一句话:本页给出太阳系八大行星加月球、冥王星的基本参数,单位统一为 SI 与天文惯用单位,数据取自 NASA NSSDCA 行星参数表(2025-03-18 修订版)。所有派生值(光行时、与地球的比值)由表内数据现算,不使用二手数字。
一、物理参数
| 天体 | 质量 (10²⁴ kg) | 赤道直径 (km) | 密度 (kg/m³) | 表面重力 (m/s²) | 逃逸速度 (km/s) | 平均温度 (°C) | 表面气压 (bar) | 已知卫星 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水星 | 0.330 | 4,879 | 5,429 | 3.7 | 4.3 | 167 | ≈0 | 0 |
| 金星 | 4.87 | 12,104 | 5,243 | 8.9 | 10.4 | 464 | 92 | 0 |
| 地球 | 5.97 | 12,756 | 5,514 | 9.8 | 11.2 | 15 | 1 | 1 |
| 月球 | 0.073 | 3,475 | 3,340 | 1.6 | 2.4 | −20 | ≈0 | — |
| 火星 | 0.642 | 6,792 | 3,934 | 3.7 | 5.0 | −65 | 0.01 | 2 |
| 木星 | 1,898 | 142,984 | 1,326 | 23.1 | 59.5 | −110 | 1 bar 层 | 95 |
| 土星 | 568 | 120,536 | 687 | 9.0 | 35.5 | −140 | 1 bar 层 | 274 |
| 天王星 | 86.8 | 51,118 | 1,270 | 8.7 | 21.3 | −195 | 1 bar 层 | 28 |
| 海王星 | 102 | 49,528 | 1,638 | 11.0 | 23.5 | −200 | 1 bar 层 | 16 |
| 冥王星 | 0.0130 | 2,376 | 1,850 | 0.7 | 1.3 | −225 | 0.00001 | 5 |
二、轨道与自转参数
| 天体 | 平均日距 (10⁶ km) | 近日点 (10⁶ km) | 远日点 (10⁶ km) | 公转周期 | 自转周期 (小时) | 轨道偏心率 | 转轴倾角 (°) | 日光行时 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 水星 | 57.9 | 46.0 | 69.8 | 88.0 天 | 1,407.6 | 0.206 | 0.03 | 3.22 分钟 |
| 金星 | 108.2 | 107.5 | 108.9 | 224.7 天 | −5,832.5 | 0.007 | 177.4 | 6.02 分钟 |
| 地球 | 149.6 | 147.1 | 152.1 | 365.2 天 | 23.9 | 0.017 | 23.4 | 8.32 分钟 |
| 月球 | 0.384 | 0.363 | 0.406 | 27.3 天 | 655.7 | 0.055 | 6.7 | 1.28 秒 |
| 火星 | 228.0 | 206.7 | 249.3 | 687.0 天 | 24.6 | 0.094 | 25.2 | 12.68 分钟 |
| 木星 | 778.5 | 740.6 | 816.4 | 4,331 天 | 9.9 | 0.049 | 3.1 | 43.3 分钟 |
| 土星 | 1,432.0 | 1,357.6 | 1,506.5 | 10,747 天 | 10.7 | 0.052 | 26.7 | 79.6 分钟 |
| 天王星 | 2,867.0 | 2,732.7 | 3,001.4 | 30,589 天 | −17.2 | 0.047 | 97.8 | 2.66 小时 |
| 海王星 | 4,515.0 | 4,471.1 | 4,558.9 | 59,800 天 | 16.1 | 0.010 | 28.3 | 4.18 小时 |
| 冥王星 | 5,906.4 | 4,436.8 | 7,375.9 | 90,560 天 | −153.3 | 0.244 | 119.5 | 5.47 小时 |
三、大气主要成分
| 天体 | 主要成分 | 次要成分 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 水星 | 无稳定大气 | 外逸层:Na、O、H、He、K | 表面气压约 10⁻¹⁵ bar,原子被太阳风与微流星撞击溅射出来后很快逃逸 |
| 金星 | CO₂ 96.5% | N₂ 3.5%、SO₂ 150 ppm、Ar 70 ppm | 92 bar 地表气压,硫酸云层位于 45–70 km 高度 |
| 地球 | N₂ 78.08% | O₂ 20.95%、Ar 0.93%、CO₂ 约 425 ppm | 唯一已知表面存在液态水海洋与富氧大气的天体 |
| 火星 | CO₂ 95.3% | N₂ 2.7%、Ar 1.6%、O₂ 0.13% | 平均地表气压约 6 mbar,仅为地球的 0.6% |
| 木星 | H₂ 89.8% | He 10.2%、CH₄ 0.3%、NH₃ 0.026% | 无固体表面,"表面"指 1 bar 气压层 |
| 土星 | H₂ 96.3% | He 3.25%、CH₄ 0.45% | 氦相对于氢比木星更贫,与氦雨沉降有关 |
| 天王星 | H₂ 82.5% | He 15.2%、CH₄ 2.3% | 甲烷吸收红光,是青蓝色的主要成因 |
