太阳系

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October 25, 2021

太阳系(带大写字母)或太阳系(不带大写字母)是地球所属的太阳行星系统。它由这颗恒星和围绕它旋转的天体组成:八颗已确认的行星及其 214 颗已知的天然卫星(通常称为“卫星”)、五颗矮行星及其九颗已知的卫星,以及数十亿颗小天体(几乎所有小行星和其他小行星、彗星、宇宙尘埃等)。太阳系是银河系的一部分,它位于猎户座的臂上。它位于距银河系中心约 8 kpc (∼26 100 al) 处,在 225 至 2.5 亿年内围绕该中心旋转。它是在不到 4 年前成立的,根据星云假说,距分子云引力坍缩、随后形成原行星盘 60 亿年。从原理上讲,太阳系由太阳组成,太阳在引力方面占主导地位——它占其质量的 99.85%——并通过氢核聚变成氦提供能量。按照与恒星距离增加的顺序,内太阳系包括四颗主要由岩石和金属组成的大地行星(水星、金星、地球和火星),然后是一个由小型岩石天体组成的小行星带,包括矮行星谷神星。再往前,外太阳系的四颗巨行星轨道:依次为两颗气态巨行星,主要由氢和氦是木星和土星——否则它们占绕太阳运行的总质量的绝大部分——以及两个冰巨星——天王星和海王星,它们含有更多的挥发性物质,如水、氨和甲烷。它们都有一个靠近圆的轨道,并且集中在黄道平面附近,即地球的自转平面。位于海王星轨道之外的天体,被称为跨海王星,特别包括柯伊伯带和由冰天体形成的分散天体盘。在外海王星区域发现了四颗冰冷的矮行星,它们也被称为冥王星:冥王星——以前被归类为行星——、Hauméa、Makemake 和 Eris。太阳层顶,太阳系的磁极限,被定义为太阳风在一百个天文单位阻止星际介质的风,而太阳系的引力极限位于更远的地方,距太阳一到两光年,一个假设的方向球形区奥尔特云可能存在并且是长周期彗星的来源。太阳系中从地球开始的所有行星都有轨道卫星——有些,比如木卫三和泰坦,比水星还大——而四颗外行星中的每一个都被一个环系统包围,其中最突出的是尘埃和其他粒子其中土星就是土星。除地球外的所有行星都以罗马神话中的众神和女神命名。地球,拥有厚厚的大气层和 71% 的液态水,它是太阳系中唯一拥有生命的行星,也是一种对其进化起作用的有思想的物种。在人类知识的状态下,太阳系中的这颗行星在宇宙中没有任何等价物。

术语

自国际天文学联合会于 2006 年 8 月 24 日做出决定以来,直接围绕太阳运行的物体或天体正式分为三类:行星、矮行星和小天体。行星是围绕太阳运行的天体,其质量足以形成球形,并清洁了其附近所有较小的物体。已知八颗行星:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星,除地球外,它们都以罗马神话中的神灵命名。他们的大部分天然卫星也以希腊或罗马神话中的人物命名。矮行星是一个围绕太阳运行的天体,它,尽管质量足够大以具有球形形状——一个称为流体静力平衡的概念——但在其附近并没有明确的位置。 2021 年,官方指定了五个天体:谷神星、冥王星、阋神星、Makemake 和 Hauméa。其他机构可能会在未来出现,例如Gongong、Quaoar、Sedna 或Orcus。所有其他直接绕太阳运行的物体都被归类为太阳系的小天体。214 颗天然卫星——在 2021 年,158 颗已确认,56 颗未确认,因此未命名——或卫星,是围绕行星运行的天体,矮太阳系中而不是太阳周围的行星和小天体。月球,尤其是卡戎的模棱两可的法规,可以分别与地球和冥王星形成一个双星系统,尚未最终确定,尽管这些机构仍被归类为卫星。国际天文学联合会提出的分类并不一致。在 2006 年的投票之后,一项汇集了 300 多名主要是美国的行星学家和天文学家的签名的请愿书发起了一项请愿书,以质疑行星新定义的科学有效性。冥王星当时是美国人发现的唯一行星。它的采用方式,,。 UAI 官员表示,不会发生逆转,天文学家发现冥王星再次被视为行星的可能性很小。关于“太阳系”这个名字的大写字母,严格来说,全小写形式就足够了,鉴于只有一个“太阳系”,因为只有一个“太阳”。然而,由于其他恒星有时被类比地称为“太阳”,因此“太阳系”这个名称有时也用于一般意义上的“行星系统”;用大写字母书写的“太阳系”可以通过椭圆与“太阳行星系”来区分我们的行星系统。然后可以通过椭圆与“太阳行星系统”区分我们的行星系统。然后可以通过椭圆与“太阳行星系统”区分我们的行星系统。

结构

一般的

太阳系的主要天体是太阳,这是一颗主序黄矮星,占太阳系所有已知质量的 99.85%,并在引力上占主导地位。八颗行星和冥王星占剩余质量的 0.135%,木星和土星仅占剩余质量的 90%。其余天体(包括其他矮行星、天然卫星、小行星和彗星)合计约占太阳系总质量的 0.015%。大多数绕太阳运行的大型物体都在一个接近地球轨道的平面上,即黄道平面。行星的轨道平面非常接近黄道的轨道平面,而彗星和柯伊伯带天体大多以明显更大的角度绕轨道运行。由于太阳系的形成,行星——以及绝大多数其他天体——以与太阳自转相同的方向围绕恒星运行,从地球北极上方看,太阳是逆时针的。然而,也有例外,例如哈雷彗星沿逆行方向运行。同样,大多数较大的卫星在这个顺行方向上绕行星运行——海卫一是最大的逆行例外,围绕海王星——大多数大型天体都有顺行的自转感——金星是一个显着的逆行例外。在某种程度上像天王星。太阳系对于其质量最大的天体而言,主要由太阳、四颗被以岩石为主的小行星带包围的相对较小的内行星和被主要由冰冻天体组成的柯伊伯带包围的四颗巨行星组成。天文学家非正式地将这个结构划分为不同的区域:内太阳系包括四颗类地行星和小行星带,然后外太阳系包括带以外的一切,包括四颗巨行星。自从柯伊伯带被发现以来,位于海王星轨道之后的太阳系最外层部分被认为是一个由跨海王星天体组成的独立区域。太阳系中的大多数行星都有自己的次级系统,包括围绕它们运行的​​天然卫星。两颗卫星,土卫六(环绕土星)和木卫三(环绕木星),比水星还大。在四颗巨行星的情况下,行星环——细小的粒子带——也构成了行星的周围环境。大多数最大的天然卫星都是同步自转的,也就是说,它们永久地向它们环绕的行星呈现同一个面。围绕太阳旋转的物体的轨迹遵循开普勒定律:它们近似为椭圆,其焦点之一是太阳。靠近太阳的物体(其半长轴较小)移动得更快,因为它们更容易受到引力的影响。在椭圆轨道中,天体与太阳之间的距离在其一年中变化:天体离太阳最近的距离是近日点,而离太阳最远的点是远日点。行星的轨道几乎是圆形的,但许多彗星、小行星、柯伊伯带和奥尔特云天体可以遵循非常不同的轨道,这些轨道可能是高度椭圆的——具有非常大的轨道偏心率——甚至以强烈的轨道倾角。虽然太阳在质量上占主导地位,但它只有大约 0,其角动量的 5% 到 2% ,,。因此,由于质量、轨道和与太阳的距离的组合,行星代表了几乎所有剩余的角动量;彗星的贡献也可能很大。例如,仅木星就占总角动量的 60% 左右。太阳几乎构成了太阳系中的所有物质,它的质量由大约 70% 的氢和 28% 的氦组成。木星和土星几乎构成了所有剩余物质,也主要由氢和氦组成,因此是气体巨行星。在太阳系中观察到由太阳辐射的热量和压力产生的成分梯度。离太阳较近的物体,受热和光压影响较大,由高熔点元素组成,即硅酸盐、铁或镍等岩石,它们在行星质子云中几乎在所有条件下都保持固态。离太阳较远的物体主要由熔点较低的材料组成:气体、具有高蒸气压且始终处于气相的材料,例如氢气、氦气和气体。氖和冰的熔点为高达几百开尔文,例如水、甲烷、氨、硫化氢和二氧化碳。这些可以在太阳系的各个地方以固态、液态或气态的形式存在,而在星云中,它们要么处于固相,要么处于气相。冰构成了巨行星的大部分卫星,在天王星和海王星(称为“冰巨星”)以及位于海王星轨道之外的许多小天体中,冰更大。气体和冰一起被称为挥发性物质。这些挥发物可以凝结的太阳系极限是冰线,距离太阳约 5 天文单位。冰构成了巨行星的大部分卫星,在天王星和海王星(称为“冰巨星”)以及位于海王星轨道之外的许多小天体中,冰更大。气体和冰一起被称为挥发性物质。这些挥发物可以凝结的太阳系极限是冰线,距离太阳约 5 天文单位。冰构成了巨行星的大部分卫星,在天王星和海王星(称为“冰巨星”)以及位于海王星轨道之外的许多小天体中,冰更大。气体和冰一起被称为挥发性物质。这些挥发物可以凝结的太阳系极限是冰线,距离太阳约 5 天文单位。

距离和尺度

地球和太阳之间的平均距离定义了天文单位,按照惯例,它等于近 1.5 亿公里。最大的行星木星距离太阳 5.2 个天文单位,半径为 71,000 公里,而最远的行星海王星距离太阳大约 30 个天文单位。除了少数例外,行星或带离太阳越远,其轨道与下一个离太阳最近的物体的轨道之间的距离就越大。例如,金星距太阳比水星远约 0.33 AU,而土星距木星约 4.3 AU,而海王星的轨道比天王星远 10.5 AU。过去,天文学家试图确定这些轨道距离之间的关系,尤其是根据 Titius-Bode 定律,但最终没有这种类型的论文得到验证,。太阳系的一些模型旨在普及太阳系的相对尺度。因此,行星、移动机械组件,而其他表示可以跨越城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。终于验证了,,。太阳系的一些模型旨在普及太阳系的相对尺度。因此,行星、移动机械组件,而其他表示可以跨越城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。终于验证了,,。太阳系的一些模型旨在普及太阳系的相对尺度。因此,行星、移动机械组件,而其他表示可以跨越城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。太阳系的一些模型旨在普及太阳系的相对尺度。因此,行星、移动机械组件,而其他表示可以跨越城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。太阳系的一些模型旨在普及太阳系的相对尺度。因此,行星、移动机械组件,而其他表示可以跨越城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。扩展到整个城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。扩展到整个城市或整个地区。最大的此类模型,瑞典太阳系,使用斯德哥尔摩的 Avicii 竞技场 - 高 110 米 - 作为太阳,在这个尺度上,木星是一个长 7.5 米的球体。斯德哥尔摩-阿兰达机场距离体育场 40 公里。模型中最远的天体是 Sedna,一个跨海王星天体,由距离瑞典首都 912 公里的吕勒奥(Luleå)的一个 10 厘米球体表示。模型中最远的天体是 Sedna,这是一个跨海王星天体,由位于吕勒奥的 10 厘米球体表示,距离瑞典首都 912 公里。模型中最远的天体是 Sedna,这是一个跨海王星天体,由位于吕勒奥的 10 厘米球体表示,距离瑞典首都 912 公里。

