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太阳系天体参数速查表

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

表 1 主要天体的物理参数。直径取赤道直径;平均温度为有效温度或 1 bar 层温度,口径见下文第二节。来源:NASA NSSDCA Planetary Fact Sheet(2025-03-18)
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0.3304,8795,4293.74.3167≈00
金星4.8712,1045,2438.910.4464920
地球5.9712,7565,5149.811.21511
月球0.0733,4753,3401.62.4−20≈0—
火星0.6426,7923,9343.75.0−650.012
木星1,898142,9841,32623.159.5−1101 bar 层95
土星568120,5366879.035.5−1401 bar 层274
天王星86.851,1181,2708.721.3−1951 bar 层28
海王星10249,5281,63811.023.5−2001 bar 层16
冥王星0.01302,3761,8500.71.3−2250.000015

二、轨道与自转参数

表 2 轨道与自转参数。自转周期为负值表示逆行自转(与公转方向相反)。月球一行的日距、公转周期是相对地球的数值。光行时由平均日距除以光速现算。
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57.946.069.888.0 天1,407.60.2060.033.22 分钟
金星108.2107.5108.9224.7 天−5,832.50.007177.46.02 分钟
地球149.6147.1152.1365.2 天23.90.01723.48.32 分钟
月球0.3840.3630.40627.3 天655.70.0556.71.28 秒
火星228.0206.7249.3687.0 天24.60.09425.212.68 分钟
木星778.5740.6816.44,331 天9.90.0493.143.3 分钟
土星1,432.01,357.61,506.510,747 天10.70.05226.779.6 分钟
天王星2,867.02,732.73,001.430,589 天−17.20.04797.82.66 小时
海王星4,515.04,471.14,558.959,800 天16.10.01028.34.18 小时
冥王星5,906.44,436.87,375.990,560 天−153.30.244119.55.47 小时

三、大气主要成分

表 3 大气主要成分,体积混合比。地球 CO₂ 比例为 2026 年前后实测值(约 425 ppm)。金星、火星数据来自探测器原位测量。
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 ppm92 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N₂CH₄、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

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