| 海王星 | H₂ 80% | He 19%、CH₄ 1.5% | 内部热流强于天王星,存在活跃对流 |
| 冥王星 | N₂ | CH₄、CO | 表面气压约 1 Pa,随轨道位置升华与凝结,有季节性变化 |
四、关键量级参照
太阳质量 1.989 × 10³⁰ kg,占太阳系总质量的 99.86%。
八大行星合计 2.667 × 10²⁷ kg,其中木星一颗就占 71%;其余七颗加起来不到木星的一半。
地月系统:地球 5.972 × 10²⁴ kg,月球 7.342 × 10²² kg,月球质量为地球的 1.23%。这个比值在太阳系行星—卫星系统中异常高,是"大碰撞假说"的重要线索。
天文单位:1 AU = 149,597,870.7 km,由 IAU 2012 年大会定义为约定值(不是测量值),不确定度为零。
太阳半径 6.957 × 10⁵ km,约为地球的 109 倍;太阳平均密度 1,408 kg/m³,与木星(1,326 kg/m³)相当。
密度这一列比体积更能说明问题。木星 1,326 kg/m³、土星 687 kg/m³ —— 土星的平均密度比水还低,理论上可以浮在水面上(当然没有这么大的水池)。而地球 5,514 kg/m³、水星 5,429 kg/m³,说明这两颗是岩石为主体。天王星和海王星落在 1,270–1,638 kg/m³ 区间,介于气态巨行星与岩石行星之间,这正是它们被单独划为"冰巨星"的原因之一:主体是水、氨、甲烷的高压冰,而不是氢氦。
五、口径说明:为什么不同来源的数字会不一样
直径。表 1 用的是赤道直径。地球赤道直径 12,756 km,极直径 12,714 km,平均 12,742 km —— 三个都能查到,混用会让后续计算差 0.1%。木星的差异要大得多:赤道 142,984 km,极直径 133,708 km,相差 6.5%。原因是木星自转周期只有 9.9 小时,高速自转把赤道甩了出去。所以讨论木星"直径"时,不说清是哪一个,误差就接近一万公里。
温度。这张表里的"平均温度"其实混了三种不同的物理量。金星 464 °C 是探测器在表面的实测气温;木星 −110 °C 是 1 bar 气压层的温度,因为气态巨行星没有固体表面可测;海王星 −200 °C 同样是 1 bar 层,而它的有效温度(把整颗星当黑体算出的等效温度)约为 −214 °C。两者都对,但含义完全不同。比较行星时如果拿"有效温度"和"地表温度"直接排序,结论会错。
卫星数。只统计获得 IAU 永久编号的卫星。这个数字近几年变化剧烈:土星在 2023 年公布的是 146 颗,2025 年 3 月一次确认 128 颗新卫星后达到 274 颗,成为太阳系卫星最多的行星,木星以 95 颗退居第二。所以看到"土星有多少颗卫星"的旧答案,未必是错的,只是过期了。
质量精度受限于 G,而不是天体测量。这是一个容易被忽略的细节。行星质量是通过探测器轨道测定的 GM(引力常数乘质量)得到的,相对精度可达 10⁻⁹ 量级 —— 也就是说我们知道"GM 是多少"知道得非常准。但要把 GM 换算成 kg,必须除以万有引力常数 G,而 G 的相对不确定度约 2.2 × 10⁻⁵(CODATA 2018 推荐值)。结果是:以 kg 为单位的行星质量,精度天花板由 G 决定,比 GM 差了四个数量级。严格说,我们并不"精确知道地球有多少千克"。
六、常见问题
冥王星为什么不算行星?
IAU 2006 年大会通过的定义要求天体同时满足三条:绕太阳公转、质量大到自身引力使其呈近球形、并且已经清空轨道附近的其它天体。冥王星满足前两条,但不满足第三条 —— 它与大量柯伊伯带天体共享轨道区域,自身质量仅为轨道带总质量的很小一部分,因此被划为矮行星。这个决定当时有争议,但至今未被推翻。
木星是气态行星,为什么还有"表面重力"?
这里的"表面"是约定俗成的说法,指气压等于 1 bar 的那一层(地球海平面气压也是 1 bar)。木星没有固液气三相分明的界面,向内一路是氢分子气体、金属氢、可能的稀释核心。表里的 23.1 m/s² 就是在 1 bar 层按质量和该层半径算出来的引力加速度。同理,"木星直径"也是指 1 bar 层的直径。
金星自转周期是负数,什么意思?
负号表示逆行自转:金星自转方向与公转方向相反。它自转一圈需要 5,832.5 小时(约 243 个地球日),比它公转一圈(224.7 天)还长 —— 也就是说金星上的一天比一年长。天王星同样标为负值,但成因不同:天王星是转轴倾角 97.8°,几乎是躺着自转。
从地球发信号到火星,延迟到底有多久?
单向延迟随两者相对位置在约 3 到 22 分钟之间变化。用平均日距 228.0 × 10⁶ km 与地球 149.6 × 10⁶ km 的差值粗略估算,最近时约 0.52 AU,光行时约 4.3 分钟;最远时约 2.52 AU,约 21 分钟。表 2 里的 12.68 分钟是"两者都在平均日距上"的理想情形,实际任务规划要按当时的星历算。这也是火星车不能实时遥控的根本原因 —— 地面操作员看到画面时,车已经在那儿等了十几分钟。
七、延伸阅读
- NASA NSSDCA, Planetary Fact Sheet — Metric,2025-03-18 修订,本页表 1–2 的数据来源
- NSSDCA, Notes on the Fact Sheets,各项参数的精确定义与测量方法
- IAU 2006, Definition of a Planet in the Solar System,行星三条件的原始决议
- IAU, Measuring the Universe,天文单位的 2012 年定义
- JPL Solar System Dynamics,行星历表与高精度轨道参数