我们生活的太阳系，你了解过吗？

刘余文

我们的太阳系



        一个行星系由恒星和所有围绕它旋转的天体组成—行星，卫星，小行星，彗星和流星体。大多数恒星拥有自己的行星，因而可能仅仅在银河系内就存在数百亿个行星系。一个行星系也可能拥有多个恒星。如果有两个恒星则这样的系统被称为双恒星系统，拥有多于两个恒星则被称为多恒星系统。
        而被我们称为家的行星系统—太阳系，位于银河系一个距离银心较远的悬臂上。它由太阳和所有围绕其旋转的天体组成。这些天体包括八个行星和它们的天然卫星、矮行星、矮行星的卫星，以及小行星、彗星和大量的天体残骸。

太阳系的尺寸



        太阳系的边缘延伸到比八颗行星轨道更远的地方。太阳系还包括位于海王星轨道以外的柯伊伯带。这是一个由稀疏的冰封天体所占据的区域，而几乎所有这些都比柯伊伯带最有名的天体——矮行星冥王星要小。

        2015年7月13日，当航天器距冥王星表面476,000英里（768,000公里）时，冥王星几乎填满了NASA新视野号航天器上远程勘测成像仪（LORRI）拍摄的图像。图片来源：NASA / JHUAPL / SWRI

        而在柯伊伯带边缘之外则是奥尔特云。这个巨大的球形外壳环绕着我们的太阳系。它从未被直接观察到，但它的存在是基于数学模型和对可能源自那里的彗星的观测来预测的。
        奥尔特云由冰冷的天体残骸组成，这些残骸的大小相当于一座山脉，有时更大。它们环绕太阳旋转，距离我们1.6光年。奥尔特云很厚，厚度大约从5,000个天文单位到100,000个天文单位。一个天文单位（或AU）是从太阳到地球的距离，大约9300万英里（约150000000km）。奥尔特云是太阳引力影响范围的边界，在这个边界以内的物体可以围绕太阳旋转并逐渐靠近太阳。

        而太阳风层并没有延伸到那么远。太阳风是太阳向各个方向发射出的带电气体流，太阳风层如同一个太阳风吹出的气泡。太阳风因星际气体的压力突然减速的边界被称为终端激波。这个边缘距我们80-100个天文单位。
        两个1977年发射的NASA航天器，旅行者1号和旅行者2号，已经分别在2004年和2007年越过了终端激波，但这两位旅行者要穿越奥尔特云还需要几千年。

太阳系的形成过程



        太阳系大约在45亿年前由一团稠密的星际气体和尘埃形成。可能由于附近一颗爆炸的超新星产生的冲击波导致了尘云的坍缩。当尘云坍缩时，它形成了太阳星云——一个旋转的物质螺盘。
        在中心区域，引力聚集了越来越多的物质。最后，核心区域的压力足够大而使氢原子开始聚变生成氦，释放出巨大的能量。我们的太阳因此诞生，它最终聚集了初始太阳星云中超过99％的可用物质。
        星云中较外的物质也聚集成团块。这些团块相互撞击，形成越来越大的物体。它们中的一些变得足够大，以至于被自身的引力塑造成球形，成为行星、矮行星和大卫星。而在其他情况下，行星并没有形成。小行星带是由早期太阳系中未能融合成一颗行星的碎片组成的，其他较小的剩余碎片变成了小行星，彗星，流星体和小的不规则卫星。

太阳系的结构



        太阳系中行星和其他天体的排列顺序是基于太阳系形成的方式的。在太阳附近，只有岩石物质能够承受住太阳系初期的热量。因此，前四个行星-水星，金星，地球和火星-都是类地行星。它们很小，拥有固态的岩石表面。
        而与此同时，我们很容易在初期太阳系的外围发现冰，液体或是气体。引力将这些物质聚集起来，形成了我们在那里发现的气态巨星木星和土星以及冰封巨星天王星和海王星。

形成生命的潜质



        太阳系是我们所知的唯一拥有生命的地方，但我们探索得越远，我们就越能在其他地方发现生命形成的潜质。在木卫二和土卫二厚厚的冰层下都有全球范围的盐水海洋。

太阳系中的卫星



        太阳系拥有超过150个已知的卫星，以及几个待发现确认的卫星。在八个行星中，水星和金星是唯一两个没有卫星的行星。巨行星捕获了最多数量的卫星。木星和土星长期在太阳系中的卫星计数中占据前列。在某些方面，这些星球周围的卫星群就好像太阳系的一个迷你版本。冥王星的尺寸比月球还小，却有五颗卫星，包括卡戎。这颗卫星太大，使得冥王星不停摇晃。即使是微小的小行星也可能拥有卫星。在2017年，科学家发现小行星3122佛罗伦萨有两颗小卫星。

这六幅长焦彩色图像是由旅行者1号首次拍摄的太阳系“肖像”拼成的，当时旅行者1号距离地球超过40亿英里，位于黄道以上约32度。图片来源：NASA Planetary Photojournal


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