太陽系

太陽系
A true-color image of the Solar System with sizes, but not distances, to scale. The order of the planets are from right to left.
太陽行星,衛星和矮人行星
(真顏色,尺寸至尺寸,距離不縮放)
年齡45.68億年
地點
最近的恆星
最近已知的行星系統
Proxima Centauri系統(4.2465 LY)
行星系統
外面已知星球的半肌軸海王星
30.11 au
(4.5鈔票; 2.8賬單。MI)
庫珀懸崖的距離〜50 au從陽光下
人群
星星1 太陽
已知的行星
已知的矮星行星
已知的天然衛星
已知的小行星1,298,410
已知的彗星4,586
確定的圓形衛星19
關於銀河中心的軌道
不變的-To-銀河平面傾斜60.19° (黃道)
到銀河中心的距離27,000±1,000 ly
軌道速度220 km/s; 136 mi/s
軌道時期225–250 Myr
與恆星相關的特性
光譜類型G2V
霜線≈5au
到達Heliopause的距離≈120au
山球半徑≈1–3 ly

太陽系太陽重力系統和繞其繞的物體的重力系統。這些物體中最大的是八個行星,從陽光下到秩序是四個陸地行星水星金星地球火星);兩個汽油巨頭木星土星);和兩個冰巨人天王星海王星)。太陽系在46億年前開發了一個分子云的緻密區域,形成太陽和原行星盤

所有四個陸地行星都屬於內部太陽系,並具有固體表面。相反,所有四個巨型行星都屬於外部太陽系,並且沒有明確的表面,因為它們主要由氣體液體組成。太陽系的質量中有99.86%在陽光下,剩餘的質量中有近90%在木星和土星中。天文學家之間達成了強烈共識,即太陽係也有九個矮人行星,由一個小行星皮帶組成 - CERES ;五個kuiper belt物體 -冥王星orcushaumeaquaoarmakemake ;以及三個散落的碟子物體 -埃里斯塞德納

有大量的較小的物體,這些物體繞著太陽,稱為小太陽系物體。此類別包括小行星彗星半人馬流星星際塵埃雲。這些物體中的許多物體都位於火星和木星軌道之間的小行星帶(1.5-4.5 au)和Neptune的軌道(30-50 au)之外的Kuiper帶之間。在主要行星中,有六個,最大的矮人行星以及許多較小的屍體都是由天然衛星繞的,通常稱為“月亮”之後的“月亮”。兩條天然衛星,木星的月亮甘尼木德和土星的月亮泰坦,比汞(最小的陸地行星)大,儘管它們的體積較小。

太陽系統不斷被太陽帶電的顆粒太陽風)淹沒,形成了氣壓。太陽風被當地雲的周圍星際介質推向75至90 au(終止衝擊),然後停止,導致太陽系星際空間的邊界。太陽系的最外面區域是Oort雲,這是長期彗星的來源,從2,000 au延伸到太陽系的重力影響範圍的邊緣,最多可達200​​,000 au(3.2 ly )。距太陽系最接近的恆星Proxima Centauri距離4.25 ly。太陽系繞著銀河系銀河系中心旋轉,作為其獵戶座刺的一部分,距離為26,000 ly。

形成和進化

太陽系在大分子云中的重力塌陷中形成了45.6億年前。最初的雲可能是遍布幾年的光年,並且可能孕育了幾顆恆星。與分子云的典型代表一樣,這主要由氫組成,其中一些氦氣和少量由前幾代恆星融合的較重元素。

隨著前極星雲崩潰,角動量的保存導致其旋轉速度更快。收集大部分質量的中心比周圍的光盤變得越來越熱。隨著收縮星雲旋轉的速度更快,它開始將直徑約為200 au(300億公里; 190億英里)和中心的炎熱,密集的原始恆星變成原星盤。該圓盤的積聚形成的行星,灰塵和氣體重力相互吸引,結合形成更大的身體。在早期的太陽系中可能存在數百個原子,但它們合併或被摧毀或彈出,使行星,矮人的行星和剩下的小屍體離開。

早期太陽系的原球磁盤的圖,從哪個地球和其他太陽系體形成

由於它們較高的沸點,只有金屬和矽酸鹽才能以固體形式存在於靠近太陽(霜凍線內)的溫暖內部太陽系中。他們最終將形成水星,金星,地球和火星的岩石行星。由於金屬元素僅包含很小的太陽星雲,因此地球行星不能生長很大。

巨型行星(木星,土星,天王星和海王星)進一步形成,超出了霜線,火星軌道和木星軌道之間的點足夠涼爽,足以使穩定的化合物保持堅固。形成這些行星的冰塊比形成陸地內行星的金屬和矽酸鹽更豐富,使它們能夠巨大的巨大生長,以捕獲大量的氫和氦氣,這是最輕,最豐富的元素。

