浩瀚广阔的太阳系

浩瀚广阔的太阳系

科学档室

太阳、大行星及其卫星、小行星彗星、流星体和行星间的物质构成的天体系统就是太阳系，太阳是太阳系的中心天体，占总质量的99．86%，其他天体都在太阳的引力作用下绕其公转。太阳系中只有太阳是靠热核反应发光发热的恒星，其他天体依靠反射太阳光而发亮。

太阳系中有八大行星，按照距离太阳的远近，可以将它们排列为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。八大行星的性质有所不同，根据其性质可以分为3类：类地行星，包括水星、金星、地球、火星，此类行星的体积和质量较小，平均密度最大，而且卫星的数量都非常少；巨行星，包括木星和土星，它们的体积和质量都很大，平均密度则非常小，都有数量众多的卫星和行星环，自身能发出红外辐射；远日行星，包括天王星和海王星，其体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间，天王星和海王星也有行星环。八大行星处于同一平面的近圆形的椭圆轨道上，并且都朝同一方向绕太阳公转，也就是说行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性，水星稍微有点偏离轨道。一般来说，大行星的自转方向与公转方向相同，但是金星却与此相反。天王星呈侧向自转，其自转轴与轨道面的交角很小。除水星和金星外，其他大行星都有自己的卫星。行星的公转方向和太阳的自转方向相同，地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期为10～24小时，水星和金星的自转周期为58．6天、243天和6．4天。

太阳系行星示意图

除了八大行星外，太阳系内还有很多小质量天体，它们主要集中在火星和木星的轨道之间，其中有3000多颗已经准确测出轨道，并且正式编号，其质量总和为地球的4／10000，有碳质小行星和石质小行星两种类型。彗星是太阳系中独特的天体，其轨道倾角和离心率相差很大，有些彗星的轨道是双曲线的或抛物线的，还有一些是逆向公转的长周期或非周期彗星，其总数大约为1700颗。太阳系的流星体多得难以计数，有些流星体成群分布，它们是彗星瓦解的产物。流星体如果落入地球大气层，便会成为流星，大流星体落到地面，便会成为陨石。在星际空间里，还有大量稀薄的气体和尘埃弥散，它们主要集中在黄道面附近，在晴朗无月的夜晚，可以通过望远镜观测到它们。

难得一见的火流星

彗星在扁长轨道上绕太阳运行，其质量较小，是云雾状小天体。彗头和彗尾是彗星的两个重要组成部分，彗头包括彗核和彗发两个部分，不过不是所有的彗星都只有彗核、彗发、彗尾3个结构，有的彗星还有彗云。彗星运行的轨道分为3种，即椭圆、抛物线和双曲线。椭圆轨道的彗星叫周期彗星，另外两种轨道的彗星叫非周期彗星，周期彗星还有短周期彗星和长周期彗星之分。彗星的体形极其庞大，但是质量却小得可怜，大彗星的质量甚至不及地球的1／10000。冰冻的各种杂质和尘埃组成了彗星，在远离太阳时，它只是云雾状的小斑点，在靠近太阳时，彗星迅速蒸发、气化、膨胀、喷发，彗尾就这样产生了。彗尾的体积极大，有的长达上亿千米，有的不止一条彗尾，其形状也各不相同。彗尾总是朝背离太阳的方向延伸，越靠近太阳，彗尾就会越长，从而形成独特的天文奇观。

太阳系中独特的天体彗星

彗星到底是怎样产生的呢？现在还没有定论。有人说，在太阳系的外围，可能存在特大彗星区，那里有1000亿颗彗星，由于受到其他恒星引力的影响，一部分彗星进入太阳系内部，又由于木星的影响，一部分彗星逃出太阳系，另外的便成为短周期彗星；也有人说，彗星形成于木星或其他行星附近；还有人说，在太阳系的边远地区，具有彗星形成的条件，彗星便是在那里形成的；甚至有人说，彗星原本并不存在于太阳系中，它是来自太阳系之外的客人。科学技术在不断发展，科学方法在不断进步，彗星来自哪里将会有准确的答案，不过不知那得等多少年，希望就在不久之后。