太阳

太阳是一颗黄矮星,与我们银河系中的许多其他恒星一样,光谱类型为 G2V 的恒星:银河系包含 200 到 4000 亿颗恒星,其中 10% 是黄矮星。它的质量非常大,大约是地球质量的 333,000 倍,使其核心的密度足够高,足以引起连续的核聚变反应。每一秒,太阳的心脏都会将 6.2 亿吨氢融合成 6.157 亿吨氦。质量差按公式 E mc2 转化为能量,代表的功率约为 4 × 1026 瓦——大约是美国每年耗电量的百万倍——主要扩散在空间以太阳电磁辐射的形式在可见光中达到峰值。其可见表面的温度为 5570 K,而其中心则达到 1500 万开尔文。太阳是一颗中等大小的黄矮星,它的温度介于较热的蓝星和较冷的恒星之间。比太阳更亮、更热的恒星很少见,而明显更暗、更冷的恒星,即红矮星,占银河系恒星的 85%。它靠近赫兹普朗-罗素图主序的中间,根据太阳内部氢氦比的计算表明,它的生命周期已经过了一半。它正在逐渐变亮:在它的历史之初,它的亮度比现在低三分之一以上,在超过五十亿年的时间里,它将离开主序带,变得更大、更亮、更冷、更红,形成一个红巨星,。到那时,它的光度将是今天的一千倍,它的大小将增加到足以吞没金星和可能的地球。太阳是一颗星族 I 的恒星,由超新星爆炸期间喷出的物质形成,因此比较老的星族 II 星拥有更多比氢和氦(“金属”)重的元素。这些金属元素形成于较老恒星的核中,超新星,然后在它们爆炸时被喷射出来。较老的恒星含有很少的金属,而较晚的恒星含有较多的金属。这种高金属丰度可能对太阳形成行星系统至关重要,因为行星是由这些金属的吸积形成的。

行星际介质

除了光之外,太阳还会辐射出连续的带电粒子流(质子、电子和阿尔法粒子的等离子体),称为太阳风。这种流动以大约每小时 150 万公里的速度延伸,形成一个稀薄的大气层,即日光层,它沐浴着至少 100 个天文单位的行星际介质和日光层顶。构成日球层或行星际介质的物质是一种准真空。太阳表面的活动,例如太阳耀斑和日冕物质抛射,极大地改变了太阳风的强度,并通过创造空间天气条件或磁暴来扰乱日光层。日球层中最大的结构是帕克螺旋,由于太阳旋转磁场对行星际介质的作用,。地球的磁场在很大程度上防止其大气被太阳风剥离。相反,金星和火星没有磁场,太阳风逐渐将粒子从大气中喷射到太空中。日冕物质抛射和其他类似事件会从太阳表面吹出磁场和大量物质。这种磁场和物质与地球磁场的相互作用将带电粒子带入地球的高层大气,在磁极附近产生极地极光。太阳风还允许形成彗尾。日光层部分地保护太阳系免受称为宇宙辐射的高能星际粒子流的影响,这种保护在具有行星磁场的行星上进一步增强。星际介质中宇宙射线的密度和太阳磁场的强度在很长一段时间内都会发生变化,因此宇宙射线进入太阳系的程度会随着时间的推移而变化,尽管变化的程度是未知的。行星际介质包含至少两个圆盘状宇宙尘埃区域。第一个圆盘,黄道尘埃云,位于太阳系内部,产生黄道光。它可能是由与行星以及彗星留下的物质相互作用引起的小行星带内部碰撞形成的。第二个尘埃云从大约 10 AU 延伸到 40 AU,可能是由柯伊伯带中的类似碰撞产生的。

内部太阳能系统

内太阳系传统上包括太阳和主要小行星带之间的区域。主要由硅酸盐和金属组成的内太阳系物体轨道靠近太阳:整个区域的半径小于木星和土星轨道之间的距离。该区域完全位于冰线之前,距离太阳不到 5 天文单位(约 7 亿公里)。尽管一些天文学家假设存在火山小行星,但没有值得注意的、经过证实的天体的轨道完全在水星行星的轨道内。在 19 世纪,在此地区存在一颗假想的行星 Vulcan 之前被假定为无效。在下文中,所提到的天体的半长轴在专用部分的开头以天文单位的括号中表示。

内部行星

太阳系的四颗内行星是大地行星:它们具有致密的岩石成分和坚固的表面。此外,它们几乎没有或没有天然卫星,也没有环系。它们的大小适中(其中最大的是地球,直径为 12,756 公里),它们主要由高熔点矿物组成,例如形成固体地壳和半地幔的硅酸盐。液体和金属例如铁和镍,它们构成了它们的核心。四颗行星中的三颗(金星、地球和火星)拥有丰富的大气层;都表现出撞击坑和地表构造特征,例如裂谷和火山。术语“内行星”不同于“低行星”,它通常表示比地球更靠近太阳的行星,即水星和金星;这同样适用于“外行星”和“上行星”。

美居

水星 (0.4 AU) 是离太阳最近的行星,也是最小(直径 4,878 公里)和质量最小的行星,质量仅超过地球的二十分之一。它没有天然卫星,除了撞击坑外,它唯一已知的地质特征是背部,这可能是在其历史早期内部凝固过程中由热收缩产生的。相对于它的大小,它有一个非常大的液态铁核——占其半径的 85%,而地球约为 55%——和一个薄的地幔,这不能肯定地解释,但可能是由于巨大的撞击或在其吸积过程中处于高温状态。水星具有处于 3:2 自旋轨道共振的特殊性,它的公转周期(~88 天)正好是其自转周期(~59 天)的 1.5 倍,因此是太阳日的一半(~176 天)。因此,相对于固定恒星,它绕太阳每转两圈就绕其轴自转三圈。此外,它的轨道偏心率为0.2,是地球的12倍以上,是迄今为止太阳系行星中最高的。水星的大气层几乎不存在,也可以作为外逸层,它由被太阳风从其表面撕裂的原子(氧、钠和钾)或被这种风暂时捕获的原子(氢和氦)组成。这种缺席意味着她没有没有受到陨石的保护,因此它的表面有非常严重的陨石坑,并且在全球范围内与月球的背面相似,因为它在地质上已经数十亿年不活跃了。此外,大气的缺乏加上太阳的临近导致地表温度发生很大变化,从极地陨石坑底部的 90 K (-183 °C) - 太阳光线永远无法到达的地方。 - 高达 700 K (427 °C) 在近日点的太阳下点,。水星的图像范围从极地陨石坑底部的 90 K(-183°C) - 太阳光线永远无法到达的地方 - 在近日点的太阳下点高达 700 K(427°C)。水星的图像范围从极地陨石坑底部的 90 K(-183°C) - 太阳光线永远无法到达的地方 - 在近日点的太阳下点高达 700 K(427°C)。水星的图像

金星

金星 (0.7 AU) 是大小(0.95 地球半径)和质量(0.815 地球质量)最接近地球的行星,这就是为什么它有时被称为“姐妹行星”的原因。像她一样,金星拥有一层厚厚的硅酸盐地幔,围绕着一个金属核、一个重要的大气层和内部地质活动。然而,它更加干燥,其地面大气压力高出 92 倍。它的大气层由超过 96% 的二氧化碳组成,产生了非常大的温室效应,使其成为太阳系中最热的行星,其平均表面温度为 735 K (462 °C),,,, 。这颗行星还被一层不透明的硫酸云包围着,对可见光具有高度反射性,防止其表面被从太空中可以看到,并使这颗行星成为地球夜空中仅次于月球的第二亮的自然天体。尽管过去假设其表面存在液态水海洋,但金星表面是干燥的岩石沙漠景观,火山活动仍在发生。由于它没有磁场,它的大气层不断被太阳风耗尽,火山喷发使它能够补充它。金星的地形几乎没有高浮雕,主要由地质上非常年轻的广阔平原组成,只有几亿年的历史,特别是由于其厚厚的大气层保护它免受陨石撞击,以及它的火山活动更新了土壤。金星每 224 年绕太阳一周,7 个地球日,自转周期为 243 个地球日,绕自身轴自转所需的时间比太阳系中的任何其他行星都要长。像天王星一样,它有一个逆行,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像自转周期为 243 个地球日,绕自身轴自转所需的时间比太阳系中任何其他行星都要长。像天王星一样,它有一个逆行,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像自转周期为 243 个地球日,绕自身轴自转所需的时间比太阳系中任何其他行星都要长。像天王星一样,它有一个逆行,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像与太阳系中的任何其他行星相比,围绕自己的轴旋转所需的时间更长。像天王星一样,它有一个逆行,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像与太阳系中的任何其他行星相比,围绕自己的轴旋转所需的时间更长。像天王星一样,它有一个逆行,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像它有一个逆行旋转,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像它有一个逆行旋转,并以与其他行星相反的方向自转:太阳从西边升起,从东边落下。金星是太阳系中行星轨道最圆的,它的轨道偏心率几乎为零,并且由于它的缓慢自转,几乎是球形的(扁平被认为为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像太阳系中行星的最圆轨道,其轨道偏心率几乎为零,并且由于其自转缓慢,几乎是球形的(扁平化视为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像太阳系中行星的最圆轨道,其轨道偏心率几乎为零,并且由于其自转缓慢,几乎是球形的(扁平化视为零)。它没有天然卫星。另一方面,像地球一样,金星在其轨道上有一个环,一个非常稀疏的环太阳尘埃盘。金星的图像

