【天文学中的手性 7.】
(7. 太阳系行星卫星的手性)
太阳系的八大行星大都有自己的卫星,即绕各自的行星旋转又有自转的小星体。除了水星和金星没有卫星以外,其它行星都有自己的卫星,正是这些行星的地心引力拴住了这些卫星。太阳系的行星共有166颗卫星,地球有一个卫星那就是月亮,中国文化中喜欢谈月、咏月、叹月和颂月,以此来表达人的情绪和情怀。这也是因为月亮在夜晚的皎洁明亮带给人们的美好和遐想,因此,水星和金星的夜晚是黑暗、寂寞和恐惧的。
此外,火星有两颗卫星,木星有63颗,土星有60颗,天王星有27颗,海王星有13颗。离地球最近的火星上的二颗卫星分别是火卫一和火卫二。
地球的卫星是月球,它被地心引力牢牢抓住,所以与地球永远不分离。它距地球的平均距离是3800000km,月球的直径是地球直径的1/4,质量约为地球质量的1/81,密度为地球密度的3/5,月球上的重力加速度是地球上重力加速度的1/6。月球绕着地球公转并且也有自转,再是随同地球一起绕着太阳公转。月球绕地球公转的轨道是一个椭圆,但它的偏心率只有0.0549,所以轨道近似为圆。月球绕地球公转的平面(白道面)与地球绕太阳公转的平面(黄道面)的夹角是5°09’,说明月球的公转方向与地球公转的方向是同向的,即自西向东旋转,所以它也是手性旋转的。月球本身的偏心率为0.00125,基本为圆形球体。月球的赤道面与黄道面的平均夹角是1°32’,说明月球的自转方向和地球的公转方向是同向的。这使得月球与水星和木星一样,是直着身子随同地球绕太阳旋转的,因而没有四季变化。由于月球的自转,月球上也分白天和黑夜,但月球的自转和公转具有相同的周期,故称为同步自转。也就是说它自转和公转的时间都是相同的,约需要一个月的时间(28天),那么也就是说白天时长相当于地球上的14天,夜晚的时长也是14天。而且由于月球上没有大气层和较厚的地壳,因此它的散热和储热的能力都很差,相当于赤裸的没有热保护层,所以的它的白天最高气温可达127℃,夜间低温可至-183℃。同样也是因为同步自转,月球永远是面向着地球,从不让人望其项背。只有人造卫星才能看到它的背面。2007年12月11日,中国的“嫦娥一号”卫星拍摄到了月球背面,以及被流星撞击的大坑,并且以明朝天文学家万户的名字命名为万户坑。2019年1月3日,嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面。这是人类探测器首次在月背软着陆,它还给人类传回了世界第一张近距离拍摄的月球背影像图。通过这张照片,人类第一次近距离地看到了月球背面的模样。
与月亮一样,其它行星的卫星也有各自的公转和自转,按转动的方式可分为规则卫星和不规则卫星。所谓规则卫星即是它绕行星公转的轨道和行星绕太阳公转的轨道一样,具有近圆性和同向性,也称为顺行卫星。所谓不规则卫星绕行星公转轨道的偏心率比较大,其轨道面同行星公转轨道面的倾角大于90°,即绕行星公转的方向和行星绕太阳公转的方向有一定的偏离,甚至相反,也称为逆行卫星。具有卫星的行星中,多数是规则卫星,大部分是同步自转的卫星。此外,土星上还有一个特殊的光环,它是由固定轨道位置的一些小的碎石构成,因为光的散射而发光的光环。整个光环的旋转方向也是同土星的自转方向相同的。
综上所述,太阳系的各大行星所有的卫星中,90%以上是规则卫星,即约大多数的卫星的公转和自转都是同向性的,亦即逆时针自西向东旋转,都是右旋的。这种状况就是缺失了左旋的,也就是手性不对称的,因而它们的转动是手性的。
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