太阳系中4个有大气的卫星之一，它离海王星较近，但却是逆行的。1989年旅行者2号发现它几乎具有行星的一切特征：不仅有行星所有的天气现象，具有类似行星的地貌和内部结构，它的极冠比火星极冠还大，上面的火山也在活动（但喷出的是冰雪团和冰氮颗粒），更令人惊奇的是它还具有只有行星才有的磁场。


冥王星

冥王星（小行星序号：134340 Pluto；天文代号：♇），是太阳系柯伊伯带中的矮行星，是第一颗被发现的柯伊伯带天体。在直接围绕太阳运行的天体中，冥王星体积排名第9，质量排名第10。冥王星是以罗马冥神的名字命名的。
　　冥王星是体积最大的海外天体，其质量仅次于位于离散盘中的阋神星。与其他柯伊伯带天体一样，冥王星主要由岩石和冰组成。冥王星仅有月球质量的1/6、月球体积的1/3。冥王星的轨道离心率及倾角皆较高，近日点为30天文单位（44亿公里），远日点为49天文单位（74亿公里）。冥王星因此周期性进入海王星轨道内侧。海王星与冥王星因相互的轨道共振而不会碰撞。在冥王星距太阳的平均距离上太阳光需要5.5小时到达冥王星。
　　1930年C.W.汤博发现冥王星，并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相若的冰制天体挑战冥王星的行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%，国际天文联合会（IAU）因此在翌年正式定义行星概念。新定义将冥王星排除行星范围，将其划为矮行星（类冥天体）。
　　2015年7月14日，美国宇航局发射的新视野号探测器飞掠冥王星，成为人类首颗造访冥王星的探测器。
　　2016年3月4日，美国航天局“新视野”号探测器项目团队最新发现冥王星的顶部也覆盖着皑皑“白雪”。

 2015年7月，新视野号任务拍摄到冥王星的彩色照片
 2015年7月，美国宇航局的新视野号任务拍摄了冥王星的山脉和平原


冥王星卫星

冥王星卫星（Pluto，satellites of），仅知1颗，为美国克里斯蒂于1978年发现，当时临时编号1978P1，现命名为喀戎，中译名冥卫一。它的发现使人们第一次得到冥王星质量的准确值，确立了冥王星的大行星地位，导致了新的行星分类方法，因而有很大的意义。经过多次测算，冥卫一的半径值为580±50千米，超过冥王星的一半，是太阳系中与行星比例最大的卫星。由此可估算出其质量为1.3×1021千克。冥卫一恰位于冥王星的同步卫星轨道上，两者中心距19000千米，所以它是太阳系中唯一的天然同步卫星，不仅它始终以同一面朝向冥王星，冥王星也始终以同一面朝着冥卫一。冥王星的自转周期、绕冥王星的公转周期及冥王星的自转周期均为6.3867天。


水内行星

水内行星（intra-Mercurial planet），设想中的轨道在水星轨道以内的大行星。19世纪中叶人们发现在扣除了其他行星的影响后，水星的近日点每世纪会向东前进43″，因受发现海王星启发，多数人认为这是因存在水内行星所致。法国天文学家U.勒威耶甚至几次作了预报，为它准备了“火神星”的名字。即使到今天，搜寻水内行星仍常是日全食观测的一个重要课题，1973年两个比利时天文学家声称发现了它。实际上，这种进动早在20世纪初A.爱因斯坦已用广义相对论作了圆满的解释，理论与观测十分吻合，因此现代天文学家基本上否认了它存在的可能。


冥外行星

冥外行星（trans-Pluto），设想中存在于冥王星轨道之外的大行星。坚信它存在的理由有：①冥王星太小，难以说明观测到的天王星、海王星轨道运动的一些反常变化。②九大行星【注】仅占太阳系很小区域，在外面应还有行星。③从彗星轨道研究中也可看出存在冥外行星的端倪。但也有许多人持否定观点：从起源演化观点看，海王星轨道外的原始星云物质已十分稀少，除了冥王星外，不可能再有大行星；天王星、海王星的不规则运动极小，可能是观测误差或其他原因造成；彗星运动可用诸如非引力效应等说明。人们寄希望于从不同方向飞出的2个先驱者探测器，它们可能将为冥外行星作出科学的判断。
【注】 1930年克莱德·汤博发现冥王星，并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相若的冰制天体挑战冥王星的行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%，国际天文联合会（IAU）因此在翌年正式定义行星概念。新定义将冥王星排除行星范围，将其划为矮行星（类冥天体）。


小行星

编号为2020 XL5 的小行星（构想图），直径约1.2公里，在大约500年至1000年前开始陪伴地球，会随地球公转至少4000年，不会对地球构成威胁。西班牙和美国研究人员2022年2月1日在英国杂志《自然·通讯》发表论文宣布上述发现。新华社/路透
小行星（希腊语：Αστεροειδής，英语：Asteroid），微型行星的一种。以太阳系而言，小行星属于太阳系小天体（SSSB），和行星一样环绕太阳运动，但体积和质量比行星小得多，轨道大多在离太阳2.17～3.64天文单位之间。广义的小行星大小介于流星体和矮行星之间，直径可从数公尺至1,000公里不等，包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。但大部分的小行星都分布于内太阳系，加上外太阳系小天体（如半人马群和海王星外天体）的物理特性和内太阳系小天体有所差异，因此“小行星”一词更常被用于专指内太阳系非彗星的小天体。
小行星一般被认为是由太阳系形成时期的微行星演变而来，是至今发现数量最多的太阳系天体，至2021年9月4日止，太阳系内已有约112.1万颗小行星被确认（包含外太阳系小天体），其中约52%已有正式编号，但这很可能仍仅是所有小行星中的一小部分。受到2000年代以后观测技术进步以及观测任务渐多的影响，已发现的小行星数量每天都在持续增长，如今每个月都能有多达数千颗新的小行星被发现。
尽管至今已发现了数量相当庞大的小行星，当中只有极少数的直径大于100公里。到1990年代为止最大的小行星是谷神星，但近年在古柏带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大，比如2000年发现的伐楼拿（Varuna）的直径为900公里，2002年发现的夸欧尔（Quaoar）直径为1,280公里，2004年发现的厄耳枯斯的直径甚至可能达到1,800公里。2003年发现的塞德娜（小行星90377）位于古柏带以外，其直径约为1,500公里。不过也有天文学家认为以上这些天体可能都属于矮行星。
根据估计，小行星的数目应该有数百万，详见小行星列表，而最大型的小行星现在开始重新分类，被定义为矮行星。

 灶神星（Vesta），太阳系的小行星。2012年黎明号拍摄了这张原始行星灶神星的照片。NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA
目录

1 小行星研究的历史
2 小行星的命名
3 小行星的来源
4 小行星的构成
5 小行星的轨道与近地小行星

5.1 主小行星带的小行星
5.2 火星轨道内的小行星
5.3 在其他行星的轨道上运行的小行星
5.4 土星和天王星之间的小行星
5.5 古柏带的小行星
5.6 水星轨道内的小行星