地球

地球 (1 AU) 是最大的(直径为 12,756 公里)、质量最大的类地行星,也是太阳系中密度最大的。值得注意的是,它是已知的唯一拥有生命的天体。它在 365,256 个太阳日(一个恒星年)内绕太阳公转,并在 23 小时 56 分 4 秒(一个恒星日)内相对于太阳自转,也就是说,由于这种位移,比它的 24 小时太阳日略短围绕太阳。地球自转轴的倾角为 23°,这会导致季节的出现。地球有一颗同步自转的卫星月球,它是太阳系中唯一一颗非常大的类地行星卫星。根据巨型撞击假说,这颗卫星'形成于 45.4 亿年前原始地球与火星大小的撞击体(名为 Theia)碰撞的结果。与其卫星的引力相互作用产生潮汐,稳定其旋转轴并逐渐降低其旋转速度。这颗行星也在围绕太阳的尘埃盘中运动。它的刚性外壳——称为岩石圈——被分成不同的构造板块,每年迁移几厘米。地球表面大约 71% 被液态水覆盖——这是地球行星中的一个独特事实,包括海洋,还有构成水圈的湖泊和河流——其余 29% 是大陆,他是,而大部分极地地区都被冰覆盖。地球的内部结构在地质上是活跃的,固体内核和液体外核(均主要由铁组成)使得特别有可能通过发电机效应和地幔对流(由铁组成)产生地球磁场。硅酸盐岩)是板块构造的原因,这是唯一知道的行星。地球的大气层与其他行星的大气层完全不同,因为它已经因生命形式的存在而改变,直到现在它含有 21% 的氧气。这也会使每个温室效应的平均温度增加 33 开尔文,使其达到 288 K(15°C)并允许液态水的存在。地月系统图像

行进

火星(1.5 天文单位)的大小是地球和金星的两倍,质量仅为地球的十分之一。它绕太阳公转的周期是 687 个地球日,它的一天持续 24 小时 39 分钟。火星的自转周期与地球的自转周期相同,其倾斜度使其具有类似于地球周期的季节循环。然而,这些季节的特点是轨道偏心率比地球高 5 倍半,导致两个半球之间的季节不对称明显更加明显,并且气候可以被称为超大陆性气候:在夏季,温度在赤道很少超过 20 到 25°C,而在极地的冬天它会下降到 -120°C,甚至更低。由于富含无定形赤铁矿或氧化铁 (III),它的大气层稀薄,主要由二氧化碳组成,沙漠表面在视觉上以红色为特征。由于靠近小行星带,它的地形与月球相似,因为它的陨石坑和撞击盆地,以及与地球相似的构造和气候起源地层,如火山、裂谷、山谷、台地、沙丘和极地帽,。太阳系最高的火山奥林匹斯山(盾状火山)和最大的峡谷水手谷都在火星上。这些地质结构显示出地质甚至水力活动的迹象,这可能一直持续到最近,但现在几乎完全停止了;只有较小的事件仍会偶尔发生在其表面,例如山体滑坡或以小熔岩流形式出现的罕见火山喷发。这颗行星也没有全球磁场。火星有两颗直径只有几十公里的非常小的天然卫星,火卫一和火卫二,它们可以被捕获小行星,但目前的共识是支持在与行星撞击后形成的,因为它们与行星的距离很短。它们同步旋转——因此总是向行星显示相同的面——但是,由于与行星的潮汐力,火卫一的轨道减小,卫星在越过罗氏极限时会分解,而火卫二则逐渐远离。火星系统的图像

比较

小行星带

特征

小行星主要是太阳系中的小天体,由岩石和非挥发性金属矿物组成,形状和大小不规则——从几百公里到微小的尘埃——但比行星小得多。位于火星和木星轨道之间的一个环面区域,主要距离太阳2.3到3.3天文单位,包含非常多的小行星带,因此称为小行星带或主带。太阳系中的其他小行星群,例如柯伊伯带或奥尔特云。小行星带由原始太阳星云作为一组小行星形成。然而,木星的引力扰动给原行星注入过多的轨道能量,使它们无法吸积成行星并引起剧烈碰撞。结果,在太阳系历史的前一亿年中,小行星带99.9%的初始质量丢失,一些碎片被抛入内太阳系,导致陨石撞击内行星。小行星带仍然是地球上接收到的陨石的主要来源。它将包含 1 到 200 万颗大于一公里的小行星,其中一些小行星的卫星有时与它们一样宽,但很少有直径超过 100 公里的。小行星带的总质量约为月球的5%,而且小行星之间的距离相对较远,这意味着许多太空探测器都能够顺利通过它。

小行星群和家族

主带中的小行星分为几个组和家族,几组小行星共享相似的轨道要素(如半长轴、偏心率或轨道倾斜),但也往往具有相似的表面成分。家庭被认为是过去小行星之间碰撞的碎片,而群体仅来自非碰撞动态现象,并在太阳系内小行星的排列中发挥着更具结构性的作用。在主要群中,我们可以举个例子,例如位于 3.7 至 4.1 天文带外围的希尔达群,其小行星与木星呈 3:2 共振,或匈牙利群,它位于 1.8 和 2 AU 之间的内部外围。小行星带的单个小行星根据它们的光谱进行分类,其中大部分属于三个基本组:碳质(C 型)、硅酸盐(S 型)和富含金属的(M 型)。

主要小行星

小行星带大约一半的质量包含在四颗最大的小行星中:(1) 谷神星 (2.77 AU)、(4) 灶神星 (2.36 AU)、(2) Pallas (2, 77 ua) 和 (10) Hygieia (3.14 UA) ,.单独,谷神星甚至代表了带总质量的近三分之一。谷神星是该带中最大的天体,也是唯一一个不被归类为小天体,而是一颗矮行星的天体——顺便说一下,它是太阳系中公认的最小的天体。谷神星的直径为 952 公里,足以使其自身的引力形成球形,它在 19 世纪被发现时被认为是一颗行星,然后在 1850 年代观测显示其丰富度时被重新归类为小行星。它的表面可能由冰的混合物组成水和各种水合矿物(包括碳酸盐和粘土)、有机物以及间歇泉的存在都已被检测到。谷神星似乎有一个岩石核心和一个冰地幔,但它也可能拥有一片液态水海洋,使其成为寻找外星生命的踪迹。 Vesta、Pallas 或 Hygieia 的平均直径都小于 600 公里,但如果证明它们已达到流体静力平衡,则可能会被重新归类为矮行星。主带中最大的五颗小行星谷神星似乎有一个岩石核心和一个冰地幔,但它也可能拥有一片液态水海洋,使其成为寻找外星生命的踪迹。 Vesta、Pallas 或 Hygieia 的平均直径都小于 600 公里,但如果它们已达到流体静力平衡,则可能会被重新归类为矮行星。主带中最大的五颗小行星谷神星似乎有一个岩石核心和一个冰地幔,但它也可能拥有一片液态水海洋,使其成为寻找外星生命的踪迹。 Vesta、Pallas 或 Hygieia 的平均直径都小于 600 公里,但如果它们已达到流体静力平衡,则可能会被重新归类为矮行星。主带中最大的五颗小行星主带中最大的五颗小行星主带中最大的五颗小行星

外置太阳能系统

小行星带之外是一个以气态巨行星及其天然卫星为主的地区。许多短命的彗星,包括半人马座,也居住在那里。如果这个名称适用于太阳系的极限,那么自柯伊伯带发现以来,位于海王星轨道之后的太阳系最外层部分现在被认为是一个由跨海王星物体组成的独立区域。 ,。该区域的固体物体由比内太阳系中的固体物体更大比例的“冰”(水、氨、甲烷)组成,特别是因为其中大部分是在冰线之后,较低的温度使这些化合物保持固态。

外行星

四颗外行星,或称巨行星,共占已知绕太阳公转质量的 99%。木星和土星的总质量是地球质量的 400 多倍,主要由氢和氦组成,因此它们被称为气态巨行星;这些成分虽然包含更多的重元素,但与太阳的成分非常接近,这意味着它们的密度较低。天王星和海王星的质量要小得多——每个约为太阳的 20 个陆地质量——并且主要由冰组成,证明它们属于冰巨星的独特类别。四颗巨行星有一个行星环系统,虽然只有行星环系统从地球上很容易观察到土星环。此外,它们平均拥有比类地行星更多的天然卫星,从海王星的 14 颗到土星的 82 颗。如果它们没有固体表面,它们就会有铁和硅酸盐核心,范围从几个地球到几十个地球质量。 “外行星”这个词并不是严格意义上的“高层行星”的同义词。第二个一般指的是地球轨道之外的行星,因此包括所有的外行星和火星。它们的核心是铁和硅酸盐,范围从几个到几十个陆块。 “外行星”这个词并不是严格意义上的“高层行星”的同义词。第二个一般指的是地球轨道之外的行星,因此包括所有的外行星和火星。它们的核心是铁和硅酸盐,范围从几个到几十个陆块。 “外行星”这个词并不是严格意义上的“高层行星”的同义词。第二个一般指的是地球轨道之外的行星,因此包括所有的外行星和火星。

