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来自星星的你 ——太阳系星空探秘

作品ID:11362
作者姓名:熊宸伊
作者学校:南师附中仙林学校小学部南邮校区
作者区域:栖霞区

 
来自星星的你
——太阳系星空探秘
 
 
 
 
 
作    者:      熊宸伊                     
年    级:      三年级                     
学    校:南师附中仙林学校小学部南邮校区  
指导教师:      褚夫梅                     
指导教师单位:南师附中仙林学校小学部南邮校区
 
 
 
 
 
 
 
 
 
来自星星的你——太阳系星空探秘
 
作者:熊宸伊      指导教师:褚夫梅
南师附中仙林学校小学部南邮校区
 
 
 
摘要:
对太阳系星空产生浓厚兴趣,带着一系列疑问参与江苏天文爱好者协会举办的知识讲座和实地观测。通过实地考察,得出考察结论:月球上的月海不是海洋,而是月球上的平原地带,月球上真的存在“广寒宫”的月面区域;土星上的光环是由于尘埃、岩石、碎冰以很快的速度围绕土星旋转,在太阳光的照射下而形成,A环和B环之间的卡西尼缝真实存在;木星确实有木头纹理一样的黄褐色条纹,主要由于不同颜色的木星云层通过对流最终形成了花纹图案,通过望远镜观测到了太阳系最大的卫星——木卫三。
 
关键词:
      太阳系;月球;木星;土星
 
 
 
 
目   录
一、课题研究背景与选题由来. 1
二、课题考察任务. 2
三、课题考察过程. 2
3.1 天文科普知识讲座及问答. 3
3.2 望远镜天象观测. 5
四、课题研究结论. 9
五、课题展望. 9
六、致谢. 10
七、参考文献. 10
 

一、课题研究背景与选题由来

小时候,经常晚上坐在阳台上看着浩瀚星空,一边听妈妈讲述着古代诗人描写星空的美妙诗句,一边脑海里遐想着月宫里“嫦娥应悔偷灵药,碧海青天夜夜心”、银河上“牵牛织女渡河桥”的场景。慢慢长大以后,阅读过《揭秘太空》、《神奇校车》桥梁版、法国趣味小百科《太空之谜》、《望向星空深处》,我对太阳系的八大行星有了基本的了解,对与地球昼夜时长、四季变化以及地貌特征相似的火星浮想联翩,对距离太阳系最近的恒星——比邻星特别好奇,听说如果把比邻星替换掉太阳,那么地球将不再适合生存了。我对太空越来越着迷,妈妈给我下载了Starwalk APP,每天晚上我打开app对着夜空就能看到很多星座,包括我们经常听到的小熊座、人马座、天琴座等。妈妈还带着我学习了中国大学mooc平台上南京大学天文系教授们讲述的《走近天文学》慕课,对银河系、太阳系、月球环形山、木星大红斑、卡西尼缝以及观测天象的常用望远镜有了初步的了解,越来越激发了我对天文的兴趣,我的理想也由婴儿时期的“服装设计师”变成了现在的“天文学家”。今年的6.21,我通过网络直播观看了福建观测点的日环食的全过程,而且是金边的,让我感觉好过瘾!不过可惜我一直没有机会实地观测,只能看看直播或者望着电脑上每年的最美星空画卷浮想联翩。

二、课题考察任务

通过阅读我产生了好多疑问,希望能够借助实地考察解决这些疑问。
考察内容
1、月球上的月海是不是真的海洋? 月海和月陆有什么区别?
2、土星的光环到底是什么构成的?卡西尼缝真的存在吗?
3、木星上是不是真的有木头纹理?四周的卫星是什么样的?
考察地点:江苏科技馆一楼
考察器材:CELESTRON C11HD OTA、C8、BOSMA等。

三、课题考察过程

    带着这些疑问,暑假期间我和爸爸妈妈参加了南京天文爱好者协会联合紫金山天文台科普部、江苏科技馆举办的第十五届天文科普活动,希望通过实地考察能够寻求到满意的答案。下午五点半,我们早早的来到了江苏科技馆。本次活动由两部分组成:第一部分,晚上6:30-7:30 天文科普知识讲座;第二部分,7:30之后望远镜实地观测天象。
图1  科技馆入场及讲座

3.1 天文科普知识讲座及问答

晚上六点半活动准时开始,天文爱好者协会张翰老师制作了详细的PPT,给我们介绍了太阳系的知识,还设计了时不时的互动抢答赢书籍环节。所有的小伙伴们都坐在红毯上,津津有味的听着。
张老师对于月球的介绍让我涨了不少知识。老师给我们介绍了环形山、月海、月陆的相关知识,以前我一直分不清,现在通过图片和介绍我一下子明白了月海和环形山的区别。最有意思的是张老师问了我们一个问题“月球上有广寒宫吗?”正当我们都在摇头的时候,张老师抛给我们一个意料不到的答案:“有的,不过这个广寒宫不是神话故事的里的广寒宫,2016年国际天文学联合会正式批准了中国提交的4个月面地理实体的命名方案,分别是“广寒宫”、“紫微”、“天市”、“太微”,其中“广寒宫”就是嫦娥三号的首次月球着陆地点所在区域。”我们听了兴奋极了,感觉太好玩了!