6 小行星的探测

小行星研究的历史
1760年有人猜测太阳系内的行星离太阳的距离构成一个简单的数码系列。按这个系列在火星和木星之间有一个空隙，这两颗行星之间也应该有一颗行星。18世纪末有许多人开始寻找这颗未被发现的行星。著名的提丢斯-波得定则就是其中一例。当时欧洲的天文学家们组织了世界上第一次国际性的科研专案，在哥达天文台的领导下全天被分为24个区，欧洲的天文学家们有系统地在这24个区内搜索这颗被称为“幽灵”的行星。但这个专案没有任何成果。
1801年1月1日晚上，朱塞普·皮亚齐在西西里岛上巴勒莫的天文台内在金牛座里发现了一颗在星图上找不到的星。皮亚齐本人并没有参加寻找“幽灵”的项目，但他听说了这个项目，他怀疑他找到了“幽灵”，因此他在此后数日内继续观察这颗星。他将他的发现报告给哥达天文台，但一开始他称他找到了一颗彗星。此后皮亚齐生病了，无法继续他的观察。而他的发现报告用了很长时间才到达哥达，此时那颗星已经向太阳方向运动，无法再被找到了。
高斯此时发明了一种计算行星和彗星轨道的方法，用这种方法只需要几个位置点就可以计算出一颗天体的轨道。高斯读了皮亚齐的发现后就将这颗天体的位置计算出来送往哥达。奥伯斯于1801年12月31日晚重新发现了这颗星。后来它获得了谷神星这个名字。1802年奥伯斯又发现了另一颗天体，他将它命名为智神星。1803年婚神星，1807年灶神星被发现。一直到1845年第五颗小行星义神星才被发现，但此后许多小行星被很快地发现了。到1890年为止已有约300颗已知的小行星了。
1890年摄影术进入天文学，为天文学的发展给予了巨大的推动。此前要发现一颗小行星天文学家必须长时间记录每颗可疑的星的位置，比较它们与周围星位置之间的变化。但在摄影底片上一颗相对于恒星运动的小行星在底片上拉出一条线，很容易就可以被确定。而且随着底片的感光度的增强它们很快就比人眼要灵敏，即使比较暗的小行星也可以被发现。摄影术的引入使得被发现的小行星的数量增长巨大。1990年CCD摄影的技术被引入，加上电脑分析电子摄影的技术的完善使得更多的小行星在很短的时间里被发现。今天已知的小行星的数量约达70万。
一颗小行星的轨道被确定后，天文学家可以根据对它的亮度和反照率的分析来估计它的大小。为了分析一颗小行星的反照率一般天文学家既使用可见光也使用红外线的测量。但这个方法还是比较不可靠的，因为每颗小行星的表面结构和成分都可能不同，因此对反照率的分析的错误往往比较大。
比较精确的资料可以使用雷达观测来取得。天文学家使用射电望远镜作为高功率的发生器向小行星投射强无线电波。通过测量反射波到达的速度可以计算出小行星的距离。对其他资料（衍射资料）的分析可以推导出小行星的形状和大小。此外，观测小行星掩星也可以比较精确地推算小行星的大小。
现在也已经有一系列无人太空船在一些小行星的附近对它们进行过研究，这些探测任务的成就包括：

 1991年：伽利略号在它前往木星的路程上飞掠小行星951，是首架探测小行星的探测器。

 1993年：伽利略号以2,390公里的距离飞掠艾女星（小行星243）。

 1997年：会合-舒梅克号以1,212公里的距离飞掠小行星253。

 1999年：深空1号以26公里的距离飞掠小行星9969

 2001年：会合-舒梅克号于爱神星（小行星433）登陆，是首架成功登陆小行星的探测器。

 2002年：星尘号以3,300公里的距离飞掠小行星5535。

 2005年：隼鸟号于小行星25143登陆，并在五年后将采集的样本送回地球，是首架成功带回小行星样本的探测器。

 2008年：罗塞塔号以800公里的距离飞掠小行星2867。

 2010年：罗塞塔号以3,162公里的距离飞掠司琴星。

 2011年：曙光号进入环绕灶神星的轨道，并绕行超过一年，是迄今探测过最大型小行星的探测器。

 2012年：嫦娥二号以3.2公里的距离飞掠小行星4179，是距离飞掠目标最近的探测器。

 2018年：OSIRIS-REx和隼鸟2号分别抵达小行星101955和小行星162173。

 2019年：新视野号以3,500公里的距离飞掠小行星486958，是迄今探测过最遥远天体的探测器。

小行星的命名
 C-型小行星梅西尔德星
小行星的名字由两个部分组成：前面是一个永久编号，后面是一个名字。每颗被证实的小行星先会获得一个永久编号，发现者可以为这颗小行星建议一个名字。这个名字要由国际天文联会批准才被正式采纳，原因是因为小行星的命名有一定的常规。因此有些小行星没有名字，尤其是在永久编号在上万的小行星。假如小行星的轨道可以足够精确地被确定后，那么它的发现就算是被证实了。在此之前，它会有一个临时编号，是由它的发现年份和两个字母组成，比如2004 DW。
皮亚齐于1801年在西西里岛发现第一颗小行星，他将这颗星起名为谷神·费迪南星。前一部分是以西西里岛的保护神谷神命名的，后一部分是以那波利国王费迪南四世命名的。但各国学者们对此不满意，因此将第二部分去掉了，所以第一颗小行星的正式名称是小行星1号谷神星。
此后发现的小行星都是按这个传统以罗马或希腊的神来命名的，如智神星、灶神星、义神星等。并且约定命名权归发现者，而且必须使用女性神的名字。
但随着越来越多的小行星被发现，最后古典神话的名字都用光了。因此后来的小行星以发现者夫人的名字、历史人物或其他重要人物、城市、地点、童话人物名字或其他神话里的神来命名。直到21世纪初，才废除采用女性化名称的命名方式。比如216 艳后星是依据埃及女王克娄巴特拉七世命名的，2001爱因斯坦是以阿尔伯特·爱因斯坦命名的，17744福斯特是依据女演员茱蒂·福斯特命名的，小行星1773是按格林童话中的一个侏儒命名的，145523鹿林是以中央大学在台湾鹿林山的发现地点鹿林天文台为名等。截至2015年10月27日，具有轨道数据的小行星共1,266,470颗，获永久编号的小行星共450,133颗，已命名的小行星共19,513颗。
对于一些编号是1000的倍数的小行星，习惯上以特别重要的人、物来命名（但常有例外）。
由于永久编号已超过100,000，一些原来应付5位编号的程序便无法支援，因此出现了一些在万位元采用英文字母的编号表示方法，即A=10、B=11……Z=35；a=36……z=61，在此安排下，619,999号以下的小行星仍然可以用5位表示。

小行星的来源
 伽利略号于1993年拍摄到的艾女星与其卫星
一开始天文学家以为小行星是一颗在火星和木星之间的行星（法厄同星）破裂而成的，但小行星带内的所有小行星的全部质量比月球的质量还要小。今天天文学家认为小行星是太阳系形成过程中没有形成行星的残留物质。木星在太阳系形成时的质量增长最快，它防止在今天小行星带地区另一颗行星的形成。小行星带地区的小行星的轨道受到木星的干扰，它们不断碰撞和破碎。其他的物质被逐出它们的轨道与其他行星相撞。大的小行星在形成后由于铝的放射性同位素26Al（和可能铁的放射性同位素60Fe）的衰变而变热。重的元素如镍和铁在这种情况下向小行星的内部下沉，轻的元素如矽则上浮。这样一来就造成了小行星内部物质的分离。在此后的碰撞和破裂后所产生的新的小行星的构成因此也不同。有些这些碎片后来落到地球上成为陨石。

小行星的构成
通过光谱分析所得到的资料可以证明小行星的表面组成很不一样。按其光谱的特性小行星被分几类：

 C-型小行星：这种小行星占所有小行星的75%，因此是数量最多的小行星。C-型小行星的表面含碳，反照率非常低，只有0.05左右。一般认为C-型小行星的构成与碳质球粒陨石（一种石陨石）的构成一样。一般C-型小行星多分布于小行星带的外层。

 S-型小行星：这种小行星占所有小行星的17%，是数量第二多的小行星。S-型小行星一般分布于小行星带的内层。S-型小行星的反照率比较高，在0.15到0.25之间。它们的构成与普通球粒陨石类似。这类陨石一般由矽化物组成。

 M-型小行星：剩下的小行星中大多数属于这一类。这些小行星可能是过去比较大的小行星的金属核。它们的反照率与S-型小行星的类似。它们的构成可能与镍-铁陨石类似。

 E-型小行星：这类小行星的表面主要由顽火辉石构成，它们的反照率比较高，一般在0.4以上。它们的构成可能与顽火辉石球粒陨石（另一类石陨石）相似。

 V-型小行星：这类非常稀有的小行星的组成与S-型小行星差不多，唯一的不同是它们含有比较多的辉石。天文学家怀疑这类小行星是从灶神星的上层矽化物中分离出来的。灶神星的表面有一个非常大的环形山，可能在它形成的过程中V-型小行星诞生了。地球上偶尔会找到一种十分罕见的石陨石，HED-非球粒陨石，它们的组成可能与V-型小行星相似，它们可能也来自灶神星。