木星

木星(5.2 天文单位)拥有 317 个陆地,质量是所有其他行星总和的 2.5 倍,其直径约为 143,000 公里。它的公转周期约为12年,自转周期略小于10小时,。它主要由氢和氦、少量氨和水蒸气以及可能是固体岩石核心组成,但没有明确的表面。其强大的内部热量驱动着近 600 公里/小时的狂风,它穿过行星大气层的上层,并明显地将其分为不同纬度的几个彩色带,被湍流隔开。这种现象还产生了许多半永久性特征,例如大红斑、至少从 17 世纪开始观察到的反气旋。它强大的磁层由其内层金属氢中的电流驱动,产生了太阳系中已知的最强磁场之一——只有太阳黑子和地球两极的极地极光超过。如果云层的温度在 120 K (-153 °C) 左右,由于重力压缩,它会随着朝向地球中心的压力迅速增加,将达到 6000 K,压力比地球上 10,000 公里的压力高一百万倍深度 ,。木星有 79 颗已知卫星。最大的四颗,也被称为伽利略卫星,因为在 17 世纪由意大利天文学家伽利略发现,木卫三、卡利斯托、艾欧和欧洲,目前与大地行星的地质相似性,,。在太阳系中最大的物体中——它们都比矮行星还要大——木卫三甚至是太阳系中最大、质量最大的卫星,其大小超过了水星。此外,木卫一、欧洲和木卫三这三个内部卫星是太阳系拉普拉斯共振的唯一已知例子:这三个天体的轨道共振为 4:2:1,这对其地质和举例有影响Io 上的火山活动,,,。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像在太阳系中最大的物体中——它们都比矮行星还要大——木卫三甚至是太阳系中最大、质量最大的卫星,其大小超过了水星。此外,木卫一、欧洲和木卫三这三个内部卫星是太阳系拉普拉斯共振的唯一已知例子:这三个天体的轨道共振为 4:2:1,这对其地质和举例有影响Io 上的火山活动,,,。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像在太阳系中最大的物体中——它们都比矮行星还要大——木卫三甚至是太阳系中最大、质量最大的卫星,其大小超过了水星。此外,木卫一、欧洲和木卫三这三个内部卫星是太阳系拉普拉斯共振的唯一已知例子:这三个天体的轨道共振为 4:2:1,这对其地质和举例有影响Io 上的火山活动,,,。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像木卫三甚至是太阳系中最大、质量最大的卫星,其大小超过了水星。此外,木卫一、欧洲和木卫三这三个内部卫星是太阳系拉普拉斯共振的唯一已知例子:这三个天体处于 4:2:1 轨道共振,这对其地质和举例有影响Io ,,, 上的火山活动。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像木卫三甚至是太阳系中最大、质量最大的卫星,其大小超过了水星。此外,木卫一、欧洲和木卫三这三个内部卫星是太阳系拉普拉斯共振的唯一已知例子:这三个天体处于 4:2:1 轨道共振,这对其地质和举例有影响Io ,,, 上的火山活动。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像这三个天体的轨道共振比例为 4:2:1,这对它们的地质有影响,例如 Io 上的火山活动。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像这三个天体的轨道共振比例为 4:2:1,这对它们的地质有影响,例如 Io 上的火山活动。木星系统还包括木星环,但该行星的影响延伸到太阳系中的许多天体,例如木星的特洛伊小行星。木星系统的图像

土星

土星 (9.5 AU) 具有与木星相似的特征,例如其大气成分和强大的磁层。尽管由于赤道直径约 121,000 公里,它的体积是另一颗气态巨行星的 60%,但它的质量要小得多,只有 95 个陆地。它的公转周期值略低于 30 年,而其自转周期估计为 10 小时 33 分。这颗行星最著名的特征是其突出的环系统。它们主要由冰和尘埃颗粒组成,并被分割成不同的部分,它们形成于不到 1 亿年前。此外,它是天然卫星数量最多的星球,82 颗被确认,数百颗小卫星在其游行队伍中。它最大的卫星泰坦也是太阳系中的第二大卫星,也是已知唯一拥有丰富大气的卫星。另一个非凡的卫星土卫二由于其低温火山作用而散发出强大的冰间歇泉,被认为是微生物生命的潜在栖息地。太阳系中唯一比水密度小的行星,土星的内部很可能由硅酸盐和铁的岩石核心组成,周围环绕着由 96% 的氢组成的层,氢依次是金属,然后是液态,然后是气态,混合有氦气,,。金属氢层中的电流产生了它的磁层,这是太阳系中的第二大磁层,但比木星小得多,而且在极光处。土星的大气通常是沉闷的,缺乏对比度,尽管可能会出现持久的特征,例如其北极的六边形。土星上的风速可达每小时 1,800 公里,是太阳系中仅次于海王星的风速第二快的风速。土星系统的图像土星系统的图像土星系统的图像

天王星

天王星(19.2 天文单位)是质量最小的巨行星,按其 14 个地球质量计算。由于海王星的引力压缩,它的直径约为 51,000 公里,略大于它几乎是孪生的海王星。它的公转周期大约是 84 年,并且是太阳系行星中的一个独特特征,它在 17 个小时内绕太阳公转一周,它的自转轴几乎在它的公转平面内,使 l '印象是它在黄道平面上“滚动”。因此,它的北极和南极位于大多数其他行星都有赤道的地方。由于轴的这种倾斜,行星具有扭曲的磁层。就像木星和土星的大气,天王星主要由氢和氦以及微量碳氢化合物组成。但和海王星一样,它含有更高比例的物理意义上的“冰”,即水、氨和甲烷等挥发性物质,而行星内部主要由冰和岩石组成,因此得名“冰巨人”。此外,甲烷是造成地球海蓝宝石色调的主要原因。它的行星大气是太阳系中最冷的,在对流层顶时达到 49 K(-224°C),因为它向太空辐射很少的热量,并且具有多云的层状结构。然而,这颗行星在可见光下几乎没有任何起伏,就像云带或与其他巨行星相关的风暴,尽管风速为 900 公里/小时。现代第一颗用望远镜发现的行星——威廉·赫歇尔于 1781 年发现——自古以来就不为人所知,天王星有一个环系统和许多天然卫星:我们知道 13 个窄环和 27 个卫星,最大的是 Titania、Oberon、翁布里埃尔、阿里尔和米兰达;后者尤其引人注目,因为它提出的理由多种多样。天王星系统的图像天王星有一个环系统和许多天然卫星:我们知道 13 个狭窄的环和 27 个卫星,最大的是 Titania、Oberon、Umbriel、Ariel 和 Miranda;后者尤其引人注目,因为它提出的理由多种多样。天王星系统的图像天王星有一个环系统和许多天然卫星:我们知道 13 个狭窄的环和 27 个卫星,最大的是 Titania、Oberon、Umbriel、Ariel 和 Miranda;后者尤其引人注目,因为它提出的理由多种多样。天王星系统的图像

海王星

海王星(30 AU)是太阳系中距离太阳最远的行星。就其 17 个陆地质量而言,它的质量略大于天王星,但体积更小,其赤道直径在重力压缩下约为 49,500 公里,因此密度更大——使其成为密度最大的巨行星。它的公转周期约为165年,自转周期略高于16小时。由于天王星轨道上无法解释的引力扰动,它是第一个天体,也是太阳系八颗行星中唯一一颗通过推论而非经验观察发现的天体。:计算1846 年,法国天文学家 Urbain Le Verrier 允许普鲁士人 J​​ohann Gottfried Galle 用望远镜观察它。我们知道 14 颗天然卫星,其中最大的是海卫一,它在地质上很活跃,有液氮间歇泉。它也是太阳系中唯一一颗位于逆行轨道上的大型卫星。这颗行星也有一个脆弱而破碎的环系统和磁层,并在其轨道上伴随着几颗小行星,即海王星的特洛伊小行星。海王星的大气层与天王星的大气层相似,主要由氢和氦、微量碳氢化合物以及较高比例的“冰”(水、氨和甲烷)组成,使德西成为第二个“冰巨星”。此外,甲烷是这颗行星呈现蓝色色调的部分原因,但其天蓝色的确切来源仍然无法解释。与天王星的朦胧和相对无特色的大气不同,海王星的大气表现出活跃和可见的天气条件,包括一个类似于木星大红斑的大黑斑,出现在航海者 2 号于 1989 年飞越时。这些天气条件是由驱动的由太阳系中已知的最强风,达到 2,100 公里/小时的速度。由于它与太阳的距离很远,其大气层的外部是太阳系中最冷的地方之一,云顶温度接近 55 K (-218.15 °C)。海王星系统的图像海王星系统的图像

比较

半人马

半人马在 9 到 30 个天文单位之间延伸,是类似于彗星的小型冰体,被定义为小行星在木星和海王星之间运行的第一近似值,其轨道与其中一个巨行星的轨道相交;它们具有彗星和小行星的共同特征,这是它们以混合神话生物半人马命名的起源。根据小行星中心、喷气推进实验室小天体数据库和深黄道调查,一些定义更精确,略有不同。半人马穿越或已经穿越了一颗巨行星的轨道这一事实意味着他们自己的轨道是不稳定的,甚至是混乱的,因此这颗行星的动态寿命只有几百万年。然而,至少有一个潜在的反例,(514107) Kaʻepaokaʻawela (5.14 au),它在共振 1 中与木星共轨:-1 - 也就是说,它有一个逆行轨道,与木星和另一个的方向相反行星——它们可能已经在这个轨道上运行了数十亿年。根据喷气推进实验室目前的定义,发现的第一颗半人马是 1920 年的 (944) Hidalgo (5.74 au),但它是 1977 年发现的 (2060) Chiron (13.63 au),这让我们意识到这个独特群体的天文学家。后者也是小行星中心列表中显示的第一个半人马。由于有些已经被归入一个类别,或者它们作为小行星和彗星的特征之间的区别通常很困难,许多半人马有多种教派;例如,Chiron 也被官方指定为 95 P/Chiron。已知最大的半人马 (10199) Chariclo (15.82 AU),直径 200 至 300 公里,有一个环系统。由于半人马的研究比较大的天体少,因此很难估计它们的总数,并且太阳系中直径超过一公里的半人马数量的近似值从 44,000 到超过 10 000 000 不等。顺便说一下,虽然有证据表明已经观测到的土星卫星菲比是捕获并起源于柯伊伯带的古老半人马,但还没有近距离成像。在已知占据半人马轨道的物体中,大约有 30 条被检测到的毛发,其中两个,(2060) Chiron 和 (60558) Échéclos (10.68 au),显示出非常重要的条纹。最后两个特别是半人马和彗星,或彗星小行星。