從未成為行星的剩餘碎片聚集在小行星帶,庫珀帶和烏爾特雲等地區。不錯的模型是對這些區域創建的解釋,以及外部行星如何在不同位置形成並通過各種引力相互作用遷移到其當前的軌道。

在5,000萬年內,原恆星中心的氫的壓力和密度變得足夠好,可以開始熱核融合。隨著氦氣積聚在其核心,太陽變得越來越明亮。在其主要生活中,它的亮度為今天的亮度為70%。溫度,反應速率,壓力和密度增加,直到達到靜水平衡:熱壓應對重力的平衡。在這一點上,太陽成為了主要的恆星。

從頭到尾的主要序列階段將持續約100億年的太陽,而在太陽前後的所有其他階段,大約有20億年的日子將持續約20億年。來自太陽的太陽風產生了地球層,並將其剩餘的氣體和灰塵掃到了星際空間中。

直到太陽核心的氫完全轉化為氦氣,太陽係將保持大致保持,直到現在大約50億年。這將標誌著太陽的主要序列生活的終結。當時,太陽的核心將與沿惰性氦氣周圍的殼發生的氫融合收縮,並且能量輸出將大於目前。太陽的外層將膨脹到其當前直徑的260倍,太陽將變成紅色巨人。由於其表面積的增加,太陽的表面比在主序列上涼爽(2,600 K(2,330°C; 4,220°F))。

概述太陽的演變,這是G型主序列之星。由太陽系的原球磁盤形成大約110億年後,太陽將擴大到紅色的巨人。汞,金星和可能的地球將被吞噬。

預計不斷擴大的太陽將使汞和金星蒸發,並使地球無法居住(也可能摧毀它)。最終,核心將足夠熱以進行氦融合。太陽將在燃燒核心燃燒氫的時間中燃燒氦氣。太陽不足以開始較重的元素的融合,核心中的核反應會減少。它的外層將被驅逐到太空中,留下濃密的白色矮人,是太陽的原始質量的一半,但只有大小。彈出的外層將形成所謂的行星星雲,將一些形成太陽的材料返回,但現在富含較重的元素(如碳),再到星際培養基。

結構和組成

太陽是太陽系的主要重力成員,其行星系統通過遵循隔離的,在太陽周圍的重力軌道來保持相對穩定,緩慢發展的狀態。儘管太陽系已經相當穩定了數千萬年,但在技術上是混亂的,最終可能會被破壞(請參閱太陽系的穩定性)。在接下來的一千百萬年中,另一個恆星也有很小的機會通過太陽系。儘管這可能會破壞該系統的穩定,並最終導致數百萬年後驅逐行星,行星碰撞或擊中太陽的行星,但很可能會像今天這樣留下太陽系。

太陽系的圖表區域的整體結構由太陽組成,四個較小的內部行星被大多數岩石小行星帶包圍,四個巨大的行星和四個巨型行星,周圍是大多數冰冷物體的Kuiper帶。天文學家有時將這種結構非正式地分為單獨的區域。內部太陽系包括四個地面行星和小行星帶。外太陽系超出了小行星,包括四個巨型行星。自從發現Kuiper帶的發現以來,太陽系的最外部部分被認為是由海王星以外的物體組成的獨特區域。

太陽,行星,矮星和衛星的大小縮放,標有標籤。物體的距離不是擴展。小行星帶位於火星和木星的軌道之間,庫珀帶位於海王星的軌道之外。

軌道

太陽系內行星外行星的動畫;後一個動畫比前者快100倍。木星距離太陽是火星的三倍。

圍繞太陽的行星和其他大物體位於地球軌道平面附近,被稱為黃道。較小的冰冷物體(例如彗星)經常在與該平面的角度明顯更大的角度繞軌道繞。太陽系中的大多數行星都有自己的次要係統,被稱為月亮的天然衛星繞。許多最大的天然衛星是同步旋轉的,一張臉永久轉向父母。四個巨型行星具有行星環,小顆粒的細小帶,它們一致繞它們繞。

由於太陽系的形成,行星和大多數其他物體的形成沿太陽旋轉的方向繞太陽繞。也就是說,逆時針方向,如從地球上方的北極看。有例外,例如哈雷的彗星。大多數較大的月亮沿著行星方向繞行星繞,與行星旋轉相匹配。海王星的月亮特里頓以相反的逆行方式是軌道最大的。儘管金星的旋轉是逆行的,但大多數較大的物體相對於軌道的軌道圍繞著自己的軸旋轉。