图2   月海、月陆、环形山概念以及广寒宫位置
讲完月球之后张老师给我们介绍了晚上重点观测的另外两颗星星——木星和土星。木星作为太阳系个头最大、质量最大的行星,大部分由液态和气态的氢组成,张老师重点介绍了它的自转周期还有黄褐色条纹以及大红斑。木星自转一周非常快,只需要9小时56分钟,这样快速的速度使得木星两极特别扁平。一般天刚刚黑下来,我们朝东南方看,有一颗星非常亮,那肯定就是木星,周围有三四颗小星星和木星近似一条直线的,那就是木星的卫星,其中最有名的木卫三是太阳系最大的卫星。
土星在八大行星中排在第六位,是气态巨行星,四周有光环,据说四百多年前著名天文学家伽利略最早观测到光环,但他当时误认为这是“耳朵”。张老师重点介绍了土星ABC光环的由来以及卡西尼缝的形成。作为气态巨行星,土星光环由尘埃、岩石、碎冰高速旋转形成,中间的缝隙就形成了著名的卡西尼缝。土星周围卫星目前已发现82颗,其中的土卫六大小在太阳系中排名排在第二,仅次于木卫三,也是太阳系中唯一拥有浓厚大气层的卫星。

图3  土星光环介绍

3.2 望远镜天象观测

7:30讲座结束后我们就赶紧到了科技馆外面的草坪上,开始激动人心的观测环节了。老师把我们分为六队,每个队伍在一架望远镜后面排队,依次观测。好不容易轮到我了,我赶紧把我的眼睛贴在望远镜的镜片处,一下子就看到了望远镜里的月球了。我看到了月球的表面凹凸不平,有很多小坑,这个就是环形山。月球上有的地方黑黑的,有的地方很亮还略微发黄,应该就是老师介绍的月海和月陆。接着爸爸妈妈在我后面也依次看了一遍,协会老师还热心的帮每个家庭拍下了月球图片。

 图4  月球观测
观测完月球后,接下来就要观测木星了。一开始木星被高高的电视塔挡住了,所以协会的叔叔让我们等一段时间,在等的过程中我又去观测了两次月球。等到木星转到电视塔右边的时候,我们赶紧排队观测木星了。轮到我的时候,我通过镜片看到了木星确实就像书上看到的木制纹理一样的花纹,在它旁边还有三颗小星星,协会老师说那就是三颗卫星,不过我没看到木星上的大红斑。

图5 木星观测
然后我们又排队换了另外一架倍数更高的宽口径望远镜继续观测,这回居然看到大红斑了,可惜妈妈拿相机贴近镜头也拍不出来(后来现场的一位叔叔给我们分享了他拍的照片),周围的卫星也拍不出来。于是妈妈打开Starwalk APP让我对着天空,可以很清楚的看到木星条纹和周围的四颗卫星。

图6 从左到右分别是:波浪线处肉眼可见的木星、望远镜里的木星照片、Starwalk APP里的木星图片
观测完木星后,等协会叔叔重新调整望远镜参数,差不多八点四十的时候我们终于看到了土星。第一次清楚的从镜片里看到土星,感觉土星是今晚观测的三个星球中最美的一个,外侧的ABC三层光环颜色不太一样,卡西尼缝也比我想象的窄,不过肯定是距离太远的原因。

图7 土星照片

四、课题研究结论

通过一个晚上的讲座和观测,我对月球表面的构成掌握得更加透彻,对木星大红斑的构成以及土星光环的由来更加了解了。读万卷书不如行万里路,通过晚上的实地观测和讲解,我更加对太空感兴趣了,一直以来的疑问也都咨询了协会的老师们。
1、月球上的月海是不是真的海洋?
早期天文学家以为月球发暗的地方有水覆盖所以称之为海,但月海实际上没有水,是月球上的平原地带。而且月球真的有叫“广寒宫”的地方哦。
2、土星的光环到底是什么构成的?卡西尼缝是什么样的?
土星上的光环由尘埃、岩石、碎冰组成,以很快的速度围绕土星旋转,在太阳光的照射下形成了五颜六色的光环,其中包括三个主环(A、B、C环)和两个暗环,其中最外侧A环和中间B环之间的宽为5000公里的缝隙就称为卡西尼缝。
3、木星上是不是真的有木头纹理?四周的卫星是什么样的?
木星真的有像木头纹理一样的黄褐色条纹,主要是因为木星是气态行星,大气层厚度超过5000千米,不同颜色的木星云层通过对流,最终形成了花纹图案。也通过望远镜看到了木星周边的三颗卫星,其中一颗就是太阳系最大的卫星——木卫三。
虽然回到家里已经很晚了,不过我还是开心的睡不着觉,脑海里一直回想着晚上观测到的画面,感觉非常有意义。
 

五、课题展望

我和爸爸妈妈通过本次活动,实地观测了月海、月陆、环形山、木星纹路、大红斑、土星光环、卡西尼缝,让我对天文更加感兴趣了,不过有点遗憾的是没有看到银河,听协会的老师说观测银河需要在没有月光、没有光污染的地方。也希望未来望远镜能够看到更远的地方,让我们可以清楚地看到彗星、星云甚至太阳系以外的星系,相信未来我们真的能够遨游太空,也说不定黑洞四周真的可以实现平行空间让我们穿越回古代!
 

六、致谢

本次课题考察得到南师附中仙林学校小学部南邮校区褚夫梅老师的悉心指导与殷切鼓励。同时南京天文爱好者协会的张翰老师、许军老师以及其他老师们也对本次考察给予了细致的知识补充和技术指导,在此一并感谢。
 

七、参考文献

1.NAAA.行星巨人——木星[EB/OL].巡星人公众号.
2.杨守森.“宇宙之王”的太空故事——读霍金的《时间简史》[J].山东教育,2020(3):60-61.
3.蒂莫西.费里斯.望向星空深处[M].南京:译林出版社,2020.