太阳是太阳系的中心，虽然它只是一颗中小型的恒星，但是它的质量是整个太阳系总质量的99．85%，其他行星与它们的卫星、行星环、小行星、彗星、柯伊伯带天体、外海王星天体、理论中的奥尔特云、行星间的尘埃、气体和粒子等占据了剩余质量的0．15%。太阳系中所有天体的总表面积为17亿平方千米，太阳以自己强大的引力，将这些天体紧紧控制在自己周围，使它们井然有序地围绕自己旋转。与此同时，太阳对太阳系的全体成员围绕银河系的中心运动具有重要影响。可以毫无疑问地说，太阳是太阳系的绝对核心，这种地位在过去、现在和将来都不可能动摇。

太阳系中各个行星的运行轨迹

氢、氦、氖等气体，冰和含有铁、硅、镁等元素的岩石构成了太阳系的星体。类地行星、地球、月球、火星、木星的部分卫星、小行星主要由岩石组成；木星和土星主要由氢和氦组成，星核大多数是岩石或冰。太阳系移动的速度为220千米每秒，经过两亿两千六百万年，太阳系才可转动一圈。彗星的绕日公转方向大都相同，其运行轨道也多为椭圆形，公转周期比较长。随着太阳系的产生，太阳系的起源问题成为备受关注的问题，这个问题包括两个方面，即太阳系中形成行星的物质从何而来和行星怎样形成。围绕这两个问题，科学家们展开了联想，于是产生了各种各样的学说。

1755年，德国哲学家康德提出了星云说。康德认为，按照万有引力定律，原始星云逐渐演化为太阳系。在这个原始星云中，固体微粒的大小不等，万有引力让它们相互接近，大微粒逐渐吸引小微粒，从而形成了较大的团块，团块把周围的微粒吸引过来，小团块便变成了大团块，最后在引力最强的地方形成了天体。中心部分的引力最强，因此可以吸引到最多的物质，在那里先形成了太阳。在太阳的吸引下，外面的微粒向其下落，并与其他微粒碰撞而改变方向，变成绕太阳做圆周运动，运动中的微粒形成了新的引力中心，最后凝聚成一颗新的行星，这颗行星围绕太阳转动。

康德星云说产生后的第四十一年，法国著名数学家和天文学家拉普拉斯也提出了太阳系起源于星云的假说。拉普拉斯与康德的星云说有很大不同，他认为炽热气体组成的星云是太阳系形成的基础。炽热的气体由于冷却而收缩，因此自转速度加快，离心力也增加了许多，于是星云变得非常扁平。在星云的外层，离心力超过引力时便分离出圆环，由此分离出很多大小不同的环。由于物质分布不均匀，圆环进一步收缩，这样便形成了行星，太阳形成于星云的中心部分。在星云说产生以后，“灾变说”、“俘获说”等也相继出现。这些学说各自有各自的着重点，为现代星云说的产生奠定了基础。

复杂多样的太阳系

恒星演化理论在逐步建立，现代天体物理学和物理学也在不断发展，现代星云说由此产生，它逐渐占据太阳系起源的主导地位。根据观测资料和理论计算，现代星云假说逐渐产生，其主要观点是：太阳系原始星云是星际云瓦解的小云，它在宇宙中不停自转，并在自身引力作用下收缩，其外部演化成星云盘，最后形成各种各样的行星，中心部分便形成了太阳系的核心太阳。随着时间的推移，现代星云说分为不同学派，这些学派存在着这样或那样的差别，究竟要怎样达到统一，这是所有科学家们极其关注的问题。

知识链接

我国古代人民对天文非常关注，他们注意到天上许多星星恒定不变，永远处在那个固定的位置上，但是在众星之间有5颗亮星不断移动，于是将它们统称为五大行星。人们在五大行星的基础上，加上了太阳和月亮，总称其为“七曜”。在“七曜”之后，还有行星被陆续发现。

1781年，天王星被英国天文学家赫歇耳发现。1846年，海王星被法国天文学家勒威耶发现。1930年，海王星外的新星被美国天文学家汤博发现，国际天文学联合会在当年将其确定为太阳系第九大行星，并为其取名冥王星。水星是离太阳最近的行星，接下来依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。冥王星位居九大行星末席，自发现之日起的七十多年里，它的地位一直备受争议。