特洛伊小行星

术语“特洛伊”最初指的是一颗小行星,其日心轨道与木星的轨道共振为 1:1,并且位于系统的拉格朗日(L4 或 L5)的两个稳定点之一附近。太阳-木星,即就是说它是一个位于行星轨道前方或后方60°的共轨天体。通过扩展,该术语现在指的是任何天体,其日心轨道与太阳系中的任何行星的轨道以 1:1 共振,并且位于太阳系两个稳定拉格朗日点之一附近的行星。太阳系中绝大多数已知的特洛伊木马是来自木星的特洛伊小行星,它们被分为L4的“希腊阵营”和L5的“特洛伊阵营”,受到特洛伊战争的启发。虽然目前列出了 10,000 多个,但估计木星上超过一公里的特洛伊小行星有超过一百万颗,特洛伊木马的数量将与主带中的小行星数量相近。截至 2021 年 6 月 8 日,小行星中心共列出了 9,858 个木马,详细信息如下表: 仅列出已确认长期稳定的木马。因此,2013 ND15 位于太阳-金星的 L4 点,但没有被列为木马,因为它的位置是临时的。同样,2014 YX49 在太阳-天王星的 L4 点被发现,但不构成第二个官方认可的天王星木马,因为它是暂时的;一般来说,特洛伊木马天王星估计不稳定。此外,土星似乎是唯一没有特洛伊木马的巨行星,并且假设轨道共振机制,特别是长期共振,将是这种缺失的根源。可以将该术语的定义扩展到行星-卫星系统,因此土星的两个天然卫星都有自己的特洛伊木马程序,因此它们本身就是土星的卫星。 Tethys 的两个特洛伊木马是 Telesto 和 Calypso,而 Dione 的两个木马是 Hélène 和 Pollux。地月系统在其 L4 和 L5 点有尘埃云:Kordylewski 云。特别是世俗的共鸣,将是这种缺席的根源。可以将该术语的定义扩展到行星-卫星系统,因此土星的两个天然卫星都有自己的特洛伊木马程序,因此它们本身就是土星的卫星。 Tethys 的两个特洛伊木马是 Telesto 和 Calypso,而 Dione 的两个木马是 Hélène 和 Pollux。地月系统在其 L4 和 L5 点有尘埃云:Kordylewski 云。特别是世俗的共鸣,将是这种缺席的根源。可以将该术语的定义扩展到行星-卫星系统,因此土星的两个天然卫星都有自己的特洛伊木马程序,因此它们本身就是土星的卫星。 Tethys 的两个特洛伊木马是 Telesto 和 Calypso,而 Dione 的两个木马是 Hélène 和 Pollux。地月系统在其 L4 和 L5 点有尘埃云:Kordylewski 云。而迪奥内的那些是海伦和波吕克斯。地月系统在其 L4 和 L5 点有尘埃云:Kordylewski 云。而迪奥内的那些是海伦和波吕克斯。地月系统在其 L4 和 L5 点有尘埃云:Kordylewski 云。

彗星

彗星是太阳系中的小天体,通常直径有几公里,主要由易挥发的冰组成。它们通常描述高度偏心的轨道,其近日点通常位于内太阳系和冥王星以外的远日点。当彗星进入内太阳系时,太阳的靠近会导致其表面被太阳风升华和电离。这会产生一条细线(或彗发)——彗核周围的一个模糊的包膜——和彗尾——一条长长的电离气体和尘埃轨迹。它们的成分类似于星际云中的冰,这表明它们自太阳系形成以来几乎没有变化。他们的核心是一堆冰,直径从几百米到几十公里不等的灰尘和岩石颗粒。头发的直径可以达到地球的十五倍——甚至超过太阳的宽度——而尾巴可以延伸超过一个天文单位,已经观察到的尾巴达到四个天文单位(约6亿公里) ,。如果足够明亮,那么在地球上可以用肉眼观察到彗星,最壮观的被称为“大彗星”,一般十年才出现一次,最突出的甚至是“世纪彗星”。彗星的公转周期范围很广,从几年到几百万年不等。像哈雷彗星这样的短命彗星起源于柯伊伯带,并在不到 200 年的时间内穿过它们的轨道。长周期彗星,例如 Hale-Bopp 彗星,据说起源于奥尔特云,其周期一般为数千年。最后,其他人具有双曲线轨迹,将来自太阳系之外,但很难确定它们的轨道。古老的彗星在多次靠近太阳后失去了大部分挥发性化合物——据说它们的平均寿命为 10,000 年——变得类似于小行星,这就是所谓的达摩克罗星体的起源。这两类对象原则上具有不同的起源,彗星形成的距离比外太阳系更远,而小行星起源于木星的轨道内,但主带彗星和半人马的发现往往会混淆术语。已知有数千颗彗星,至少经过两次观测后编号有数百颗;然而,太阳系中彗星的总数估计约为一万亿(1012),主要是由于奥尔特云似乎构成了大型水库。彗星图片已知有数千颗彗星,至少经过两次观测后编号有数百颗;然而,太阳系中彗星的总数估计约为一万亿(1012),主要是由于奥尔特云似乎构成了大型水库。彗星图片已知有数千颗彗星,至少经过两次观测后编号有数百颗;然而,太阳系中彗星的总数估计约为一万亿(1012),主要是由于奥尔特云似乎构成了大型水库。彗星图片

海王星区

海王星以外的区域,通常被称为外海王星区域,在很大程度上仍未被探索。它似乎主要由小天体组成(最大的天体是地球直径的五分之一,质量远小于月球),由岩石和冰组成。

柯伊伯带

柯伊伯带,或更罕见的埃奇沃思-柯伊伯带,是外海王星区域的主要结构。它是一个类似于小行星带的大型碎片环,但更大——距离太阳大约 30 到 55 天文单位——大 20 到 200 倍。然而,它可以在柯伊伯悬崖之后以低得多的密度扩展到一百个天文单位。它的形状类似于环面,大多数物体在黄道平面的每一侧延伸不到 10°。据估计,柯伊伯带中有 10 万个直径大于 50 公里的天体,但它们的总质量估计不到地球的十分之一,甚至只有地球的百分之几,。大于一公里的物体数量将达到十亿。与主带一样,它主要由小天体、因碰撞而变大的太阳吸积盘的遗迹和至少三颗矮行星组成:(134340)冥王星(39.45 au)、(136108)Hauméa( 43.23 au) 和 (136472) Makemake (45.71 au)。其他一些较大的带状天体,例如 (90482) Orcus (39.45 AU)、(20,000) Varuna (42.78 AU) 或 (50,000) Quaoar (43.25 AU),最终可能会被重新归类为行星。相比之下,虽然小行星带主要由岩石和金属天体组成,但柯伊伯带中的物体会 - 研究如此遥远和如此小的物体很难——主要由冷冻的挥发性化合物组成,如甲烷、氨或水,。该地区也被认为是短命彗星的主要来源。带中的许多物体都有多颗卫星,并且大多数都位于将它们带到黄道平面之外的轨道上。柯伊伯带可以粗略地分为“经典”物体和与海王星共振的物体。然后根据它们的共振比命名它们;例如,那些处于 2:3 共振中的共振——人口最多的共振,有超过 200 个已知物体——被称为 plutinos,而处于 1:2 共振中的那些是 twotinos。共振带开始于内部海王星的轨道,而与海王星没有共振的经典天体带在 39.4 到 47.7 天文单位之间延伸,在冥王星和二天星之间,。这个经典带的成员被称为立方体,在第一个这样的物体被发现之后,(15760) 1992 QB1,并且总是在接近原始的低偏心率轨道上。大约三分之二的已知跨海王星天体是立方体。并且总是在准原始低偏心率轨道上。大约三分之二的已知跨海王星天体是立方体。并且总是在准原始低偏心率轨道上。大约三分之二的已知跨海王星天体是立方体。

Pluton et Charon

冥王星(39.45 天文单位)是已知最大的天体,也是第一个在柯伊伯带中被发现的天体,在大约 250 年内完成了绕太阳公转。考虑到它于 1930 年被发现为第九颗行星,直到它在 2006 年通过采用行星的正式定义而被降级,现在它是太阳系中最大的矮行星,其赤道直径为 2,370 公里 - 约三分之二月亮的那个。它主要由岩石和甲烷冰组成,但也有水冰和冰冻的氮,在它的轨道上会有一个组成不同的良好大气层。它有一个相对偏心的轨道,相对于黄道平面倾斜 17°,范围从 29,距离近日点(海王星轨道以下)的太阳 7 个天文单位到远日点的 49.5 个天文单位。它与海王星的轨道共振为 3:2,将其名称扩展为轨道共享此共振的柯伊伯带天体,冥王星,。 Charon 是冥王星的卫星之一,相对于这颗矮行星来说非常大,达到其质量的 11.65% 和直径的一半以上。因此,它实际上与冥王星形成了一个双星系统,因为它们轨道的重心不在两个天体之一内,并且两个天体中的每一个都以大约 6.39 天的相同周期围绕它运行。该系统有可能在未来被重新评估为“双矮行星”。其他四个小得多的卫星,冥河,尼克斯,Kerberos 和 Hydra(按距离排序)围绕冥王星-卡戎夫妇运行。冥王星系统的图像

Makémaké et Hauméa

柯伊伯带的另外两颗矮行星是 (136472) Makémake 和 (136108) Hauméa。 Makemake(45.71 AU)虽然是冥王星的三分之二,但由于其非常高的反照率,它是已知最大的立方体,也是冥王星之后带中第二亮的天体。它的表面覆盖着甲烷和乙烷,但与海王星物体不同,它相对缺乏氮冰。这颗矮行星的公转周期超过 300 年,相对于黄道平面倾斜 29°,并且至少有一颗卫星 S/2015 (136472) 1,绰号 MK 2,同时等待确定的名称,。 Hauméa (43.13 AU) 与 Makemake 处于相似轨道,但与海王星 7:12 处于临时轨道共振。它的自转周期非常快,不到四个小时,椭圆形的形状类似于橄榄球,其最长轴的大小与冥王星的大小相当。它周围环绕着一个细暗的环——这是一个海王星天体和一颗矮行星所独有的——以及两颗卫星 Hiʻiaka 和 Namaka。另据推测,它是具有接近轨道的海王星天体碰撞家族的主要组成部分,Hauméa家族,据说这是对其不寻常特征的强烈撞击的结果。一个薄的暗环——对于一个跨海王星物体和一颗矮行星来说是独一无二的——以及两颗卫星,Hiʻiaka 和 Namaka。另据推测,它是具有接近轨道的海王星天体碰撞家族的主要组成部分,Hauméa家族,据说这是对其不寻常特征的强烈撞击的结果。一个薄的暗环——对于一个跨海王星物体和一颗矮行星来说是独一无二的——以及两颗卫星,Hiʻiaka 和 Namaka。另据推测,它是具有接近轨道的海王星天体碰撞家族的主要组成部分,Hauméa家族,据说这是对其不寻常特征的强烈撞击的结果。

Objets épars

Scattered Objects Disc 是一个由小冰天体组成的圆盘,延伸到柯伊伯带之外。由于它们的轨道偏心率较大,它们与太阳的距离差异很大,大多数分散的天体的近日点约为 30 至 35 AU,远日点可达 150 AU。通常,它们的轨道倾斜度很大,通常超过 40°。与柯伊伯带类似,大于一公里的物体数量将达到十亿个。这些极端轨道将是巨行星引力影响的结果,这些物体可能来自小行星带,但在形成过程中受到海王星的影响而被抛出。它们与分离的物体没有明显的区别,它们离得足够远,不再受到巨行星的影响。