 G-型小行星：它们可以被看做是C-型小行星的一种。它们的光谱非常类似，但在紫外线部分G-型小行星有不同的吸收线。

 B-型小行星：它们与C-型小行星和G-型小行星相似，但紫外线的光谱不同。

 F-型小行星：也是C-型小行星的一种。它们在紫外线部分的光谱不同，而且缺乏水的吸收线。

 P-型小行星：这类小行星的反照率非常低，而且其光谱主要在红色部分。它们可能是由含碳的矽化物组成的。它们一般分布在小行星带的极外层。

 D-型小行星：这类小行星与P-型小行星类似，反照率非常低，光谱偏红。

 R-型小行星：这类小行星与V-型小行星类似，它们的光谱说明它们含较多的辉石和橄榄石。

 A-型小行星：这类小行星含很多橄榄石，它们主要分布在小行星带的内层。

 T-型小行星：这类小行星也分布在小行星带的内层。它们的光谱比较红暗，但与P-型小行星和R-型小行星不同。

过去人们以为小行星是一整块完整单一的石头，但小行星的密度比石头低，而且它们表面上巨大的环形山说明比较大的小行星的组织比较松散。它们更象由重力组合在一起的巨大的碎石堆。这样松散的物体在大的撞击下不会碎裂，而可以将撞击的能量吸收过来。完整单一的物体在大的撞击下会被冲击波击碎。此外大的小行星的自转速度很慢。假如它们的自转速度高的话，它们可能会被离心力解体。今天天文学家一般认为大于200米的小行星主要是由这样的碎石堆组成的。而部分较小的碎片更成为一些小行星的卫星，例如：小行星87便拥有两颗卫星。

小行星的轨道与近地小行星
主小行星带的小行星
约90%已知的小行星位于主小行星带中；主小行星带是界于火星与木星之间，一个相当宽广的地带。谷神星、智神星等首先被发现的小行星都是主小行星带内的小行星。

火星轨道内的小行星
火星轨道内的小行星总的来说分三群：

 阿莫尔型小行星群：这一类小行星穿越火星轨道并来到地球轨道附近。其代表性的小行星是1898年发现的爱神星，这颗小行星可以到达离地球0.15天文单位的距离。1900年和1931年爱神星来到地球附近时天文学家用这个机会来确定太阳系的大小。1911年发现的小行星719后来又失踪了，一直到2000年它才重新被发现。这个小行星组以小行星1221阿莫尔命名，其轨道离太阳1.08到2.76天文单位，这是这个群相当典型的一个轨道。

 阿波罗型小行星群：这个小行星群的小行星的轨道位于火星和地球之间。这个组中一些小行星的轨道离心率非常高，它们的近日点一直到达金星轨道内。这个群典型的小行星轨道有1932年发现的小行星1862阿波罗，它的轨道在0.65到2.29天文单位之间。小行星69230曾在仅仅1.5月球距离处飞略地球。

 阿登型小行星群：这个群的小行星轨道一般在地球轨道以内。该群以1976年发现的小行星2062阿登命名。这类小行星的离心率比较高，它们有时从地球轨道内与地球轨道向交。

这些小行星都统称为近地小行星。近年人们对这些小行星的研究加深了，因为它们理论上是有可能与地球相撞的。比较有成绩的计划包括林肯近地小行星研究小组（LINEAR）、近地小行星追踪（NEAT）和罗威尔天文台近地天体搜索计划（LONEOS）等。

在其他行星的轨道上运行的小行星
在其他行星轨道的拉格朗日点上运行的小行星被称为特洛伊小行星。最早被发现的特洛伊小行星是在木星轨道上的小行星，它们中有些在木星前，有些在木星后运行。有代表性的木星特洛伊小行星有小行星588和小行星1172。1990年第一颗火星特洛伊小行星小行星5261被发现，此后还有其他四颗火星特洛伊小行星被发现。

土星和天王星之间的小行星
土星和天王星之间的小行星有一群被称为半人马小行星群的小行星，它们的偏心率都相当大。最早被发现的半人马小行星群的小行星是小行星2060。估计这些小行星是从柯伊伯带中受到其他大行星的引力干扰而落入一个不稳定的轨道中的。

古柏带的小行星
海王星以外的小行星属于古柏带。

水星轨道内的小行星
虽然一直有人猜测水星轨道内也有一个小行星群，但至今为止这个猜测未能被证实。

小行星的探测
在进入太空旅行的年代之前，小行星即使在最大的望远镜下也只是一个针尖大小的光点，因此它们的形状和地形仍然是未知的奥秘。
第一次获得小行星的特写镜头是1971年水手9号拍摄到的傅博斯和戴摩斯照片，这两个小天体虽然都是火星的卫星，但可能都是被火星捕获的小行星。这些图像显示出多数的小行星不规则、像马铃薯的形状。之后的航海家计划计划从气体巨星获得了更多小卫星的影像。

 盖斯普拉是第一个被拍摄到特写镜头的小行星。
前往木星的太空船伽利略号在1991年飞掠过951盖斯普拉（Gaspra），拍摄下第一张真正小行星特写镜头，然后是1993年的243艾女星和卫星载克太（Dactyl）。
会合-舒梅克号是第一个专门探测小行星的太空计划，他在前往433爱神星的途中，于1997年拍摄了253玛秀德（Mathilde），在完成了轨道环绕探测之后，在2001年成功的降落在爱神星上。
曾经被太空船在其他目的地航程中简略拜访过的小行星还有布雷尔（Braille，深空1号于1999年）和安妮法兰克（Annefrank，星尘号于2002年）。
日本的太空船隼鸟号在2005年9月抵达25143系川做了详细的探测，并成功取得样品返回地球。隼鸟号的任务曾遭遇到一些困难，包括三个动量轮坏了两个，使他很难维持对向太阳的方向来收集太阳能。这是人类第一次对地球有威胁性的小行星进行物质蒐集的研究。
接下来的小行星探测计划是欧洲太空总署的罗塞塔号（已于2004年发射升空），并在2008年和2010年分别探测史坦斯和鲁特西亚。
美国国家航空暨太空总署在2007年发射黎明号太空船，它在2011至2015年间环绕谷神星和灶神星，还可能延长任务去探测智神星。
中国国家航天局的嫦娥二号在探测完月球和日地拉格朗日L2点后，于2012年12月成功飞掠探测4179图塔蒂斯，最近飞越距离仅有3.2km，飞越时速高达10.73公里/秒，成功获得了高达5m分辨率的拍摄图像，这些都创造了飞掠型小行星探测任务的新纪录。
2018年9月22日，日本宇宙航空研究开发机构宣布隼鸟2号放出的两台探测机器人21日下午在小行星龙宫表面成功着陆，探测机器人开始在小行星表面移动展开探测并传回影像，为人造机器人首次在小行星上成功移动。
小行星已经被建议作为未来的地球资源来使用，作为罕见原料的采矿场，或是太空休憩站的修建材料。从地球发射是很笨重和昂贵的材料，未来或许能直接从设在小行星上的太空工厂直接制造和开采。但是根据在德雷克方程序基础上发展出的一个Elvis方程序的估算结果，太阳系内可能只有10颗小行星拥有开采价值的铂族金属。