冥王星是太阳系中最小的行星，它比月球还小了许多。冥王星的赤道直径约为2400千米，质量是地球质量的0．0024倍，体积是地球体积的0．009倍，平均密度为1．5克每立方厘米，平均速度每秒只有1609米，绕太阳运行一周需要花费两百四十八年的时间。

在冥王星的光谱中，没有发现任何分子吸收带。有人曾对冥王星进行推测，认为它可能是海王星的卫星，在逃逸出来之后，逐渐开始自己在绕日轨道上的运动。冥王星距离太阳大约40个天文单位，由于距离地球过于遥远，所以它很少接受到太阳辐射，这就形成了表面极低的温度，估计其表面平均温度在－200℃左右。冥王星上的大部分物质在如此低温下凝结为固态或液态，只有氢、氦、氖可能还是气态的，所以如果冥王星真有大气存在，这层大气也不能与其他行星相比，那可能是非常稀薄甚至是透明的。

九大行星是家喻户晓的说法，但是在新的天文发现的不断冲击下，科学家们对九大行星提出了质疑。冥王星与太阳系其他8颗行星有很大不同：它所处的轨道在海王星之外，属于太阳系外围的柯伊伯带，这个区域是小行星和彗星诞生的地方。

2006年8月24日，国际天文学联合会大会通过新的定义，把行星定义为围绕太阳运转、自身引力足以克服刚力、天体呈圆球状、能够清除轨道附近其他物体的天体。由于冥王星的运行轨道与海王星的轨道相交，与新的行星定义不符，所以被剔除出九大行星的范畴。如果我们现在再说九大行星便是错误的，太阳系中只剩下水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星八大行星。

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1楼　　昵称：简单美

太阳系中哪个行星离太阳最近？最大、最小、最重、最轻的行星分别是哪个？

2楼　　昵称：凡人无忧

水星是离太阳最近的行星，也是太阳系中最小的行星，它的体积和质量只有地球的5．6%，与太阳的距离只有地球到太阳距离的1／3。科学家们认为水星的自转周期与它绕太阳公转的周期相同，就像月球总以同一面向着地球一样，水星也总是以同一面向着太阳，因而向阳面温度极高，另一面温度极低。

3楼　　昵称：回忆录

太阳系中最大的行星是木星，木星古称岁星，是离太阳第五远的行星，比所有其他行星的总质量大2倍，也就是地球质量的318倍。如果把地球和木星放在一起，就如同芝麻与西瓜之比一样悬殊。木星是一个扁球体，它的赤道直径约为142800千米，是地球的11．2倍，体积则是地球的1316倍。

4楼　　昵称：幻想天亮

太阳系中最轻的行星当然是水星，2楼的朋友已经介绍过，我就不再重复。

轻松驿站

后羿和嫦娥都是尧时的人，那个时候，天上同时出现了10个太阳，巨大的热量把土地烤焦，庄稼也全部枯萎，人们热得喘不过气来，走着走着就倒在地上昏迷不醒。由于天气酷热，世界上发生了很多奇怪的事情，怪禽猛兽从干涸的江湖和炎热的森林里跑出来，在各地残害百姓，人民生活在水深火热之中。

天上的神被人间的灾难所惊动，天帝命令善于射箭的后羿下凡来到人间，协助尧解除人民的苦难。后羿带着天帝赐给他的一张红色的弓，还有一口袋白色的箭，与他美丽的妻子嫦娥一起来到人间。

到了人间之后，后羿立即开始了射日的战斗。他从肩上取下红色的弓和白色的箭，一支连一支地向骄横的太阳射去，10个太阳顷刻间被射落了9个，最后只剩下1个太阳。尧认为1个太阳对人民会有用处，于是阻止了后羿的继续射击，从此地球便不再酷热，太阳成了光明和温暖的来源。

后羿取得了如此丰功伟绩，受到了其他天神的妒忌，他们到天帝那里去进谗言，天帝终于疏远了后羿，最后把他永远贬斥到人间。后羿饱受委屈，他的妻子嫦娥只好随他隐居人间，靠后羿打猎为生。