厄里斯

(136199) 阋神星 (67.65 AU) 是已知最大的散射天体。它在发现时引起了争议,然后澄清了行星的地位,因为它的大小与冥王星相似,然后被认为是一颗行星,这就是为什么它以希腊不和谐女神厄里斯的名字命名, ,。它是太阳系中第二大矮行星,直径为 2,326 公里,质量最大,质量比冥王星大 27%。它的轨道非常偏心,近日点约为38 AU,远日点约为97 AU,即轨道偏心率为0.44;它还与黄道平面形成一个大角度,轨道倾角大于 44°。厄里斯有一个月亮,Dysnomy,。

偏远地区

Héliosphère, héliogaine et héliopause

日光层是由太阳风产生的恒星风泡,代表了由太阳投射的原子粒子主导的空间区域。太阳风以每秒数百公里的最大速度传播,直到它与来自星际介质的相反风相撞。这个碰撞点称为终端激波,距离其轨迹前方的太阳约 80 至 100 天文单位,距离其轨迹后方的太阳约 200 天文单位。然后风显着减慢,凝结并变得更加湍急,形成一个大的椭圆形结构,即螺旋鞘。它的外观和行为与彗尾非常相似,可延伸几十个太阳路径方向的天文单位,相反方向的天文单位。日光层的外部界限,即日光层顶,是太阳风消失和星际空间开始的点。日球层顶的形状会受到与星际介质的相互作用以及太阳耀斑或太阳磁场等内部因素的影响。航海者一号是 2012 年 8 月第一个通过这一点的人造物体。在距太阳约 230 个天文单位的日光层顶之外,将是激波弧,这是一个星际等离子体区域,当太阳穿过银河系时,它与日光层相遇而减速。日光层的外部界限,即日光层顶,是太阳风消失和星际空间开始的点。日球层顶的形状会受到与星际介质的相互作用以及太阳耀斑或太阳磁场等内部因素的影响。航海者一号是 2012 年 8 月第一个通过这一点的人造物体。在距太阳约 230 个天文单位的日光层顶之外,将是激波弧,这是一个星际等离子体区域,当太阳穿过银河系时,它与日光层相遇而减速。日光层的外部界限,即日光层顶,是太阳风消失和星际空间开始的点。日球层顶的形状会受到与星际介质的相互作用以及太阳耀斑或太阳磁场等内部因素的影响。航海者一号是 2012 年 8 月第一个通过这一点的人造物体。在距太阳约 230 个天文单位的日光层顶之外,将是激波弧,这是一个星际等离子体区域,当太阳穿过银河系时,它与日光层相遇而减速。日光层顶会受到与星际介质的相互作用以及太阳耀斑或太阳磁场等内部因素的影响。航海者一号是第一个通过这一点的人造物体,2012 年 8 月。在距太阳约 230 个天文单位的日光层顶之外,将是激波弧,这是一个星际等离子体区域,当太阳穿过银河系时,它与日光层相遇而减速。日光层顶会受到与星际介质的相互作用以及太阳耀斑或太阳磁场等内部因素的影响。航海者一号是 2012 年 8 月第一个通过这一点的人造物体。在距太阳约 230 个天文单位的日光层顶之外,将是激波弧,这是一个星际等离子体区域,当太阳穿过银河系时,它与日光层相遇而减速。在太阳穿越银河系的过程中,由于与日光层相遇而减速的星际等离子体区域。在太阳穿越银河系的过程中,由于与日光层相遇而减速的星际等离子体区域。

分离的对象

分离天体是一类特殊的跨海王星天体,它们的近日点距离太阳足够远,几乎不受海王星的影响,因此得名。近日点大于 50 天文单位的那些是 sednoids。

赛德娜

Sedna (506 AU) 是已知最大的分离天体。它是一颗类似冥王星的大红色小行星,其非常偏心的轨道 (e 0.85) 使其在近日点距离太阳 76 天文单位,在远日点距离太阳 928 天文单位。它的公转周期约为 12,000 年,2003 年被发现时距离太阳 89.6 天文单位。据说其表面的成分与其他海王星物体的成分相似,主要由冰水、甲烷和氮以及索林的混合物组成。它的直径约为 1,000 公里,使其成为矮行星地位的候选者,尽管它的形状尚不确定。

希尔斯云和奥尔特云

奥尔特云是一个假设的球形云,由多达一万亿个冰冷物体组成,可能是长寿彗星的来源。它将以球形围绕太阳系,这个壳可以从 10,000 AU 延伸到可能超过 100,000 AU(1.87 天文单位)。由于巨行星(尤其是木星)的引力相互作用,它将由从内部太阳系喷出的彗星组成。据信太阳系中的绝大多数彗星都位于那里,估计数量约为 10 亿颗(1012 颗)。这些物体的总质量大约是一个陆地质量。奥尔特云中的物体移动非常缓慢,可能会受到碰撞等偶发事件的干扰,附近恒星或银河潮汐的引力效应。尽管发现了像塞德纳这样的发现,但柯伊伯带和奥尔特云之间的区域在很大程度上仍然未知。希尔斯云,或内部奥尔特云,是柯伊伯带和奥尔特云之间的一个假设中间带,位于太阳的几百到几万个天文单位之间。它会比奥尔特云更分散。假设是柯伊伯带和奥尔特云之间的一个中间带,距离太阳有几百到几万个天文单位。它会比奥尔特云更分散。假设是柯伊伯带和奥尔特云之间的一个中间带,距离太阳有几百到几万个天文单位。它会比奥尔特云更分散。

限制

太阳系结束和星际介质开始的表面没有精确定义,因为外部界限是由两种力形成的,太阳风和太阳引力。因此,如果太阳风影响的极限在太阳与冥王星的距离接近四倍后停止在日球层顶,太阳的希尔球体——其引力优势的有效范围——延伸到“一千倍远”并包含假设的奥尔特云。这是两光年,或者说到最近的半人马座阿尔法星距离的一半,并且可以延伸到大约 1 秒差距(3.26 al)。

银河背景

位置

太阳系位于银河系中,这是一个直径约 100,000 光年的棒旋星系,包含 100 至 4000 亿颗恒星。太阳位于银河系的外旋臂之一,猎户座旋臂或本地旋臂,距离银河系中心 (8,178 ± 26) 秒差距或 (26,673 ± 83) 光年。它在银河系中的自转速度接近 250 公里/秒,因此它每 220 到 2.5 亿年左右绕它一周。这次革命是太阳系的银河年。此外,太阳的轨道垂直于银河平面每轨道摆动约 2.7 次。太阳顶点,即太阳自身穿过星际空间的运动方向,靠近大力神星座,在明亮的织女星当前位置的方向,。黄道平面与银河平面成 62.87° 角。太阳系在银河系中的位置可能是地球上生物进化史的一个因素。它的轨道几乎是圆形的,并且以与旋臂旋转的速度大致相同的速度运行,这意味着它很少穿过它们。由于旋臂是具有潜在危险的超新星集中得多的地方——因为它们会产生辐射和引力不稳定性——这种排列使地球能够经历长期的星际稳定,从而使生命出现和扩张。太阳系也在银河系外围运行,远离银河系中心,银河系中心的恒星密度远高于中央超大质量黑洞人马座A*,质量超过太阳的四百万倍。在中心附近,附近恒星的引力影响会更频繁地扰乱奥尔特云,并将更多彗星推向内太阳系,产生可能带来灾难性后果的碰撞。在太阳系的生命周期尺度上,在 900 AU 处与另一颗恒星的交叉在统计上仍然是可能的,并且会导致这种影响。来自银河系中心的强烈辐射也可能干扰复杂生命形式的发展。即使在在太阳系的当前位置,一些科学家假设最近的超新星可能会破坏过去 35,000 年的生命,通过向太阳发射恒星核心的碎片作为放射性尘埃或类似​​彗星的天体。

Voisinage

太阳系位于本地星际云或本地长毛绒中,这是一个密度较低的区域,即本地气泡内的一个相对密集的区域。后者是一个沙漏形的星际介质腔,宽约 300 光年(al)。这个气泡含有高温和非常稀释的等离子体,这表明它是最近几颗超新星的产物。该系统也靠近附近的云G,但不确定太阳系是否完全融入本地星际云,或者是否位于本地星际云与云G相互作用的区域。距离太阳十光年内的恒星相对较少,最近的系统是半人马座阿尔法星,一个 4.4 al 遥远的三重系统。半人马座阿尔法星 A 和 B 是一对类似太阳的恒星,而小红矮星比邻星(半人马座阿尔法星 C)以 0.2 al 的距离环绕另外两颗恒星。 2016年,确认一颗潜在宜居系外行星正在绕比邻星运行,称为比邻星b;因此,它是距离太阳最近的确认系外行星,距离地球 4.2 al。此前,Gliese 581 c 占据了这个位置,位于 20.4 al。其他离太阳最近的恒星是巴纳德星 (5.9 al)、狼 359 (7.8 al) 和拉朗德 21185 (8.3 al) 的红矮星。 10 al 内最大的恒星是天狼星,一颗明亮的主序星,位于 8 度左右,距离 6 al 大约是太阳质量的两倍,围绕它运行的有一颗名为 Sirius B 的白矮星。最近的两颗褐矮星是 Luhman 16 双星系统 (6.6 al)。十光年内的其他系统包括 Luyten 726-8 双星系统(8.7 al)和孤立的红矮星罗斯 154(9.7 al)。最近的单颗类太阳恒星是鲸鱼座 Tau Ceti,距离我们 11.9 al,占太阳质量的 80%,但只有其光度的 60%。已知离太阳最近的自由行星质量天体是 WISE 0855−0714,这是一个质量小于 10 木星质量的天体,位于约 7 al。两个最接近的褐矮星是 Luhman 16 双星系统 (6.6 al)。十光年内的其他系统包括 Luyten 726-8 双星系统(8.7 al)和孤立的红矮星罗斯 154(9.7 al)。最近的单颗类太阳恒星是鲸鱼座 Tau Ceti,距离我们 11.9 al,占太阳质量的 80%,但只有其光度的 60%。已知离太阳最近的自由行星质量天体是 WISE 0855−0714,这是一个质量小于 10 木星质量的天体,位于约 7 al。两个最接近的褐矮星是 Luhman 16 双星系统 (6.6 al)。十光年内的其他系统包括 Luyten 726-8 双星系统(8.7 al)和孤立的红矮星罗斯 154(9.7 al)。最近的单颗类太阳恒星是鲸鱼座 Tau Ceti,距离我们 11.9 al,占太阳质量的 80%,但只有其光度的 60%。已知离太阳最近的自由行星质量天体是 WISE 0855−0714,这是一个质量小于 10 木星质量的天体,位于约 7 al。它构成了太阳质量的 80%,但只有其光度的 60%。已知离太阳最近的自由行星质量天体是 WISE 0855−0714,这是一个质量小于 10 木星质量的天体,位于约 7 al。它构成了太阳质量的 80%,但只有其光度的 60%。已知离太阳最近的自由行星质量天体是 WISE 0855−0714,这是一个质量小于 10 木星质量的天体,位于约 7 al。

