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[!--downpath--]【太陽系簡介】
(Solar System)就是我們現在所在的恒星系統。由太陽、8顆行星(原先有九大行星,因為冥王星被剔除為矮行星)、66顆衛星(原有67顆,冥王星的衛星被剔除)以及無數的小行星、彗星及隕星組成的。行星由太陽起往外的順序是:水星(mercury)、金星(venus)、地球(earth)、火星(mars)、木星(jupiter)、土星(saturn)、天王星(uranus)、海王星(neptune)。離太陽較近的水星、金星、地球及火星稱為類地行星(terrestrial planets)。宇宙飛船對它們都進行了探測,還曾在火星與金星上著陸,獲得了重要成果。它們的共同特征是密度大(>3.0克/立方厘米),體積小,自轉慢,衛星少,內部成分主要為硅酸鹽(silicate),具有固體外殼。離太陽較遠的木星、土星、天王星、海王星稱為類木行星(jovian planets)。它們都有很厚的大氣圈,其表面特征很難了解,一般推斷,它們都具有與類地行星相似的固體內核。在火星與木星之間有1000000個以上的小行星(asteroid)(即由巖石組成的不規則的小星體)。推測它們可能是由位置界于火星與木星之間的某一顆行星碎裂而成的,或者是一些未能聚積成為統一行星的石質碎塊。隕星存在于行星之間,成分是石質或者鐵質。
這些行星都以太陽為中心以橢圓軌道公轉,雖然除了水星的十分接近于圓。行星軌道中或多或少在同一平面內(稱為黃道面并以地球公轉軌道面為基準)。黃道面與太陽赤道僅有7度的傾斜。冥王星的軌道大都脫離了黃道面,傾斜度達17度。上面的圖表從一個特定的高于黃道面的透視角顯示了各軌道的相對大小及關系(非圓的現象顯而易見)。它們繞軌道運動的方向一致(從太陽北極上看是逆時針方向),因此,科學家們把冥王星排除在九大行星之外。除金星和天王星外自轉方向也如此。
太陽系(solar system)在宇宙中的位置
太陽系位于銀河系邊緣,銀河系第三旋臂——獵戶旋臂上。
太陽系是由太陽以及在其引力作用下圍繞它運轉的天體構成的天體系統。它包括太陽、八大行星及其衛星、小行星、彗星、流星體以及行星際物質。人類所居住的地球就是太陽系中的一員。
【太陽系的構成】
太陽系的中心是太陽,雖然它只是一顆中小型的恒星,但它的質量已經占據了整個太陽系總質量的99.85%;余下的質量中包括行星與它們的衛星、行星環,還有小行星、彗星、柯伊伯帶天體、外海王星天體、理論中的奧爾特云、行星間的塵埃、氣體和粒子等行星際物質。整個太陽系所有天體的總表面面積約為17億平方千米。太陽以自己強大的引力將太陽系中所有的天體緊緊地控制在他自己周圍,使它們井然有序地圍繞自己旋轉。同時,太陽又帶著太陽系的全體成員圍繞銀河系的中心運動。
太陽系內迄今發現了八顆大行星。有時稱它們為“八大行星”。按照距離太陽的遠近,這八大行星依次是:最近的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。水星、金星、地球和火星也被稱為類地行星,木星和土星也被稱為巨行星,天王星、海王星也被稱為遠日行星。除了水星和金星外,其他的行星都有衛星。在火星和木星之間還存在著數十萬個大小不等,形態各異的小行星,天文學家將這個區域稱為小行星帶。此外,太陽系中還有超過1000顆的彗星,以及不計其數的塵埃、冰團、碎塊等小天體。
太陽系中的各個天體主要由氫、氦、氖等氣體,冰(水、氨、甲烷)以及含有鐵、硅、鎂等元素的巖石構成。類地行星、地球、月球、火星、木星的部分衛星、小行星主要由巖石組成;木星和土星主要由氫和氦組成,其核可能是巖石或冰。
【太陽系的起源和演化】
一般以為行星系統是恒星形成過程的一部分,但是也有學者認為這是兩顆恒星差一點撞擊而成。最普遍的理論是說太陽系是從星云形成。
恒星形成的基本過程為此:
1. 星云中較密的核心部分變得太重,重心不穩定,開始分裂和崩潰墜落。一部分的重心能量變為放射的紅外線,剩下的增加核心的溫度。核心部分開始成為圓盤形狀。
2. 當密度和溫度道足夠高, 氘融合燃燒開始發生,輻射的向外壓力減慢(但不中止)臨近其他核心崩潰。
3. 其他的原料繼續下落到這一顆原恒星,它們的角動量的作用可能導致雙極流程。
4. 最后,氫開始熔化在星的核心,外面剩余的包圍材料被清除。
太陽星云這個假說,是1755年由伊曼努爾·康德提議。他說,太陽星云慢慢地轉動,由于重力逐漸凝聚并且鋪平,最終形成恒星和行星。一個相似的模型在1796年由拉普拉斯提出。
太陽星云開始直徑大約100AU,質量是現在太陽的兩三倍。在這個星云中,比較重的物質往中間落,積聚成塊,是成為以后的行星。而星云外部越來越冷,因此靠里的行星有很多重的礦物質,而靠外的行星是氣體或冰體。原太陽大約在46億年前形成,以后八億年中各個行星形成。
【太陽系的運動】
太陽系是銀河系的一部分。銀河系是一個螺旋形星系,直徑十萬光年,包括兩千多億顆星。太陽是銀河系較典型的恒星,離星系中心大約兩萬五千到兩萬八千光年。太陽系移動速度約每秒220公里,兩億兩千六百萬年在星系轉一圈。
太陽系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圓軌道上運行,朝同一方向繞太陽公轉。除金星以外,其他行星的自轉方向和公轉方向相同。
彗星的繞日公轉方向大都相同,多數為橢圓形軌道,一般公轉周期比較長。
【對太陽系的探索與研究】
人類出于對自身生存環境了解的渴望以及日益緊張的地球資源,從1959年開始不斷的通過空間探測器等進行空間探測,研究太陽系。目前主要集中在月球和火星的探測以及小行星和彗星的探測。
對太陽系的長期研究,分化出了這樣幾門學科:
【太陽系化學】
空間化學的一個重要分科,研究太陽系諸天體的化學組成(包括物質來源、元素與同位素豐度)和物理-化學性質以及年代學和化學演化問題。太陽系化學與太陽系起源有密切關系。
【太陽系物理學】
研究太陽系的行星、衛星、小行星、彗星、流星以及行星際物質的物理特性、化學組成和宇宙環境的學科。
太陽系內的引力定律:
太陽系內各天體之間引力相互作用所遵循的規律。
太陽系穩定性問題:
天體演化學和天體力學的基本問題之一。
太陽系和其他行星系
雖然學者同意另外還有其他和太陽系相似的天體系統,但直到1992年才發現別的行星系。至今已發現幾十個行星系,但是詳細材料還是很少。這些行星系的發現是依靠多普勒效應,通過觀測恒星光譜的周期性變化,分析恒星運動速度的變化情況,并據此推斷是否有行星存在,并且可以計算行星的質量和軌道。應用這項技術只能發現木星級的大行星,像地球大小的行星就找不到了。
此外,關于類似太陽系的天體系統的研究的另一個目的是探索其他星球上是否也存在著生命。