彗星

彗星（comet），太阳系中小天体之一类。彗星是一团冰冻物质和尘埃（也许好几团物质一起运动），当它靠近太阳时成为可见。太阳的热使彗星物质蒸发，在冰核周围形成朦胧的彗发和一条稀薄物质流构成的彗尾。由于太阳风的压力，彗尾总是指向背离太阳的方向。这就是彗星之名的由来，因为希腊语的彗星意为“长发星”。
　　“脏雪球”模型是1949年弗雷德·惠普尔（Fred Whipple）提出的，已经得到实地造访彗星的无人空间探测器所证实。
　　彗星被认为起源于太阳系诸行星的轨道之外、大致在到最近恒星距离中点处（离太阳几万个天文单位）的一个球壳或晕之中。彗星可能从太阳系形成以来就已经贮存在这个奥尔特云中了；与之对立的理论则认为，当太阳系穿过巨分子云时，将逮住的“新”彗星补充到奥尔特云中去。奥尔特云可能含有数千亿颗彗星。不时路过的恒星通过引力干扰奥尔特云，将彗星推向太阳，而那里木星和其他巨行星的引力影响则可能将它们捕获到周期较短的轨道上。
　　有一个由彗星和其他宇宙碎片构成的中间环带，叫做柯伊伯带的，位于冥王星和海王星轨道之外、离太阳约35到1 000天文单位。柯伊伯带大概含彗星1亿颗，其中一些可能是从奥尔特云来的。不管起源如何，带中的彗星终将能够进入太阳系的行星领地。半人马星也许就是不久前被从柯伊伯带中抓过来放到现在轨道上的，但长周期彗星则被认为是从奥尔特云直接掉进来的。
　　典型彗星的固体核是很小的——如哈雷彗星核大约是15公里长，10公里宽，10公里高——但环绕它的彗发却可能宽阔达到几十万公里，而彗尾则可延伸上亿公里。彗发和彗尾的物质全来自核的蒸发，所以彗星每接近太阳一次，核就变小一些，最后将消失，剩下的只是一群沿轨道运动的尘埃微粒，它们在与地球相遇时引发流星雨。
　　彗星被随意分为两类——长周期的和短周期的。短周期彗星沿轨道走一圈的时间短于200年，它们基本上都在海王星轨道以内；长周期彗星沿轨道走一圈的时间长于200年（有些需要几百万年），它们可以远远超出行星轨道之外。已知短周期彗星大约有150颗，每年还有新的发现。哈雷彗星是这些定期拜访太阳系内区的客人中最亮的一个，周期是76年；恩克彗星的周期最短，只有3.3年。


哈雷彗星

1986年出现的哈雷慧星
　　哈雷彗星（汉语拼音：Ha lei hui xin；英语：Halley's comet），第一颗按照预言回归的彗星，因1705年英国天文学家E.哈雷正确地预言了它的回归而得名。该彗星平均每76年回归一次。公元前613～1910年间中国有它31次回归记录  。该彗星轨道偏心率达0.967，近日距8800万千米，远日距达53亿千米，上次过近日点的时间是1986年2月9 日，轨道倾角约162°（逆行）。其质量约1016千克  。在上次回归期间，被称为国际哈雷彗星监测的机构协调世界各国的观测研究，并有5个探测器作了近距探测，因而对其本质已有了深刻的了解。资料表明，其彗核确是一个混杂着砾石、沙粒、尘埃的脏雪球，大小为15千米×5千米，平均密度0.4克／厘米3，边缘极不规则，初看上去似一个烧焦了的土豆，表面比煤炭还黑，上面还有山脊，山谷和环形山之类的地形结构。探测器还观测到上面有几个奇特的亮斑活动区，大量的气体、尘埃物质正从这些活动区喷出。经推算，它回归期间损失物质达2×1012千克  。经过38万年即5000次回归后它将丧失殆尽。


陨石

陨石（汉语拼音：Yunshi；英语：Meteorite），穿越地球大气层后陨落到地面的流星体。又称陨星。陨石陨落过程是一种壮观的自然现象，陨石是来自天外之物，自古就引起人们的兴趣。关于这些从天外降落的石块和铁块，公元前2000年前在埃及的纸草书中已有记录。中国约有700多次陨石降落的文字记录，是全世界陨石研究古代陨石的珍贵资料。世界上一些历史悠久的国家中，在古墓葬中发现一些用铁陨石制作的器物，说明古代人已注意收集和利用陨石。但对陨石的真正科学研究，是从1860年左右偏光显微镜等测试技术的实际应用之后才开展起来的。最近20多年来，墨西哥的阿连德碳质球粒陨石雨、中国的吉林陨石雨和南极地区发现收集的5000多块陨石标本，对陨石研究起了很大的促进作用。除月球样品和宇宙尘外，陨石是可供直接研究的主要地球外物质。对陨石的研究分析，可获得大量的宇宙信息。
陨落过程
　　太阳系中有无 数的大小不等的流星体绕太阳以椭圆轨道运行。由于受其他天体的摄动或各天体间的碰撞会改变流星体的运行轨道，当流星体与地球相遇时，有可能陨落到地面，这就是陨石。
　　当流星体高速度(约11～72千米／秒)闯入地球大气层时，其前端的空气受到强烈压缩，可使温度骤升至几千度甚至上万度，使其表面物质熔化和气化。由于与大气分子的激烈碰撞而发光形成耀眼的火球，这就是人们所看到的火流星。火球一般出现在135千米至10千米的高空。火球消失后，人们有可能听到隆隆的响声。有的流星体在高空发生爆裂，爆裂后的许多碎块散落地面，这种现象称陨石雨，如1976年发生于中国的吉林陨石雨。陨石体高速与地表冲击碰撞还可形成陨石坑。
陨石的收集
　　世界各国收集陨石的历史较早，1747年，奥地利维也纳自然历史博物馆收藏了一块陨石，是为科学研究而收藏的最早的陨石。据估计，每年陨落到地球上的陨石约有500次，其中大多数陨落在海洋、江河、湖泊、山岭和荒漠地带，陨落在陆地而被发现和收集的可能只有几次。因此，陨石是稀有的珍贵宇宙标本。陨石大小不等。世界上已发现的最大铁陨石是非洲纳米比亚的霍巴铁陨石，重约60吨，中国的新疆大陨铁重约30吨；最大的石陨石是中国的吉林1号陨石，重1770千克。陨石表面一般都有一层很薄的黑色或深褐色的熔壳。陨石具有各种各样的不规则形状。
　　20世纪70年代以后，在南极地区发现大量各种类型的陨石，到1980年止，已收集到约5000块。这些陨石在非常清洁的极地条件下保存下来，具有极高的科学价值。世界上的多数陨石标本都收藏在各国的自然历史博物馆、国家博物馆、陨石博物馆、天文馆和地质矿产博物馆或陈列馆中。
　　陨石通常以陨落地点或发现地点的名称命名。
化学成分和矿物组成
　　组成陨石的近100种化学元素与组成太阳、地球和月球等太阳系天体的化学元素是一样的。但不同类型陨石的化学成分存在着显著的差异。陨石与地球岩石一样，基本上都是由矿物组成。但由于陨石体长期处于高度真空的宇宙空间环境，未经历地球岩石所受的变质作用和风化作用。因此，陨石矿物种类和共生组合与地球矿物存在明显不同。陨石中矿物约117种，其中约34种在地球岩石中未发现，而地球岩石矿物约有2400种；陨石的主要矿物只有橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铁纹石、镍纹石、陨硫铁、斜长石和层状硅酸盐(类蛇纹石或类绿泥石)　，种类比地球岩石少得多，地球岩石的主要矿物如石英、角闪石、钾长石、黑云母和白云母等在陨石中很少见或未发现；陨石中很少见到氢氧化物和Fe+3的化合物。
陨石分类
　　1863年，N.S.马斯基林把铁镍金属和硅酸盐含量大致相等的陨石作为一个陨石大类，称石铁陨石，为陨石分类奠定了基础。现代通常按陨石的矿物组成、化学成分和结构构造，划分为石陨石、铁陨石和石铁陨石3大类。而以石陨石最为常见，约占92％。石陨石又可分为球粒陨石和无球粒陨石。球粒陨石约占全部收集到的陨石的84％。铁陨石主要依据镍、镓、锗和铱的含量及陨石构造特征分为13个化学群。石铁陨石可分为橄榄陨铁、中铁陨石、古铜鳞英铁陨石和橄榄古铜铁陨石。
陨石中的有机质
　　由于陨石在陨落过程中和降落到地面后，可能受到地球有机物的污染，这给证认陨石中有机质的来源带来很大困难。在20世纪70年代以后，用有机质谱法分析了新陨落的碳质球粒陨石后，才证实了陨石中有机质的地外成因。已发现陨石中的有机化合物有氨基酸、卟啉、烷烃、芳香烃、嘌呤和嘧啶等。研究分析认为，这些有机化合物主要是原始星云凝集的晚期形成的，不是地外生命遗迹，而是非生物成因的前生物物质。这表明，地球形成时，这些与生命起源有关的有机物就混杂在地球内。但它们在地球漫长复杂的地质过程中的演化历史还不清楚。因此，对陨石等地外有机物的研究，将有可能揭示自然界有机物的形成及演化发展过程，为探索生命起源提供重要依据和线索。