為了進行良好的第一個近似,開普勒的行星運動定律描述了太陽周圍物體的軌道。這些法律規定,每個物體都以一個焦點沿著橢圓形沿橢圓旅行,這會導致人體從太陽到一年中的距離變化。人體最接近太陽的方法稱為其近日座,而其距離太陽最遙遠的點被稱為其囊泡。除汞外,行星的軌道幾乎是圓形的,但是許多彗星,小行星和柯伊伯帶物體都遵循高度橢圓形軌道。開普勒的定律僅解釋了太陽的重力對軌道體的影響,而不是彼此之間的重力吸引力。在人類的時間尺度上,可以使用數值模型來解釋這些其他擾動,但是行星系統可以在數十億年內混亂。

太陽系的角動量是其所有移動組件所擁有的軌道和旋轉動量總量的度量。儘管太陽以質量為主,但它僅佔角動量的2%。該行星以木星為主導,是由於其質量,軌道和距離太陽的距離的結合而產生的大部分角動量,並可能對彗星產生重要貢獻。

作品

太陽系的主要成分是太陽,太陽是一種低質量恆星,其中包含99.86%的已知質量,並在重力上占主導地位。太陽的四個最大的軌道機構,巨型行星占剩餘質量的99%,木星和土星共同佔90%以上。太陽系的其餘物體(包括四個陸地行星,矮行星,衛星,小行星和彗星)共同佔太陽系總質量的不到0.002%。

太陽和木星和土星大約由98%的氫和氦氣組成。太陽系中存在一個組成梯度,該梯度是由早期陽光產生的熱壓和光壓力所產生的。這些物體更靠近太陽,受熱和光壓影響更大,是由具有高熔點的元素組成的。距離太陽更遠的物體主要由熔點較低的材料組成。這些揮發性物質可能合併的太陽系中的邊界被稱為霜凍線,大約是地球距離太陽的距離的五倍。

內部太陽系的物體主要由岩石材料組成,例如矽酸鹽,鐵或鎳。木星和土星主要由具有極低熔點和高蒸氣壓的氣體組成,例如氫,氦氣和霓虹燈。冰,例如水,甲烷,氨,硫化氫二氧化碳,具有高達幾百個開kin的熔點。它們可以在太陽系中各個地方的冰,液體或氣體中找到。冰冷的物質包括大多數巨型行星的衛星,以及大多數天王星和海王星(所謂的“冰巨人”)以及超出海王星軌道之外的眾多小物體。共同,氣體和冰被稱為揮發物

距離和尺度

行星之間的距離尺度圖,白色條顯示軌道變化。行星的大小不是擴展。
從太陽系的行星中可以看出的太陽大小

如果行星的軌道完全圓形,天文單位[AU](150,000,000公里; 93,000,000英里)將是從地球到太陽的距離。為了進行比較,太陽的半徑為0.0047 AU(700,000公里; 400,000英里)。因此,太陽佔據了一個半徑的0.00001%( 10-5 %),其大小是地球軌道的大小,而地球的體積約為太陽的大約100萬(10 -6 )。木星是最大的星球,是5.2天文學單位(780,000,000公里; 480,000,000英里),半徑為71,000 km(0.00047 au; 44,000 mi),而最遙遠的星球,最遙遠9 km; 2.8 × 10 9 mi距太陽。

除了少數例外,行星或皮帶距離太陽越遠,其軌道與下一個與太陽最近的物體的軌道之間的距離越大。例如,維納斯(Venus)比汞遠遠遠離陽光,而土星距離木星(Jupiter)則為4.3 au,而海王星(Neptune)則與天王星(Aunus)出現10.5 au。已經嘗試確定這些軌道距離之間的關係,例如Titius -Bode LawJohannes Kepler基於柏拉圖固體的模型,但持續的發現使這些假設無效。

一些太陽系模型試圖從人類的角度傳達太陽系中涉及的相對尺度。有些規模很小(可能是機械的 - 被稱為Orreries ),而另一些則遍及城市或區域。瑞典太陽能係統最大的規模型號使用了斯德哥爾摩的110米(361英尺) Avicii競技場作為其替代陽光,並且隨著規模,木星是Stockholm Arlanda的7.5米(25英尺)球體機場,距離40公里(25英里),而當前最遠的物體塞德納(Sedna )是盧洛奧(Luleå )的10厘米(4英寸)球,距離為912公里(567英里)。

如果將太陽 - 恢復距離縮放到100米(330英尺),則太陽的直徑約為3厘米(1.2英寸)(大約是高爾夫球直徑的三分之二),巨型行星將較小在此尺度上,大於3毫米(0.12英寸),而地球的直徑以及其他陸地行星的直徑將小於跳蚤(0.3毫米或0.012英寸)。