Formation et évolution

Formation

对太阳系形成最普遍接受的解释是星云假说,首先由勒内·笛卡尔在 17 世纪提出,然后在 18 世纪由伊曼纽尔·康德和皮埃尔-西蒙·德拉普拉斯提出。根据这篇论文,产生太阳的太阳星云——由气体和尘埃组成的云——是在大约 45.67 亿年前 (Ga) 由分子云巨星的一部分引力坍缩形成的。这一颗,几光年宽,可能诞生了几颗恒星。陨石研究揭示了仅在非常大的恒星爆炸中心产生的元素痕迹,表明太阳是在内部形成的一个星团和附近的超新星,,。这些超新星的冲击波可能通过在周围星云中形成密度过高的区域而导致太阳的形成,从而使重力接管气体的内部压力并引发坍缩。然而,在原行星盘附近存在超新星的可能性仍然很小,并且提出了其他模型。将成为太阳系或太阳星云的区域的直径在 7,000 至 20,000 天文单位之间,质量略大于太阳的质量,超过 0.001 至 0.1 个太阳质量。当它坍缩时,星云角动量守恒导致它旋转得更快,随着物质的凝聚,原子碰撞越来越频繁,。大部分质量聚集的中心逐渐变得比周围的圆盘更热。在重力、气压、磁场和自转的作用下,星云变平成一个直径约 200 天文单位的旋转原行星盘,围绕着一颗致密而炽热的原恒星。数百万年后,星云中心的氢的压力和密度变得足够高,足以让原恒星开始核聚变,增加其尺寸直到达到流体静力平衡,此时 l 热能抵消了引力收缩;这些反应将喂养星的能量约为 12 Ga,。然后太阳系的其他天体由其余的气体和尘埃云形成。根据目前的模型,这些是通过吸积形成的:围绕中央原恒星运行的尘埃颗粒通过直接接触形成直径几米的星团,然后碰撞形成直径几公里的星子。然后,内部太阳系太热,以至于水或甲烷等挥发性分子无法凝结:因此,在那里形成的星子相对较小,约占圆盘质量的 0.6%,主要由高熔点化合物组成,例如硅酸盐和金属。这些岩石天体最终成为大地行星。此外,木星的引力作用阻止了星子的吸积,形成了小行星带。甚至越过冰线,挥发性的冰化合物可以保持固态,木星和土星变成气态巨行星,并变得足够大,可以直接从星云中捕获氢和氦。天王星和海王星捕获的物质较少,主要由冰构成。它们较低的密度也表明它们从星云中捕获的气体比例较低,因此它们形成较晚。如果类地行星的卫星很少,那么巨行星的系统环和许多天然卫星。其中许多被称为“常规”,起源于围绕每个行星增加的圆盘,形成一个微型行星系统。其他卫星将是碰撞的结果——例如,月球的形成是巨大撞击的结果——或小行星捕获的结果。行星的吸积时间约为几百万年,尽管这些吸积情景的持续时间仍有争议。巨行星的聚集速度可能比大地行星更快,而木星是最古老的,达到一百万年。当太阳开始产生足够的能量时,估计在它形成后大约一千万年,太阳风开始携带原行星盘的气体和尘埃,结束行星的生长。

Évolution

目前的模型表明,太阳系外围区域的物质密度太低,无法解释像巨大冰行星这样的大天体通过心脏吸积形成的原因。因此,解释它们出现的一个受欢迎的假设是,它们形成在离太阳更近的地方,那里的物质密度更高,然后在原行星盘退出后,它们向它们当前的轨道进行了行星迁移。 ,。对此假设细节最广泛接受的解释流是尼斯模型,它探讨了海王星和其他巨行星的迁移对柯伊伯带结构的影响。这'Grand Tack 假说还表明,木星和土星可能在形成后不久就向太阳系内部迁移,然后向相反方向迁移。巨行星的这些迁移将强烈影响太阳系小天体的轨迹,并将成为许多彗星等的起源。尼斯模型还有助于解释太阳系历史上的一个理论时期,该时期发生在大约 4.1 至 3.9 Ga 之前,即后期的大轰击。由于阿波罗计划期间报告的月球岩石测年发现,这将标志着流星或彗星对大地行星的影响显着增加。的确,巨行星的迁移会产生各种共振,导致这一时期存在的小行星带不稳定。然而,后期大轰炸的存在受到严重质疑。例如,某些天文学家辩称,当时测量的高撞击浓度将基于单个月球撞击盆地中的岩石样本。简而言之,太阳系最初的数十亿年比目前已知的“更猛烈”,其特点是多次碰撞和轨道变化。然而,类似的现象继续发生,尽管规模较小。此外,太阳系天体的内部结构也发生了变化:有的经历了分化,形成了行星的核、地壳和地壳,有的则出现了冰下海洋,开始产生磁层,甚至发展并保持了行星大气.

Futur

由于氦在恒星中心的积累,太阳光度在地质时代的尺度上缓慢增加。因此,光度将在未来 11 亿年增长 10%,在未来 35 亿年(3.5 Ga)增长 40%。气候模型特别表明,到达地球的辐射增加可能对其“陆地”气候的可持续性产生重大影响,特别是海洋消失 1 至 1.7 Ga,这将导致地球气候的变化。地球属于金星类型,应该消灭其表面上任何简单的生命形式。像太阳这样的恒星的主序寿命估计为 9-10 Ga,而其当前年龄为 4.567 Ga。从而,作为其演化的一部分,太阳将成为超过 5 Ga 的红巨星:模型预测它将膨胀到其当前半径的 250 倍左右,同时失去其约 30% 的质量,但会变得比今天亮一千倍,,。这种质量的减少将导致行星的轨道远离。例如,一个模型表明,当太阳达到其最大半径 1.2 AU 并吞没水星和金星时,地球将发现自己位于距太阳 1.7 AU 的轨道上。然而,其他模拟表明地球最终也可能被太阳大气吸收。更远的地方,伽利略卫星应该没有冰层,温度也没有达到海王星的轨道将与当今地球轨道上已知的轨道相同。然后太阳将开始一个新的聚变循环,氦在其核心与碳融合,产生氦闪,而氢在核心的外围层融合成氦;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。目前在地球轨道上已知的顺序。然后太阳将开始新的聚变循环,氦在其核心与碳融合,产生氦闪,在核心的外围层氢与氦融合;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。目前在地球轨道上已知的顺序。然后太阳将开始一个新的聚变循环,氦在其核心与碳融合,产生氦闪,而氢在核心的外围层融合成氦;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。然后太阳将开始新的聚变循环,氦在其核心与碳融合,产生氦闪,在核心的外围层氢与氦融合;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。然后太阳将开始新的聚变循环,氦在其核心与碳融合,产生氦闪,在核心的外围层氢与氦融合;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。氢在核的外围层融合成氦;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。氢在核的外围层融合成氦;同时,这将造成大规模驱逐并在太阳周围形成行星状星云。然而,燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍缩成为一颗非常密集、微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍塌,变成一颗非常密集和微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。燃料的缺乏将阻止重力被辐射补偿,太阳将自行坍塌,变成一颗非常密集和微弱的白矮星。它将在数十亿年中一点一点地冷却,最终将不再为太阳系提供任何光或热,从而达到黑矮星的阶段。

Éléments orbitaux des planètes et planètes naines

行星和矮行星的轨道参数在数百年和数千年中非常稳定,但由于它们的引力相互作用,它们在更高的时间尺度上演化。轨道本身围绕太阳旋转,各种参数都在振荡,尽管它们的总体排列已经稳定了数十亿年。例如,地球轨道的偏心率以 240 万年 (Ma) 的周期振荡。过去和未来的演化可以计算,但不能超过 60 Ma 的周期,因为太阳系动力学的混沌性质——计算的不确定性每 10 Ma 乘以 10,。然而,我们可以找到更古老的地球轨道特征(以及其他行星)多亏了气候和米兰科维奇周期的地质记录。我们特别得到,200 Ma 以前,地球轨道偏心率的振荡周期仅为 1.7 Ma,而今天为 2.4 Ma。此外,还检测到更精细的振荡,周期从 19,000 年到 100,000 年不等。当代数据如下表所示:当代数据如下表所示:当代数据如下表所示:

Découverte et exploration

Observations pré-télescopiques

在历史的大部分时间里,人类都不知道行星系统的概念。事实上,直到中世纪晚期和文艺复兴时期,大多数学者都认为地球是静止在宇宙中心的,并认为它与在天空中移动的物体有着绝对的不同。首先,为了解释昼夜循环,太阳被视为围绕地球旋转,而恒星被想象在一个也围绕地球旋转的球体上,彗星构成了地球大气层的一部分。然而,距地球最近的五颗行星(水星、金星、火星、木星和土星)自史前时代就已为人所知,因为它们是肉眼可见的。美索不达米亚天文学家早在公元前 2 千年就到达了。 AD用算术描述他们在地球上的运动,对这些位置的研究是他们占卜的基础;中国天文学也扮演着接近占星术的角色。希腊天文学家,尤其是 Cnidus 的 Eudoxus 然后是亚里士多德(公元前 3 世纪),使用几何学并假设每个行星都存在同心球体——他们称之为 πλανήτης 或 planētēs,意思是“流浪”——以复杂的方式排列以证明它们的合理性从地球上看到的不规则运动。与太阳和月亮一样,它们是在仪器观测之前已知的太阳系中唯一的成员。七颗星然后关联并在文化中产生影响,例如在星期几的名称的起源处。所有的星星都应该是球形的,就像月球或地球一样,以尊重一种“神圣完美”的形式。亚里士多德的地心模型随后被喜帕恰斯(公元前 2 世纪)简化,然后托勒密(2 世纪)在他的天启中完善了本轮,这要归功于本轮,它假设地球自转。恒星被同化为固定恒星;这种模式将在学者中占主导地位,直到 16 世纪。公元前 3 世纪,希腊哲学家阿里斯塔克斯 (Aristarchus) 是第一个推测宇宙日心说组织的人。 J.-C.,.一些历史学家认为,印度天文学家 Aryabhata 也会在 5 世纪左右独立完成这项工作——这仍然存在很大争议。很久以后,波兰天文学家尼古拉斯·哥白尼 (Nicolas Copernicus) 是第一个在 16 世纪开发出数学日心说模型的人,特别是在他的论文《论天球公转》中。虽然地心模型需要复杂的绘图,但它自己的绘图更简单,并且可以将行星与太阳的距离及其公转周期联系起来。然而,他的系统被他的同时代人认为是荒谬的,通常是出于宗教考虑,也是因为第谷布拉赫反对一年中没有视差导致的固定恒星的可见位移;然而,这确实存在,但太弱,无法用当时的仪器测量。第谷布拉赫也提供了一个妥协,行星围绕太阳旋转而后者围绕地球旋转的第 tychonic 系统,但日心说模型将不得不等待仪器观测的出现占上风。