陨星

陨星（汉语拼音：Yunxing；英语：Meteorite），自空间降落于地球表面的大流星体。除肉眼难见的微陨星外，92％以上都以石质为主，通常也可称陨石。按其成分大致可分陨石、陨铁、陨铁石3大类。陨石的平均密度在3～3.5间，主要成分是硅酸盐；陨铁密度为 7.5～8.0，主要由铁、镍组成；陨铁石成分介于两者之间，密度在5.5～6.0间。陨星的形状各异，最大的陨石是重1770千克的吉林1 号陨石，最大的陨铁是纳米比亚的戈巴陨铁 ，重约60吨；陨铁石之冠是山东莒南县的“大铁牛”，约重4吨  。近年来又发现了第四类陨星——陨冰，外表与普通冰区别甚小，落地后很快融化，故直至1958年才被确证。此外，在某些地区还有玻璃陨石，常呈黑色或深绿色，半透明，一般认为是陨星事件造成的，大陨星冲撞使地表及陨星的碎裂物很快融熔、迅速冷却结晶而成。人造卫星和运载火箭等人造天体则变成人造陨星。中国史料中有700多次陨星记录，最早可追溯到公元前2133年。同时中国还是最早利用陨铁制造武器和农具的国家。在陨石中现在已找到100多种矿物，其中24种是地球上没有的，20世纪70年代还在其中发现了60多种有机化合物。


陨铁

陨铁，主要由金属铁、镍组成，它的一个重要特征是镍的含量高，地球上自然铁中镍的含量不超过3％，一般在1％以下，而铁陨石中的镍含量都超过5％。铁陨石有两种重要的铁镍合金矿物。一种是铁纹石，镍的含量占4～7％；另一种是镍纹石，镍的含量占20％以上。将铁陨石表面抛光并用稀的硝酸溶液蚀刻，大多数铁陨石上会出现一种特殊的花纹（图6），由交叉条带组成，呈网状，而条带又被一些发亮的狭窄细带围绕，条带是铁纹石，细带是镍纹石，这种花纹称作维斯台登图案，具有这种花纹的铁陨石称作八面体铁陨石。铁陨石中常见的矿物是铁纹石、镍纹石、陨硫铁等。地球上的自然铁中是没有这种花纹的。根据科学工作者的研究，发现熔化的镍铁在异常缓慢冷却的条件下，才会结晶出这种花纹。

铁陨石分类表

到1978年底为止，在中国已收集到54次陨石，其中27次为石陨石（其中1次为世界极稀少的顽火辉石球粒陨石，其他26次为H群、L群和LL群的普通球粒陨石）；27次为铁陨石，都属于八面体铁陨石。


吉林陨石雨

吉林陨石雨（ Jilin Meteorite Shower ），1976年3月8日降落在中国吉林省吉林市北部地区，迄今人类历史上最大的、世界罕见的一场陨石雨。

吉林陨石雨分布图

陨石在地球大气层中高速降落时，因受高温高压气流冲击而发生爆裂。爆裂的碎块像雨一样散落到地面，这种现象称为陨石雨。吉林陨石雨下落时，当地上空先出现一个大火球，很快分裂成一个较大的火球和两个小火球，向西飞行。整个降落时间历时2分钟。这个地区100多万人听见火球高速飞行时由冲击波发出的霹雳般的巨响。陨石雨分布的地区，东西长约72千米，南北宽约8.5千米，面积近500平方千米。这是世界上已知的分布面积最广的石陨石雨，共收集到大小陨石样品4 000多块，总重为2 700多千克，其中最大的1号陨石重1 770千克，是人类迄今见到的最大的石陨石。

陨落过程和现象
20世纪70年代后期，中国学者对吉林陨石开展了多学科综合研究，研究查明，形成吉林陨石雨的母体是一颗在太阳系空间运行的重约5吨的流星体，运行轨道呈椭圆形，轨道的远日距约4.2亿千米，近日距约为1.5亿千米。1976年3月8日15时1分50秒至55秒，以每秒15～18千米的速度顺地球公转的方向追上地球，在黑龙江省镜泊湖地区上空以16°的入射角度进入大气层。由于冲击波的加热和强烈的摩擦，使周围的气体分子电离，其表面物质受热熔融、气化（估计表面层被烧去10厘米左右，大约丢失2.5～3.5吨物质），形成一个火流星（即目击者所见的火球）。这时它的表面温度为2 500～3 000 K，周围空气的温度为10 000℃左右。在距地面30千米以上的高空为直线弹道，在23～17千米高处发生多次小爆裂。大约在15时2分2～3秒，位于约19千米高空时发生一次主爆裂。于是，数吨陨石物质碎块以不同的速度和轨道撒落在500平方千米的地区。
根据地震台的记录，1号陨石落地时间是15时2分36秒，其他陨石跟随其后不过两分钟的时间相继落地。

陨石特征及形成演化
现场收集的陨石表面有一层厚约1毫米的熔壳，熔壳上有各种形态的气印和花纹。
吉林陨石的87Sr/86Sr的初始比值为0.701 1±0.001 6，Sr–Ru模式年龄为47亿年。这说明在47亿年前，组成吉林陨石的物质开始从太阳原始星云中分离出来，逐渐冷却。当温度冷却到大约2 000K时，高温难熔元素逐渐凝聚，相继形成碳硅石、石墨、锆英石、铬铁矿等难熔矿物。冷却到1 600～1 200K时，原始物质中大量的铁、镍金属凝聚成铁纹石和镍纹石；钙、镁的硅酸盐凝聚成辉石和橄榄石。冷却到1 100～1 000K时，则形成斜长石、白磷钙矿等副矿物。冷却到1 000～570K时，形成陨硫铁等硫化物。
对吉林陨石中球粒的研究表明，星云物质在凝聚中可能形成一些液滴，液滴旋转、冷却、结晶甚至相互碰撞，遂在陨石中形成内旋、重叠与撞裂的球粒。随后，星云中的各种凝聚物聚集成小的团块，并形成各种含水硅酸盐。残留的CO2、CO、H2O和H2等在各种催化物作用下，合成碳氢化合物。在吉林陨石中发现了11种氨基酸、嘌啉、色素、正构烷烃和异戊二烯烃等20多种有机化合物。
星云中的各种气体、尘埃和小团块，逐渐吸积成小的星子或陨石母体。根据吉林陨石测得的铀–铅年龄为45亿～46亿年，说明吉林陨石母体的固化年龄与地球、月球近似。吉林陨石的钾–氩年龄为36亿～38亿年，根据氩在陨石母体内的扩散丢失规律，计算出吉林陨石的母体位于一个半径约220千米的小行星表面以下20千米的深处。这颗小行星内部由于放射性元素衰变和其他能量的积累，温度增高，在20千米深处增温到1 000～1 100K，使某些矿物重结晶，矿物内的某些元素产生扩散平衡，玻璃质脱玻化并形成雏晶和微晶。
对吉林陨石矿物和化学成分的综合研究说明，吉林陨石属于橄榄石–古铜辉石球粒陨石或高铁群5型普通球粒陨石。剩余磁性、磁化率和居里点温度测定的结果表明，吉林陨石大约在42亿年前已冷却到850K，并获得了磁化。吉林陨石中橄榄石的钚–铀裂变径迹年龄为40±1.3亿年，辉石的年龄为39±0.4亿年，说明吉林陨石在距今39亿～40亿年前已冷却到400～500K，足以保存矿物中的裂变径迹。吉林陨石内氩的保留年龄为36亿～38亿年，证明在36亿～38亿年以来，陨石已经冷却到200K以下。通过对吉林陨石中镍纹石的镍含量和晶体大小的研究，计算出吉林陨石的母体大约每100万年下降1度。

中国科学工作者在考察吉林1号陨石

吉林陨石的矿物和球粒有遭到冲击破裂的残迹，说明其母体在太阳系空间运行过程中，曾经受到其他小天体的碰撞，母体可能经历过多次破碎。根据吉林陨石中宇宙成因38Ar的测定和计算，它受碰撞而脱离母体的时间距今大约有100万年。自此以后，它便单独在太阳系空间运行，直到1976年3月8日进入地球大气而化为一场陨石雨。