星際環境

冠狀質量彈出在太陽系的環境和太空天氣中起主要作用。

太陽大氣的最外層是地球層,它滲透到太陽行星系統的大部分。隨著光線,太陽輻射出一個稱為太陽風的帶電顆粒(等離子體)的連續流。這種顆粒流的速度從每小時900,000公里(560,000英里 /小時)到每小時2,880,000公里(1,790,000 mph),從而填補了太陽能係統的身體之間的真空。結果是一種薄而塵土的氣氛,稱為行星際培養基,延伸至至少100 au(150億公里; 93億英里)。除了地球層之外,大物體在重力上仍然與太陽結合,但是星際介質中物質的流動使微尺度物體的分佈均勻(請參閱第§最遠地區

星際介質是至少兩個圓盤狀宇宙灰塵區域的所在地。首先,黃道塵雲在於內部太陽系,並引起黃道十二葉光。它可能是由與行星引力相互作用帶來的小行星帶內的碰撞所形成的。最新提議的起源是火星星球。第二個塵埃雲從約10 au(15億公里; 9.3億英里)延伸到約40 au(60億公里; 37億英里),可能是由庫珀帶內的碰撞創造的。

太陽表面的活性,例如太陽耀斑冠狀質量彈出,會擾亂地球層,形成太空天氣並引起地磁風暴。冠狀質量彈出和類似事件從太陽表面吹出磁場和大量材料。該磁場和材料與地球磁場的相互作用,充電顆粒進入地球上層大氣中,在那裡,其相互作用在磁極附近看到了極光。地球球內最大的穩定結構是地球層電流板,這是一種螺旋形式,由太陽在星際介質上的旋轉磁場的作用產生。

生活可居住能力

除了太陽能外,太陽系的主要特徵是使生命的存在是地球層和行星磁場(對於那些擁有它們的行星)。這些磁場部分屏蔽了太陽系免受稱為宇宙射線的高能量星際顆粒。星際介質中宇宙射線的密度和太陽磁場的強度在很長的時間尺度上變化,因此太陽系中的宇宙射線滲透水平會有所不同,儘管未知數。

地球的磁場還阻止其大氣被太陽風剝奪。金星和火星沒有磁場,因此,太陽風會導致其大氣逐漸流入太空。

太陽系的可居住能力通常位於內部太陽系中,行星表面或大氣溫度承認液態水的可能性。在各種太陽系衛星的地下海洋中,也可以使用可居住性。

太陽

真白色的太陽

太陽是太陽系的恆星,並且是迄今為止最大的組成部分。它的大質量(332,900個地球質量)佔太陽系中所有質量的99.86%,其核心的溫度和密度足以將氫融合到氦氣中。這會釋放出大量的能量,主要是在可見光輻射空間中的空間

因為太陽將氫融合到其核心中,所以它是一個主要的恆星。更具體地說,它是G2型主序列恆星,該恆星的類型名稱是指其有效溫度。較熱的主要序列恆星更加發光,但壽命較短。太陽的溫度介於最熱的恆星和最酷的恆星的溫度之間。恆星比太陽更亮,更熱是罕見的,而在乳白色的方式中,恆星(稱為紅色矮人)的恆星(稱為紅色矮人)佔75%的恆星。

太陽是我主演的人口。它的元素比氫和氦(天文學的“金屬”)更重的元素比老年人II恆星更重。在古代和爆炸的恆星的核心中形成了比氫和氦氣重的元素,因此第一代恆星必須在宇宙富集這些原子之前死亡。最古老的星星包含幾種金屬,而後來出生的星星有更多的金屬。這種較高的金屬性被認為對行星系統的發展至關重要,因為行星是從“金屬”積聚形成的。

內部太陽系

內部太陽系概述到Jovian系統

內部太陽係是包含陸地行星小行星帶的區域。內部太陽系的物體主要由矽酸鹽和金屬組成,相對靠近太陽。整個區域的半徑小於木星和土星軌道之間的距離。該地區也位於霜凍線內,距離太陽少於5 au(7.5億公里; 4.6億英里)。

內行星

四個陸地星球,金星地球火星

四個陸地或內部行星具有緻密的,岩石的成分,很少或沒有月亮,沒有戒指系統。它們處於靜水平衡狀態,形成圓形的形狀,並具有行星分化,導致化學元素在不同的半徑下積聚。它們主要由矽酸鹽等難治性礦物質(形成地殼披風形成)以及形成核心的鐵和鎳等金屬組成。四個內行星中的三個(金星,地球和火星)的氣氛足以產生天氣。所有人都有撞擊的火山口和構造表面特徵,例如裂谷和火山。術語內行星不應與下行星相混淆,後者指定那些靠近太陽的行星(即水星和金星)。