Observations instrumentales

对太阳系的第一次观测是由天文学家在 17 世纪初开发的折射望远镜,然后是望远镜。伽利略是第一个发现其他天体物理细节的人之一,这要归功于他的望远镜:他从 1609 年开始观察到月球上布满了​​陨石坑,太阳有斑点,四颗伽利略卫星围绕它运行。木星。与观测金星相位相关的来自地球以外行星的卫星的发现使尼古拉斯·哥白尼的日心说模型得以普及。此外,它们使同样的物理定律适用于其他行星的想法合法化成为可能,然后这些行星将被开普勒定律正式化,然后由艾萨克牛顿提出的万有引力定律。一种新的会聚目镜的发明使克里斯蒂安·惠更斯能够继续伽利略的进步,发现土星的卫星泰坦和这颗行星的环的形状,尽管他认为它们是实心的。他对行星的观察也使他首次估计了地球-太阳距离,给出了大约 25,000 条地球射线,即 1.6 亿公里,因此非常接近真实值。让-多米尼克·卡西尼随后发现了土星的其他四颗卫星、卡西尼星环中的分界线和木星上的大红斑。根据地球的方向观察木卫一在木星周围的星历略有变化,他还提出光以有限的速度传播,Ole Christensen Rømer 毫无保留地提出了这一点。 1687 年在《自然哲学的数学原理》中首次公开的牛顿力学使日心太阳系的运作所引发的问题找到了答案。然而,它非常具有革命性,最初被拒绝。然而,这个概念开始被讨论,“太阳系”这个术语的首次出现可以追溯到 1704 年左右。牛顿理论的第一次实验验证是在 1758 年产生的,当时埃德蒙·哈雷 (Edmond Halley) 于 1716 年做出的预测伴随着以他的名字命名的彗星的重新出现。十八世纪的另一个特点是望远镜的改进允许,其中,对 1761 年和 1769 年金星凌日的精确观测导致了对太阳系距离的新测量。然后将行星的分布理论化为遵循 Titius-Bode 定律,这是一种根据算术几何序列的行星分布的经验关系,这得到了两个主要发现的证实。 1781 年,威廉·赫歇尔观察到他认为是一颗新彗星,但其轨道显示它是一颗新行星,天王星。 1801 年,朱塞佩·皮亚齐发现了谷神星,这是一个位于火星和木星之间的小天体,最初被认为是一颗新行星。后来的观察表明,事实上这个地区还存在着成千上万的其他物体,这导致它们被重新归类为小行星。天王星的位置与其轨道理论计算之间的差异导致怀疑另一颗更远的行星干扰了它的运动。 Urbain Le Verrier 的计算使得 Johann Gottfried Galle 于 1846 年发现了海王星,进一步证明了 Titius-Bode 定律。水星近日点的岁差也让勒维耶在 1859 年假设存在一颗位于水星和太阳之间的行星火神星。这最终被证明是错误的,这种现象在 1915 年被解释为广义相对论的实验测试。外行星轨道的异常导致珀西瓦尔·洛厄尔假设有一颗行星 X。在他死后,洛厄尔天文台进行的研究导致克莱德·汤博在 1930 年发现了冥王星。如果冥王星最初被认为比地球大,那么它的大小会逐渐向下重新评估,并且该物体实际上太小而无法扰乱巨行星的轨道;因此,它的发现纯属巧合。与谷神星一样,在 2005 年发现类似大小的分散天体阋神星之后,它在 2006 年被重新归类为矮行星之前,它首先被认为是一颗行星。 1992 年,David Jewitt 和 Jane Luu 发现了 (15760) 1992 QB1。事实证明,这个天体是新类别柯伊伯带的第一个,柯伊伯带是小行星带的冰冷类似物,冥王星就是其中之一。由于望远镜观测,太阳系表征的演变

Exploration spatiale

进入太空时代以来,已经实施了许多太空探测器的太空探索任务。太阳系的所有行星都被探测器不同程度地访问过,至少是测量和照片的主题,并为一些着陆器接收,来研究土壤和外星大气。许多其他物体也以这种方式研究,例如太阳、小行星、矮行星、彗星或行星的天然卫星。由于德国在火箭领域的进步,太空飞行在第二次世界大战结束时起飞。太空飞行的历史以苏联和美国之间的激烈竞争为标志,称为“太空竞赛”,其中,出于与冷战相关的国家威望的原因,这两个大国为了抢占先机,进行了大量投资。第一个发射到太空的人类物体是 1957 年的苏联人造卫星 Sputnik 1,它绕地球运行了三个月。美国宇航局探索者 6 号探测器于 1959 年发射,是第一颗返回从太空拍摄的地球图像的卫星。第一个成功到达另一个天体的探测器是 Luna 1,它于 1959 年飞越月球;它原本打算攻击它,但未命中目标,因此成为第一个进入日心轨道的人造物体。水手 2 号是 1962 年第一个飞越另一颗行星金星的探测器。 水手 4 号于 1964 年首次成功飞越火星,1974 年,水手 10 号首次接近水星。第一个探索外行星及其卫星系统的探测器是先驱者 10 号,它于 1973 年飞越木星,而先驱者 11 号于 1979 年首次访问土星。两个航海者计划探测器对自 1977 年发射以来的所有巨行星进行了概览。它们于 1979 年飞越木星,1980 年和 1981 年飞越土星。航海者 1 号偏离飞越土星泰坦的卫星,而航海者 2 号随后继续1986 年的天王星和 1989 年的海王星概览。航海者探测器然后继续前往日光导管和日光层顶。美国宇航局于 2012 年正式确认航海者一号当时距离太阳超过 180 亿公里,并离开了日光层,从此进入星际介质。探测器访问的第一个柯伊伯带天体是矮行星冥王星,它于 2015 年被新视野号飞越。 1966 年,月球成为外太阳系中第一个被人造卫星送入轨道的天体。 Luna 10。 紧随其后的是 1971 年的火星,1975 年的水手 9,1975 年的金星,1995 年的金星 9,木星,2000 年的伽利略,小行星爱神,2004 年的 NEAR Shoemaker,土星,以及 Cassini-Huygens, 2011 年的 Mercure,2011 年的 MESSENGER、Vesta 和 2015 年的 Cérès,以及 Dawn。第一个到达地球以外物体表面的探测器是月球 2 号,它于 1959 年撞击了月球,而月球 9 号在 1966 年首次没有损坏地登陆月球。金星表面于 1966 年由金星 3 号到达,1971 年由火星 3 号到达火星表面——维京 1 号于 1976 年首次登陆火星——2005 年惠更斯号在泰坦上登陆。伽利略轨道飞行器也在 1995 年向木星的大气层发射了一个探测器,但严格来说,这颗行星没有表面,探测器在下降过程中被温度和压力摧毁。轨道器卡西尼号在 2017 年在土星上遭遇了同样的命运。探头在下降过程中会被温度和压力损坏。轨道器卡西尼号在 2017 年在土星上遭遇了同样的命运。探头在下降过程中会被温度和压力损坏。轨道器卡西尼号在 2017 年在土星上遭遇了同样的命运。

Exploration humaine

人类对太阳系的探索仍然仅限于地球附近。 1961 年 4 月 12 日,苏联宇航员尤里·加加林在东方一号飞行期间,第一个到达太空,即卡门线所定义的 100 公里高度的极限,并绕地球轨道运行。第一个在太阳系另一个表面行走的人是美国宇航员尼尔阿姆斯特朗,他于 1969 年 7 月 21 日在阿波罗 11 号任务期间登上月球。第一个能够容纳一名以上乘客的轨道站是苏联礼炮 1 号,它在 1971 年可容纳三名宇航员。第一个永久站是苏联和平号空间站,它在 1989 年至 1999 年间持续被占用。这些站,源于意识形态斗争,然后让位于国际空间站的国际合作,自 1998 年以来,人类在太空中的存在。

Théories au sujet d'une neuvième planète

X 行星是任何假设的行星,它应该位于海王星之外,由太阳系中的第九颗行星组成。特别是,极端跨海王星天体的一组不寻常的轨迹和轨道倾角导致一些天文学家假设存在一个称为第九行星的天体,这可能是原因。 2016 年,加州理工学院的天文学家 Mike Brown 和 Konstantin Batyguine 相信他们将提供证据证明这颗新行星的存在,其公转周期约为 15,000 年,轨道比海王星远 20 倍,质量为大约是地球的十倍,。尽管如此,这篇论文仍然存在很大争议,并提出了其他解释来解释这些分组,特别是因为在宽视场红外巡天探测器或泛星等天文测量期间无法对这颗行星进行观测。

视觉摘要

本节介绍了一系列按尺寸递减排序的太阳系天体。只显示那些拍摄了高质量照片的照片,这主要归功于太空探索。因此,一些省略的物体比这里列出的许多其他物体都要大,包括厄里斯、Hauméa、Makemake 或 Nereid。

注释和参考

笔记

参考

也看看

参考书目

:用作本文来源的文档。

法国书目

英文书目

相关文章

外部链接

文学相关资源:(en) 科幻百科全书 健康相关资源:(en) 医学主题标题 [视频] André Brahic,“Le Système Solar”,视频会议,Canal-U,2000 年 7 月 7 日。 [视频] Jacques Laskar,“水星、火星、金星、地球:行星的冲突!”,关于太阳系稳定性主题的视频会议,于 2011 年 12 月 6 日在 Canal-U 举行。“触手可及的太阳系”,信息网站,位于 le-systeme-solaire.net。[视频] Julien Schickel, The Solar System to scale on YouTube, 2019 年 9 月 24 日 天文门户 太阳系门户