研究成果
吉林陨石雨的研究取得了如下重大成果：①确定其空间轨道与阿波罗型小行星相近及有关的飞行速度、爆炸高度、陨落角度等参数；②探讨了陨石形成的过程和物理化学条件，并将太阳星云的凝聚过程划分为6个阶段，为检验和完善太阳星云的演化模式提供了重要的实验依据；③确定其形成时间为47亿年，太阳星云与陨石固结（行星形成）年龄约为46亿年，探讨了陨石母体早期热历史和冷却速率，并划分为5个阶段9个过程；④建立了两阶段暴露历史的陨石宇宙成因核素分布标准模式，开辟了小天体的宇宙线照射历史研究新领域；⑤发现了数种复杂的有机物，提供了前生命期有机质化学演化和生命起源的新信息。此外，还锻炼出一支具良好业务素质的研究队伍。


流星

拍摄于安大略省南部一座后院天文台的这幅合成夜间影像中，狮子座流星群带着辉光划过夜空。
　　流星，运行在星际空间的流星体（通常包括宇宙尘粒和固体块等空间物质）在接近地球时由于受到地球引力的摄动而被地球吸引，从而进入地球大气层，并与大气摩擦燃烧所产生的明亮的光辉和余迹。一般出现于离地面80～120千米的高空，绝大多数流星相对地球的速度在11～72千米／秒，巨大的动能使它们远在到达低层大气之前就已被烧毁、气化，只有少数原来质量很大的流星才有可能有残骸落地而成为陨星。由射电观测得知，白天同样有万千流星下落，但总的说来，0～12时的流星多于12～24时，秋季多于春季。估计现在每年降落于地的流星物质有20万吨。中国古代有丰富的流星观测记录，最早的史料可追溯到鲁庄公七年(公元前687)。流星研究可提供地球高层大气的有关资料，还可利用余迹进行绝密的无线电通信。
　　流星有单个流星、火流星、流星雨几种。人们通常为流星赋予美好的意义，认为看到并对着流星许愿就能实现心愿。


流星雨

流星雨（汉语拼音：liúxīngyǔ），地球与流星群相遇时,短时间内出现许多流星,像下雨一样。


行星际物质

行星际物质（汉语拼音：Xingxingji Wuzhi；英语：Interplanetary  Medium），充斥于太阳系空间中的微小物质。包括行星际尘埃和行星际气体，广义的还包括行星际磁场、宇宙线和各种电磁辐 射，行星际尘埃除了绕太阳运动的流星体外，还有许多大小在微米到厘米间的尘粒。它们的分布很不均匀，在黄道面附近和地月系统附近较密，密度为10-21～10-23克／厘米3，而在地月系统以外的区域，密度大致以距离的平方律减小。行星际气体主要成分是质子、电子以及氦、碳、氮、氧等元素的核，每立方厘米中约几个。宏观上呈电中性，其来源有太阳风、彗星的蒸发、行星大气的逃逸等。


黄道光

黄道光（zodiacallight），因行星际尘埃对太阳光的散射而在黄道面上形成的银白色光锥，一般呈三角形，大致与黄道面对称并朝太阳方向增强。总的讲来黄道光很微弱，除在春季黄昏后或秋季黎明前在观测条件较理想情况下才勉强可见外，一般不易见到。黄道光是存在行星际物质的证明，由此推算出形成黄道光的尘埃总质量约在1015千克量级。观测表明，其亮度有较复杂的变化。中国汉代就有记录，西方的观测研究始于1683年法国的G.D.卡西尼。


对日照

对日照（汉语拼音：Dui ri zhao；英语：counterglow），背太阳黄道面上空微弱的椭圆形亮斑，范围小时为5°×8°，大时可达10°×20°。它比黄道光更暗弱。虽比周围环境明显地亮些，但任何人为的光亮都足以影响对它的观测，因此直至1856年才被发现。最佳观测期是每年3月和9月，地点应选择低纬度远离城市的高山区域。对日照的成因有多种解释：黄道光的延伸；地球高层大气激发；太阳风作用生成的地球尘尾的反射；多数人倾向于第一种观点。[[Category:太阳]


太阳系起源

太阳系起源（汉语拼音：Taiyangxi Qiyuan；英语：Solar System，Origin of），研究太阳系由何而来的天文学分支学科。力求说明太阳系是在什么时候、由什么形态的物质、以怎样的方式、经历了多少时间形成的。太阳系起源有两个主要问题：一是形成行星物质的来源，二是行星形成的方式和过程。前者大致有3类理论：①灾变，认为是恒星走近或掠碰太阳致使太阳或恒星抛出物质。②俘获，太阳在宇宙中运动时从星际空间得到。③共同形成，认为太阳与行星由原有的同一原始星云凝聚而成。后者则可归纳为五种观点：①先形成环体，由各环体独立凝聚成行星及其卫星。②先形成若干比现在行星更大的原行星，以后它们失去一部或大部物质而变为行星。③先形成许多质量约1025千克左右的气态球体，以后凝聚成与月球大小相仿的中介体，最后再集聚为行星。④先形成一系列大小不一的旋涡，通过旋涡形成行星、卫星。⑤通过尘埃、粒子、粒子团由小变大的过程而形成许多大小不一的星子，星子通过吸积而变成若干行星胎再发展为行星。
　　综观其研究史，几十种学说实质上可划为星云说和灾变说两大类。星云说在18～19世纪风靡一时，灾变说在19世纪末至20世纪前期几乎取而代之，但20世纪中叶以后又涌现出三四十种现代星云说，中国天文学家戴文赛也在70年代提出了一个新星云说。虽然这些学说彼此有很大不同，有的强调电磁作用，有的突出超新星作用，有的着眼于太阳系角动量的异常分布，有的强调星子集聚等。但它们通常具有3个共同特点：①坚持了康德-拉普拉斯星云说的精髓，即主张太阳与行星共同形成，但具体细节也不排斥某些灾变说中的合理部分。②充分运用现代科学各种新理论、新成果，包括恒星起源与空间探测的新发现、新资料。③论证中尽量作定量计算，条件许可时还进行各种模拟试验。由于新星云说取得了较大的成果，一些原主张灾变说的人也改变了观点。新星云说还在继续发展之中。


康德和拉普拉斯星云说

康德和拉普拉斯星云说（ Kant and Laplace nebular hypothesis ），康德于1755年和拉普拉斯于1796年各自提出关于太阳系起源的星云学说。它是最早的科学的天体演化学说。这两种星云说的基本论点相近，认为太阳系内一切天体都有形成的历史，都是由同一个原始星云按照客观规律──万有引力定律逐步演变而成的。
康德认为，这团原始星云是由大小不等的固体微粒组成的，“天体在吸引最强的地方开始形成”，万有引力使得微粒相互接近，大微粒把小微粒吸引过去凝成较大的团块，而且团块越来越大，引力最强的中心部分吸引的物质最多，先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向中心体下落时与其他微粒碰撞而改变方向，变成绕太阳的圆周运动，这些绕太阳运动的微粒又逐渐形成几个引力中心，这些引力中心最后凝聚成朝同一方向转动的行星。卫星形成的过程与行星类似。彗星则是在原始星云的外围形成，太阳对它们的引力较弱，所以彗星轨道的倾角多种多样。行星的自转是由于落在行星上的质点的撞击而产生的。康德还用行星区范围的大小来解释行星的质量分布（当时人们仅知水星、金星、地球、火星、木星、土星六颗大行星、十颗卫星和三十来颗彗星）。

拉普拉斯认为，形成太阳系的云是一团巨大的、灼热的、转动着的气体，大致呈球状。由于冷却，星云逐渐收缩。因为角动量守恒，收缩使转动速度加快，在中心引力和离心力的共同作用下，星云逐渐变为扁平的盘状。在星云收缩中，每当离心力与引力相等时，就有部分物质留下来，演化为一个绕中心转动的环，以后又陆续形成好几个环。这样，星云的中心部分凝聚成太阳，各个环则凝聚成各个行星。较大的行星在凝聚过程中同样能分出一些气体物质环来形成卫星系统。
康德星云说否定了牛顿的神秘的“第一推动力”，第一次提出了自然界是不断发展的辩证观点，因而在形而上学的僵化的自然观上打开了第一个缺口，这是从哥白尼以来天文学取得的最大进步。康德的学说侧重于哲理，而拉普拉斯则从数学和力学上进行论述。拉普拉斯的科学论述加上他在学术界的威望，使星云说在十九世纪被人们普遍接受。由于科学发展水平的限制，这两种星云学说也有不少缺点和错误，曾一度被人们摒弃。但是，目前不少天文学家认为，星云说的基本思想还是正确的。


