太阳系家族概况

第二节　太阳系家族概况

太阳是我们所熟知的一颗恒星，看来很亮很大，其实它不过是和天上许多星星一样的一颗星，只是它是离地球最近(1.5×10⁸千米)的恒星。天上有许多星，人用肉眼可以看到的不过2000颗。看上去绵延不断的银河其实也由许多恒星组成，这最初是伽利略用自己发明的望远镜发现的，而今天用先进的望远镜就能轻松的证实这个结论。观测指出，银河大约包含10¹¹颗恒星。这些恒星聚集成铁饼的形状，直径约10⁵光年，中间的厚度约为10⁴光年，太阳系就处在铁饼中离中心3× 10⁴光年的地方。由于在地球上只能从侧面看到这一群星，再加上我们的肉眼难以分辨，所以在我们的眼中，银河系就成了夜晚星空中的一条亮河，我们中国人称其为银河，而在西方则称其为The Milky Way(奶路)或The Galaxy(星系)。

太阳系

在广漠的宇宙中，太阳系尽管不大，却俨然是一个群星的家庭。围绕其运转的核心就是太阳，而我们的地球则是它的第三颗行星。目前，地球被认为是唯一一颗生机勃勃的绿色星球，因为形形色色的无数生命在它上面繁衍生息，并且至今人们借助于现代科学手段也没有找到其他星球上存在着生命的证据，就使得我们的地球及其生命圈显得无比的珍贵。

人类认识太阳系已有相当的历史了。中国早在秦汉之前，就已经认识了太阳、月亮和金、木、水、火、土五大行星，而古希腊则提出了地心说的原始宇宙模型……就像瞎子摸象一样，这些认识都带着片面、唯心和残缺的浓厚色彩。直到16世纪，哥白尼才对太阳系有了一个清晰正确的大致描述。随着探测技术的不断进步，尤其是空间技术的发展和应用，人们才对太阳系的各成员有了更多的了解。特别是本世纪以来，计算机的诞生和科学技术的发达，使人类得到了许多太阳系前所未有的知识。

太阳系由太阳、八大行星、一度被称为第九大行星的矮行星冥王星(由于其轨道主要在海王星之外，因而被称为海王星外天体，简称海外天体，记为TNO)及其66颗卫星、小行星和彗星以及行星际间的介质等组成。

哈雷彗星

大行星是一些绕太阳公转的较大星体，卫星是绕行星公转的各种大大小小的星体如月球，小行星则是众多密集的绕太阳公转的小型星体，而彗星则是沿着以太阳为焦点的高度偏心轨道公转着的一系列冰质的小个体，行星间的介质则是无数的星际尘埃、气体等。然而，太阳系的实际内容要比这复杂，例如在冥王星以外，人们推测还存在着“柯依柏环带”(Kuiper)和不断派发出彗星的“奥尔特星云”(Oort)。近来不断有消息传来，人们不仅发现了太阳系内外的一些新的小行星，而且还似乎发现了太阳系的第十大行星“塞德娜”。

太阳系挤满了大大小小的众多天体，它们分布在尺度为几十亿千米的太空中，主要是围绕着太阳朝一个方向旋转。太阳系内也存在着双星系统，例如地球——月球和冥王星——冥卫一有时就被认为是“双星系统”。尽管现代科学技术帮助人类取得了观测太阳系的许多新进展，但至今我们也不能肯定人类已经完全认识了太阳系。

人们习惯根据结构的组成将太阳系的八大行星划分为“类地”和“类木”行星:

类地行星是由固态的岩石和金属构成的行星，它们有水星、金星、地球和火星。它们密度较高，自转较慢，表面呈固态，没有光环，卫星较少。它们的直径都小于13000千米。

类木行星则是一些大块头的气态行星，它们有木星、土星、天王星和海王星。它们多数由氢和氦构成，密度低，自转速度快，大气层厚，有光环和很多卫星。它们的直径都大于48000千米。

冥王星则是一个比较特殊的行星，它曾是九大行星中最小的一员，不过后来惨遭降级，沦为矮行星。不过，它的运行轨道的偏心率却是八大行星里最大的。冥王星的个头小于地球和月亮，而质量却不足地球的24/10000。由于距离的遥远，人们对它尚缺少深入的观测和了解，有人说它很可能是一颗被太阳摄入行星轨道的彗星，也有人说它根本就不是行星，而是一颗地道的彗星。

太阳系的总质量估计大约为2000亿亿亿吨，太阳质量占99.865%，除太阳之外的太阳系所有天体总质量仅占太阳系总质量的0.135%，这个质量的巨大差异，决定了它们的主从地位，即后者直接或间接绕太阳运行。太阳系中除太阳可自行发可见光而被我们直接看到外，其他天体由于反射太阳光才被我们看到。

由于太阳的巨大质量，太阳系的天体都绕着太阳运行即公转，方向都是自西向东。同时它们本身也在公转的同时绕自己的自转轴在自转，除了金星和天王星是自东向西自转及个别卫星的自转方向特殊外，其他大行星和卫星的自转方向都和太阳的自转方向相同即自西向东自转。八大行星的公转轨道都是椭圆，除水星的轨道略扁外，其余大行星轨道偏心率都很小，很接近正圆。

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八大行星的诞生

原始行星的直径较现在要大几倍，当然密度也只有现在的几百分之一，这是因为行星的开始阶段含有大量的氢和氦，而只有少量的重元素。随着组成行星的“颗粒”在引力的作用下粘在一起，原始行星中心的重力也加强了，行星不断收缩而变得有较大的密度。而在行星内部，重力使重元素沉向中心，轻元素大多包围在外层。由于太阳连续不断地喷出带电粒子，也就是太阳风，在离太阳较近的类地行星中，受太阳风影响很大，外围的氢元素、氦元素被吹散，脱离了原始行星的控制，这就是为什么类地行星的主要成分是硅、氧、镁、铁等。这些元素来自前一代恒星死亡后，留给未来的富饶“土壤”。

木　星

而在距离太阳较远的木星和土星区域，太阳风明显减弱，因此木星和土星基本保留着原始的太阳系成分，氢和氦等轻元素较多，而且体积大，密度小。在更远的天王星和海王星区域，由于距离太阳太远，受太阳引力的束缚小，因此行星的氢、氦也容易脱离行星的势力范围，于是天王星和海王星的成分中重元素比较多，密度也较大。而太阳坐镇中央，更大程度地保留了原始星云的成分，即氢和氦。

土　星

行星形成时大的天体吸引小天体的过程，就好像陨石撞击月球一样，在引力的召唤下小天体速度越来越快，最后猛烈地轰击大天体的表面。小天体的某些部分由于冲击而被熔化甚至被蒸发了，而大天体的表面会被加热，热量会由于辐射而散失。但是在行星形成时冲击的频率是如此之高，以至行星刚刚形成的脆弱的表面温度上升，达到了熔化的程度，因此科学家估计行星开始时是以熔化的状态存在的。而当太阳系空间中“大鱼吃小鱼”的游戏因为“小鱼”(小天体)几乎被吃光而仅剩下为数不多的“大鱼”(大天体)时，冲击的过程偃旗息鼓，行星表面冷却下来，最终变成了我们今天看到的模样。

为什么最后的八条大鱼——八大行星，不再来一番殊死搏斗呢?这个问题人们还没有搞清楚。也许是它们彼此间的距离太远，没有足够的力量把对方拉过来。