汞(0.307–0.588 AU(45.9-88萬公里;太陽的28.5-547萬英里)是距太陽最接近的星球。汞是太陽系中最小的行星(地球0.055 m ),沒有天然衛星。主要的地質特徵是帶有噴射毯子的撞擊火山口或盆地,包括早期火山活動在內的遺跡,包括岩漿流動,裂紋山脊或lup ,可能是由於地球歷史早期收縮而產生的。汞的非常脆弱的氣氛由被水星磁場捕獲的太陽風顆粒以及太陽風爆破其表面的原子。尚未充分解釋其相對較大的鐵芯和薄地幔。假設包括其外層被巨大的撞擊所剝奪,或者它阻止了年輕的太陽能量完全積聚。搜索了“硫酸群”,汞和太陽之間穩定軌道的小行星,但沒有發現。

金星

金星(0.718–0.728 au(107.4-10890萬公里; 66.7-670萬英里)距太陽)的大小接近地球(地球0.815 m ),並且像地球一樣,在鐵芯周圍有一個厚的矽酸鹽,A充實的氣氛和內部地質活動的證據。它比地球幹得多,它的大氣九十倍。金星沒有天然衛星。它是最熱的行星,其表面溫度超過400°C(752°F),這主要是由於大氣中的溫室氣體量。該行星沒有磁場可以防止其大氣的耗盡,這表明其大氣正在被火山噴發補充。一個相對年輕的行星表面顯示了火山活動的廣泛證據,但沒有板塊構造。它可能會在7億年的時間範圍內進行重新鋪面發作。

地球

地球(0.983–1.017 au(147.1-1521億公里; 91.4-9450萬英里)來自太陽)是內在行星中最大,最密集的,是唯一已知的當前地質活動,也是宇宙中唯一的地位眾所周知存在的生活。它的液體水圈在陸地行星中是獨一無二的,它是觀察到板塊構造的唯一行星。地球的大氣與其他行星的大氣完全不同,因為生命的存在改變了,含有21%的游離氧氣。行星磁層使表面免受太陽能和宇宙輻射的影響,限制了大氣剝離並保持可居住性。它有一顆天然的衛星,即,是太陽系中唯一的陸地行星的大型衛星。

火星

火星(1.382–1.666 AU(206.7-2420萬公里;太陽的128.5-15490萬英里)小於地球和金星(0.107 m地球)。它具有大多數二氧化碳的大氣,表面壓力為6.1毫米(0.088 psi; 0.18 inhg);地球的大約0.6%,但足以支持天氣現象。它的表面上有火山,例如奧林巴斯·蒙斯(Olympus Mons )和裂谷山谷(如瓦萊斯( Valles Marineris) ),其地質活動可能一直持續到200萬年前。它的紅色來自土壤中的氧化鐵(Rust),而極性區域顯示白色冰蓋主要由水組成。火星有兩個微小的天然衛星( DeimosPhobos )被認為是被捕獲的小行星,或者是火星曆史早期的巨大影響彈出的碎屑。

小行星帶

內部太陽系的線性圖,顯示許多小行星種群

除最大的銅綠外,小行星被歸類為小太陽系體,主要由碳質,難治性的岩石和金屬礦物組成,並帶有一些冰。它們的大小從幾米到數百公里。小於一米的小行星通常稱為麥克體微度素(晶粒尺寸),多年來兩種類別之間的確切劃分。截至2017年,IAU指定了大約30微米和1米的小型小行生的小行星,為微型度量,術語較小的顆粒“灰塵”。

小行星帶佔據了火星和木星之間的軌道,距離太陽的2.3至3.3 au(340至4.9億公里; 210和3.1億英里)。人們認為,由於木星的重力干擾,太陽系的形成中的殘餘物。小行星帶包含數以萬計的物體,直徑超過一公里。儘管如此,小行星帶的總質量不太可能超過千分之一的地球。小行星帶人群稀疏;航天器通常不會出現任何事件。

穀神星

穀神星(2.77 au(4.14億公里;距太陽2.57億英里)是最大的小行星,一個原子星球和矮星。它的直徑略低於1,000公里(620英里),質量足夠大,可以自身將其拉成球形。 1801年被發現時,穀神星被認為是行星,但是正如進一步的觀察結果揭示了其他小行星一樣,將其視為次要而不是主要行星之一變得普遍。然後在2006年建立了行星的定義時,它再次被重新分類為矮行星。