阿尔文学说

阿尔文学说（ Alfvén's theory ），强调电磁作用的一种太阳系起源学说。1942年以来，瑞典学者阿尔文发表了一系列有关太阳系起源的论文。1976年，他把主要的研究成果总结在与阿亨尼斯合著的《太阳系的演化》一书中。阿尔文认为，太阳系内的天体都是由一个高度电离的气体云形成的。太阳一形成就有很强的磁场，其周围的高温电离气体云（离太阳0.1光年处）因冷却而还原成中性态，并因太阳的吸引而下落。当下落的动能超过电离能时，由于碰撞而再度电离，并在离太阳一定距离处停止下落。根据各元素的电离电位，阿尔文算出在离太阳不同距离处先后形成大小不等四个物质云。太阳系中的行星、卫星都分别由这四个云中的物质凝聚而成。阿尔文认为，规则卫星的形成过程同行星的相似，即在行星的周围也形成几个云，最后凝聚成规则卫星。
阿尔文于1942年最先提出磁耦合机制并用来解释太阳系角动量特殊分布问题。他还推出行星自转周期存在等周律。1969年又提出了一个“喷流”的新概念。所谓喷流，是指一群运动轨道几乎相同的天体。他指出：来到中心天体周围的等离子体总是先凝聚成尘粒或星子，然后形成喷流，而喷流能俘获与它相遇的所有固体微粒和星子，在喷流中集聚成较大的天体，直至最后形成绕中心体转动的天体（行星、卫星、彗星）而离开喷流为止。阿尔文在小行星中找到了三个喷流。以后，有些人又发现了更多的喷流。


坡印廷－罗伯逊效应

坡印廷－罗伯逊效应（ Poynting-Robertson effect ），光压使尘粒沿螺旋轨道缓慢落入太阳的一种效应。它起因于质点对辐射的吸收和发射。1903年坡印廷在讨论物体在辐射场中的运动时最先指出这种效应的存在，1937年罗伯逊用相对论导出并改进此效应的理论，因而得名。相对于太阳静止的小球体（半径b，截面σ=πb2），受到光压力为f=σE/c（E为辐射流密度，c为光速）。当小球体绕太阳公转（速度的径向分量Vr、切向分量Vθ）时，受到光压的相应分力为：

光压径向分力 fr与引力反向，为斥力；而切向分力 f θ与运动方向相反，使物体减速。光压作用的一个结果是把微小尘粒（质量 m＜ 10  -14克）排斥出太阳系；另一结果是使比较大的颗粒( 10 -14≤ m≤ 106克)沿螺旋轨道逐渐落向太阳。离太阳 r 天文单位处的尘粒，在时间 t=7.0× 10 6 bρr2年后便会落到太阳上(式中 ρ为尘粒的密度)。例如，小行星区1毫米大小的尘粒在6，000万年后都落到太阳上。 太阳风等离子流对尘粒也有类似 效应。 坡 印 廷- 罗伯逊 效应在研究太阳系演化中有重要作用，也被用于解释彗星现象和恒星的有关问题，但在大尺度星际云或星系演化中，这种 效应的影响可忽略不计。


灾变说

灾变说（汉语拼音：Zaibianshuo；英语：Catastrophic hyqothesis），太阳系起源中的学派，认为行星是某种偶发事件引起的剧变而形成的。第一个灾变说是法国人G.L.L.布丰1745年提出的彗星说：认为一颗大彗星掠碰太阳使它自转起来，而碰出的太阳物质在绕转过程中形成了行星和卫星。它否定上帝创世，一度有相当影响。从19世纪70年代～20世纪50年代，出现了20多种灾变说。其共同的特点是仰仗2颗或 3颗恒星（其中有一颗是太阳  ）  的彼此接近或碰撞来解释行星的起源。但是后来发现，它们至少有三大难题：①恒星间的接近或碰撞概率极小，难以说明有众多日外行星系存在。②从恒星或太阳拉出的物质扩散的速度远大于凝聚速度，不会形成行星。③计算表明，这种模式同样回避不了角动量的困难。因而20世纪50年代后逐渐走向衰落，有些学者还放弃了原有观点支持新星云说。当然也有些灾变说也含有一些可取之处，如美国T.C.张伯伦和F.R.摩尔顿的灾变说中有关行星由星子碰撞吸积方式形成的思想现已为多数新星云说所承袭和发展。


俘获说

俘获说（ capture hypothesis ），太阳系起源学说的一种。这种学说认为构成行星和卫星的物质是太阳形成后从太阳邻近区域或从银河系空间俘获来的。1944年，苏联天文学家О.Ю.施米特提出了“陨星说”。他认为，几十亿年前，太阳在绕银河系转动时，进入一个直径为10光年、与太阳相对速度为每秒5公里的星际云。太阳在云中运行了60万年，俘获了约为太阳质量3％的星际物质。这些物质慢慢形成一个扁平的、由尘粒组成的星云盘，行星和卫星就是在这个盘内形成的。由于原来云内的固体微粒的轨道是各种各样的，彼此碰撞使轨道要素“平均化”，因而所形成的行星轨道就有共面性、同向性、近圆性等特点。他还认为卫星的形成是行星形成的附带结果，而所有行星都是“冷起源”的。还有一些人提出了其他类型的俘获说，如爱尔兰的埃奇沃思、英国的彭德雷和威廉斯以及印度的米特拉等，他们虽然都主张太阳从恒星际空间俘获物质，但他们描述的图像和处理方法彼此间却有相当大的差别。提出俘获说的目的之一是为了说明太阳系角动量分布异常的问题，但计算表明，这种俘获的概率极其微小。同时，这类学说也无法解释太阳系的拉普拉斯不变平面与银道面的交角会大到近62°的问题。


太阳系化学

太阳系化学（ chemistry of solar system ），研究太阳系天体（太阳、行星、卫星、小行星和彗星等）的化学组成、物理化学性质、化学演化和年龄的学科。是天体化学的一个重要分支。
19世纪中叶以后发展起来的光谱分析用于测定太阳和行星大气的化学组成，使这一研究得以蓬勃发展。1931～1933年R.维尔特测得木星大气含有氨和甲烷，认为类木行星（木星、土星、天王星、海王星）由大量氢组成。20世纪50年代初，H.布朗按密度和化学组成把太阳系天体分为三类：岩石物质（类地行星及其卫星、小行星和流星体）、岩石–冰物质（彗星和类木行星的卫星）与气物质（太阳和类木行星）。美国天文学家G.P.柯伊伯和H.C.尤里注重研究太阳系起源的化学问题，特别注重陨石的化学分析结果。1956年H.E.修斯与尤里提出了一个更详细、更准确的太阳系元素丰度表，奠定了研究太阳系物质来源与化学演化过程的基础。人类进入航天时代后，太阳系化学的研究进入了更加活跃的时期。

目录

1 太阳系的化学组成
2 同位素组成及其异常
3 太阳系化学演化
4 太阳系的年龄
5 化学凝聚模型

太阳系的化学组成
从太阳光谱和太阳风可以得知太阳外层的化学组成。陨石研究表明，太阳系的难挥发元素的丰度与CI型碳质球粒陨石相近，而H、He、C、N、O与Ne等挥发性元素丰度则与太阳光球相当。太阳系各天体由不同比例的气体(H2、He与Ne)、冰(H2O、NH3与CH4)及岩石[Fe、FeS、(Fe,Mg)2SiO4与(Fe,Mg)SiO3]等物质组成。类地行星（水星、金星、地球与火星）及其卫星主要由岩石组成。木星、土星与太阳的成分相似，主要由氢与氦组成，但它们的核则可能是“石质”或“冰质”的，它们的卫星有的是“冰质”的，有的则是“石–冰质”的。木星和太阳的平均密度很接近，且木星上也有十分丰富的氢和氦。根据这些事实，一般认为形成太阳系的原始星云的化学组成与今太阳外部的化学组成是相同的，各个行星、卫星及其他天体在化学组成上的差异是星云化学分馏的结果。天王星、海王星与冥王星主要由H与He组成，但比木星富含H2O、NH3与CH4。
太阳系各天体的化学组成有如下一些特点：类地行星具有氧化型大气(CO2、O和H2O)，而类木行星和木卫六具还原型(H2、CH4与NH3)大气；类地行星与小行星的表面为硅酸盐质的，类木行星表面则是由气体组成；木星的卫星表面有两种：近木星者（4个规则卫星）具含冰的硅酸盐表面，而远离者为冰质表面。

同位素组成及其异常
传统观点认为，太阳系是由一个同位素组成均匀的太阳星云演化而成。由于一般化学过程不会对同位素组成产生明显的分馏效应，除H、He、Ne、Xe与40Ar外，通常都以地球物质的平均同位素组成代表太阳系的平均组成。由于太阳系的同位素分馏、放射性同位素衰变、宇宙线与太阳系物质产生的核反应、太阳风的注入和一些天体局部区域的链式核反应等过程引起的某些同位素组成异常，一般称为惯常同位素异常。此外，太阳系还存在一类化学、物理与核反应过程不能解释的原始同位素异常或非惯常同位素异常。如C型球粒陨石中已发现O、Mg、Si、Ca、Ti、Sr、Sm、Nd、Ne和Xe等多种原始同位素异常。从阿连德陨石包裹体中发现了由已灭绝的26Al衰变产生的26Mg异常，某些铁陨石中也发现过已灭绝的107Pd衰变而成的107Ag异常。表明原始同位素异常可能是在太阳系形成前的数百万年邻近超新星爆炸产物注入太阳星云所致。
关于太阳系化学组成与同位素组成的不均一性的原因，学者们有不同的看法：①太阳星云是银河系历次超新星爆炸和早期恒星核素合成的产物。尘埃混合的不均匀是“原始”不均一性的直接原因。②太阳星云是由单个恒星（相当于10～20个太阳的质量）不同演化阶段产物混合的结果，恒星外层凝聚粒子与爆炸期间形成的超新星各层凝聚粒子混合不均匀。③太阳系形成时各星云区域的物质宇宙线辐射作用不同，辐射产物的混合不均匀导致化学成分与同位素的不均一。④太阳系由一个等离子体气体尘埃凝聚而成，电离气体元素与太阳的距离由元素的电离电位所决定，结果在离太阳的不同距离形成了化学组成不同的星云。

太阳系化学演化
主要从以下三个方面了解太阳系的化学演化。
①太阳星云的形成。星际气体尘埃云进入银河旋臂区时发生减速和被压缩，邻近超新星的爆炸触发了星际气体尘埃云的坍缩、碎裂，形成了太阳星云。超新星气体与尘埃的注入“污染”了太阳星云。这一阶段确定了太阳星云的初始化学状态和同位素丰度分布的总体特征。
②太阳星云自身的化学演化。太阳星云在形成太阳的同时，加热了各星云区域，发生了对流混合，造成了同位素的均匀化和元素的分馏凝聚。由于星云收缩升温和太阳辐射对各星云区域物质的改造，以及太阳引力的差异，星云盘中气体与尘埃的组成与比例也发生着变化，产生了太阳系成员间化学成分和同位素组成的不均一性：靠近太阳者难熔元素相对增加，同位素几乎完全均一化；稍远者气体与前太阳尘粒共存，挥发性元素增高；远离太阳的区域为低温区，保持了原星云的组成与性质，H与He逃逸，而C、N、O及其化合物含量增高。随着星云的冷却，气态物质依次形成相应的无机或有机凝聚物：高温区形成富含难熔元素的较大尘粒，中温与低温区则生成富含挥发物质的较小尘粒。这些尘粒经过混合、凝聚与瓦解，遂在不同区域塌陷形成各种“石质”与“冰质”的星子。内行星区域的一些大星子通过碰撞与吸积，生成了不同比例Fe、Mg、Si、O与S等的水星、金星、地球、月球和火星等类地天体。在太阳星云的外部，由于潮汐力的扰动而分离成环，环通过引力作用转变为原行星，逐渐演变由不同比例H、He与冰物质组成的木星、土星、天王星等类木天体。在类地行星与类木行星之间的小行星带，随着与太阳距离的不同形成了化学组成不同的各类小行星。
③天体的化学演化。类地行星在放射能、引力收缩能与潮汐能的共同作用下发生化学分异，形成核、幔、壳和大气层。初期星子的撞击对化学分异（特别是表面的分异）作用有重要影响；由于各行星与太阳的距离（或卫星与行星的距离）不同，化学组成、大小和质量的差异，壳、幔、核的厚度与成分和大气层的成分与性质，以及所处的地质活动阶段也各有不同。

太阳系的年龄
地球和其他行星显然已经历过一个变质过程，难以得到形成与演化早期的化学资料；月球和卫星的变质程度较小，保留了一些早期的特征；小天体（小行星、陨星、彗星）没有多大的变质，保留了太阳系早期的信息。同位素年代测定得知，地球上最古老物质的年龄为45.6亿年，月球的古老岩石的年龄为46.5±0.5亿年，而陨星年龄达47亿年。一般认为太阳系年龄大于46亿年，由同位素含量测定的太阳系年龄上限为54±4亿年。从挥发性痕量元素及氧同位素含量比率测定的普通球粒陨石的吸积温度一般为450±50K，月球的吸积温度为450～500K（也有人认为是620K），推断出地球的吸积温度约为540K，这表明它们形成时的温度比现在高些。

化学凝聚模型
研究太阳星云形成太阳系各天体的化学演化过程的理论模式之一。J.S.刘易斯等人指出，在假定的太阳星云的密度、压力和化学组成条件下，主要由温度决定星云各部分的化学分馏过程，从而导致行星及卫星性质的差异。有两种截然不同的模型：平衡凝聚模型假定凝聚物相与气体相间以及凝聚物间在热力学平衡条件下发生反应，产生的化学成分是热力学的“态函数”；非平衡凝聚模型则认为气体相与凝聚物相间以及凝聚物间不发生反应。两种模型的生成物是不同的，实际的凝聚过程可能介于这两种模型之间。计算表明，平衡凝聚模型可以较满意地说明类地行星的性质，如由这一模型计算得到的类地行星的密度与观测值一致，而按非平衡凝聚模型计算的结果则与观测值不一样。星云内部离太阳越远处，温度就越低，因而各行星区凝聚物的成分与含量各不相同。水星主要由难熔金属矿物、铁–镍合金和少量顽辉石组成；金星除含上述成分外，还含钾（或钠）铝硅酸盐，但不含水；地球还含有透闪石、含水硅酸盐和三种形式的铁（金属铁、FeO、FeS），其中的金属铁和FeS形成了低熔点混合物，在放射加热下熔化、分异，形成早期地核；火星含有更多的含水硅酸盐，金属铁已完全氧化为FeO或FeS，以致没有金属铁的核；小行星含有各种岩石矿物，但小行星区的冰物质（水冰、氨冰、甲烷冰）尚未凝聚；小行星区以外，各种冰物质依次凝聚，因而木星及其以外的行星有岩石与冰物质混合物的固态核；木星与土星固态核质量大，引力强，能够吸积气体（主要是氢、氦），形成它们的金属氢中间层和液态分子氢的外层，因而它们的平均密度小。它们吸积气体和大气形成过程可用非平衡凝聚模型来描述，但对这两颗行星的形成过程还不能肯定究竟哪种模型适用。
凝聚模型都是与原始太阳星云的高温条件相联系的。近年来发现陨石中含有模型所不能解释的化学组成和元素同位素异常，有人强调恒星际物质中化学分馏（前凝聚物质）是太阳系初始化学态的关键，提出太阳星云的冷凝聚模型来解释这种异常，认为恒星际物质中有三类尘埃：超新星爆发形成的热凝聚物、其他恒星损失掉的热凝聚物及星云的非热化合物。太阳系不经过热凝聚序，而是由冷的恒星际物质直接形成。此外，H.阿尔文和G.O.S.阿亨尼斯研究了星云物质的等离子体和磁流体过程。