帕拉斯和維斯塔

帕拉斯(來自太陽的2.77 au)和維斯塔(Vesta)(2.36 au的太陽)是小行星皮帶中最大的小行星。它們是另外兩個或多或少完整的原生星。直徑約520公里(320英里),它們過去足夠大,可以發展為行星地質,但兩者都遭受了巨大的影響,並被擊倒了。對這兩個屍體的影響,碎片在小行星帶的其他地方,如帕拉斯家族維斯塔家族。兩者分別在1802年和1807年的發現上被認為是行星,並且像穀神星一樣,最終被發現的小行星被視為次要行星。如今,一些作者已經開始將帕拉斯和維斯塔與穀神星一起考慮在該術語的地球物理定義下。

小行星群

小行星帶中的小行星根據其軌道特徵分為小行星群家族Kirkwood Gaps在與木星軌道共振相對應的小行星軌道的分佈中急劇下降。小行星衛星是軌道軌道較大的小行星的小行星。他們沒有地球衛星的明顯區別,有時幾乎和伴侶一樣大(例如90抗抗衡管)。小行星帶包括主要皮帶彗星,這可能是地球水的來源。

木星特洛伊木馬位於木星的L 4或L 5(重力穩定的區域,領先於行星在其軌道上);特洛伊木馬一詞也用於任何其他行星或衛星拉格朗日的小物體。希爾達小行星與木星有2:3的共鳴;也就是說,他們每兩個木星軌道都繞著陽光繞過陽光。內部太陽系包含接近地球的小行星,其中許多跨越了內行星的軌道。其中一些是潛在的危險物體

外太陽系

Kuiper帶和其他小行星種群周圍的物體圖,J,S,U和N表示木星,土星,天王星和海王星

太陽系的外部區域是巨型行星及其大衛星的所在地。該地區的半人馬和許多短期彗星也繞行。由於它們與太陽的距離更大,外部太陽系中的固體物體比內部太陽系的揮發物(例如水,氨和甲烷)更高,因為較低的溫度允許這些化合物保持固體,沒有明顯的昇華率。

外行星

行星的地球,金星火星相比

四個外行星,也稱為巨型行星或喬維安行星,統稱為繞太陽繞的質量的99%。木星和土星是地球質量的400倍以上,並且由氫氣和氦氣絕大多數組成,因此將其稱為氣體巨頭。天王星和海王星的質量遠不及20個地球質量( m地球),並且主要由冰組成。由於這些原因,一些天文學家建議他們屬於自己的類別冰巨頭。儘管從地球上很容易觀察到土星的環系統,但所有四個巨型行星都有環。 “上層行星”一詞指定地球軌道之外的行星,因此包括外行星和火星。

木星,土星和天王星的環形系統就像太陽系的微型版本一樣。海王星的捕獲被捕獲最大的月亮特里頓(Triton)的捕獲破壞了。

木星

木星(4.951–5.457 au(740.7-81640萬公里;來自太陽的318 m地球的460.2–50730萬英里),是地球318 m的2.5倍,是所有其他行星組合在一起的質量。它主要由氦氣組成。木星的強烈內部熱量在其大氣中創造了半永久性的特徵,例如雲樂隊和大紅色點。地球擁有4.2 – 14高斯強度磁層跨度為22-2900萬公里,在某些方面使其成為太陽系中最大的物體。木星有95個已知的衛星。四個最大的GanymedeCallistoIOEuropa稱為Galilean Moons :它們與陸地行星(例如火山和內部供暖)顯示出相似之處。 Ganymede是太陽系中最大的衛星,比汞大。卡里斯托幾乎一樣大。

土星

土星(9.075–10.07 au(1.3576–1.5065億公里; 843.6-936.10萬英里)與太陽的大量環境區別,與木星具有多種相似之處,例如其大氣組成和磁層。儘管土星擁有木星體積的60%,但在95 m的地球上卻不到三分之一。土星是太陽系唯一比水密集的行星。土星的環由小冰塊和岩石顆粒組成。土星擁有145個確認的衛星,主要由冰組成。其中兩個,泰坦土衛,顯示了地質活動的跡象。他們以及其他五個土星衛星( iapetusrheadionetethysmimas )足夠大,可以圓形。泰坦(Titan)是太陽系中的第二大月亮,比汞大,是太陽系中唯一具有實質氣氛的衛星。

天王星

天王星(18.27–20.06 au(2.733-3001億公里;距太陽14 m地球的14 m sun)的外行星質量最低。它在行星中獨特地繞著太陽繞著它的側面旋轉;它的軸向傾斜度超過九十度。這使行星極端季節性變化,每個桿都朝著太陽朝向太陽。它的核心比其他巨型行星要冷得多,幾乎沒有熱量進入太空。結果,它在太陽系中具有最冷的行星氣氛。天王星有27個已知的衛星,其中最大的衛星是TitaniaOberonUmbrielArielMiranda 。像其他巨型行星一樣,它具有環系統和磁層。

海王星

海王星(29.89–30.47 au(4.471–4.455億公里;來自太陽的2.778–2.832億英里),雖然比天王星稍小,但較大(17 m地球),因此更大。它比天王星散發更多的內部熱量,但不如木星或土星那麼多。海王星有14個已知的衛星。最大的特里頓(Triton )具有地質活性,具有液氮間歇泉。特里頓(Triton)是唯一具有逆行軌道的大型衛星,這表明它沒有與海王星形成,但可能是從庫珀帶捕獲的。海王星陪同其軌道上有幾個次要行星,稱為海王星木馬,它們的行星或落在太陽周圍的六分之一的位置,被稱為拉格蘭奇點

半人馬

半人馬是類似冰冷的彗星的身體,其軌道的半座軸比木星的軸(5.5 au(8.2億公里; 5.1億英里)),小於海王星(30 au(45億公里; 28億英里))。這些是以前的柯伊伯帶和散射的盤子物體,在外行星上更靠近太陽,預計將變成彗星或從太陽系中彈出。雖然大多數半人馬是不活躍的小行星,但有些表現出清晰的彗星活動,例如發現的第一個半人馬座, 2060凱龍(Chiron) ,該活動已被歸類為彗星(95p),因為它會像彗星接近太陽時一樣昏迷。最大的Centaur 10199 Chariklo的直徑約為250 km(160英里),並且是唯一已知擁有環系統的小行星之一。

彗星

1997年看到

彗星是小型太陽系體,通常只有幾公里,主要由揮發性冰組成。它們具有高度偏心的軌道,通常是內行星軌道內的圓錐形軌道,一個遠遠超出冥王星的晶狀體。當彗星進入內部太陽係時,它與太陽的接近性會導致其冰冷的表面昇華電離,從而造成昏迷:肉眼通常可以看到一條長長的氣體和灰塵。

短期彗星的軌道持續不到200年。長期彗星的軌道持續了數千年。短期彗星被認為起源於Kuiper帶,而長期彗星(例如Hale-Bopp )被認為起源於Oort雲。許多彗星團體,例如Kreutz Sungrazers ,都是由單親的分手形成的。一些具有雙曲線軌道的彗星可能起源於太陽係以外,但是確定其精確軌道很難。揮發物的舊彗星通常被太陽變暖驅動,通常被歸類為小行星。

跨納普尼亞地區

Trans-Neptunian對象的分佈和大小。水平軸代表人體的半高軸,垂直軸代表軌道的傾斜度,圓的大小代表物體的相對大小。
一些大型TNO與地球的大小比較:冥王星及其月亮ErisMakemakeHaumeaSednaGonggongQuaoarorcus,orcusSalacia2002 MS 4

海王星的軌道超出了“跨尼普尼亞區”的區域,與堅果形的kuiper腰帶,冥王星的家和其他幾個矮人的行星以及一個重疊的散射物體盤,朝向朝向的物體傾斜,朝向太陽系,比Kuiper帶更遠。整個區域仍然沒有探索。它似乎由數千個小世界組成,最大的是直徑只有五分之一的地球,而質量遠遠超過月球,主要是岩石和冰。該區域有時被描述為“太陽系的第三區”,封閉了內部和外部太陽系。

Kuiper帶

Kuiper帶是類似於小行星帶類似的碎屑環,但主要由主要由冰組成的物體組成。它延伸到30至50個AU(4.5億至75億公里; 2.8億和46億英里)之間。它主要由小型太陽系體組成,儘管最大的少數人可能足夠大,可以成為矮人行星。據估計,直徑大於50 km(30英里)的100,000多個Kuiper帶對象,但庫珀帶的總質量被認為僅是地球質量的十分之一甚至一百分之一。許多Kuiper帶物體具有衛星,並且大多數軌道基本上傾斜(約10°)與黃道的平面。

Kuiper皮帶可以大致分為“古典”帶和諧振的跨核對象。後者的軌道與海王星相比的時代的比例很簡單:例如,海王星每三次繞過太陽,或者每兩次一次。經典帶由與海王星沒有共鳴的物體組成,從大約39.4 au延伸至47.7 au(5.89億公里至71.4億公里; 3.66億至44.3億英里)。經典庫珀帶的成員有時被稱為“ Cubewanos”,在第一個被發現之後,最初被指定為1992 QB 1 ;它們仍處於原始,低含量軌道的接近。

冥王星和夏隆

矮人冥王星(平均軌道為39 au(58億公里;距太陽36億英里))是Kuiper帶中最大的已知物體。 1930年被發現時,它被認為是第九星球。隨著採用正式的行星定義,這在2006年發生了變化。冥王星具有相對偏心的軌道,傾向於黃道平面,範圍從29.7 au(44.4億公里; 27.6億英里)範圍從Perihelion的太陽(Neptune of Neptune)到49.5 au(49.41億千萬英里; 4.60億英里; )在Aphelion。冥王星與海王星有2:3的共鳴,這意味著每三個Neptunian軌道圍繞太陽繞著太陽旋轉兩次。軌道共享這種共振的kuiper帶對象稱為plutinos

夏隆(Charon)是冥王星的衛星中最大的,有時被描述為帶有冥王星的二進制系統的一部分,因為這兩個物體在其表面上方的重心軌道上繞了重心(即它們似乎“彼此繞” )。除了Charon之外,四個較小的衛星, StyxNixKerberosHydra ,Orbit Pluto。

其他的

除冥王星外,天文學家通常同意,儘管對獸人有疑問,但至少還有其他四個Kuiper帶是矮星,但也提出了其他屍體:

  • Makemake (太陽的平均值為45.79 AU),儘管小於冥王星,但是經典kuiper帶中最大的已知物體(也就是說,kuiper帶對物體在與海王星的共鳴中未經證實)。 Makemake是冥王星後Kuiper腰帶中最亮的物體。它於2005年被發現,於2009年正式命名。它的軌道比冥王星在29°時更具傾斜度。它有一個已知的月亮。
  • Haumea (Haumea(43.13 AU的平均值)在類似於Makemake的軌道上,除了它與Neptune臨時7:12軌道共振。像Makemake一樣,它是在2005年發現的。在矮人的行星中,Haumea具有環形系統,兩個已知的衛星名為Hi'iakaNamaka ,並且很快(一次3.9小時)旋轉,以至於將其延伸到橢圓形中。它是共享類似軌道的Kuiper帶對象的碰撞家族的一部分,這表明在Haumea上發生了巨大的碰撞,並將其碎片彈出到了數十億年前。
  • Quaoar (來自太陽的平均值為43.69 AU)是僅次於Makemake的古典Kuiper帶中第二大已知物體。它的軌道比Makemake或Haumea的軌道偏心且傾斜。它擁有一個戒指系統和一個已知的月亮Weywot
  • Orcus (39.40 au來自太陽的平均值)與海王星與冥王星的軌道共振相同,並且是冥王星本身之後最大的此類物體。它的偏心和傾斜度與冥王星相似,但其周圍與冥王星約120°。因此,Orcus軌道的階段與Pluto的軌道相反:Orcus在Aphelion(最近一次是在2019年),當時冥王星在Perihelion(最近一次是1989年),反之亦然。因此,它被稱為反冥王星。它有一個已知的月亮,范思

散落的圓盤

與經典和共振的kuiper帶對象相比

散落的圓盤與Kuiper帶重疊,但延伸至接近500 au,被認為是短期彗星的來源。據信,散落的盤子物體被海王星早期向外遷移的重力影響陷入了不穩定的軌道。大多數散射的圓盤物體(SDOS)在Kuiper帶內有毛利亞,但Aphelia遠遠超出了它(來自太陽的150多個AU)。 SDOS的軌道也可以從黃道平面傾斜高達46.8°。一些天文學家認為散落的圓盤僅僅是Kuiper帶的另一個區域,並將散落的盤式物體描述為“散落的Kuiper帶對象”。一些天文學家還將半人馬與散落盤的外向居民以及散落的居民分類為內向冰片。

埃里斯(Eris)和鑼)

埃里斯(67.78 au的平均太陽)是最大的已知散射盤物體,並引起了關於什麼構成行星的爭論,因為它比冥王星高25%,而且直徑相同。它是最龐大的矮人行星。它有一個已知的月球發育不良。像冥王星一樣,它的軌道是高度偏心的,圓錐體為38.2 au(冥王星距離太陽的距離大致)和97.6 au的孔隙,並以44°的角度陡峭地傾斜到黃術平面上。

Gongong (67.38 AU的平均太陽)是與Eris相當的軌道中的另一個矮人行星,除了它與Neptune的共鳴中有3:10。它有一個已知的月亮,木公

最遠的地區

太陽系末端和星際空間開始的點不能精確地定義,因為其外邊界是由兩種力來塑造的:太陽風和太陽的重力。太陽風的影響的極限大約是冥王星距離太陽的距離的四倍。這種螺旋膜氣球的外邊界,被認為是星際培養基的開始。據認為,太陽的山坡是其引力支配地位的有效範圍,它可以延伸到更遠的一千倍,並涵蓋了假設的Oort雲

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太陽系的直升機的藝術描述

太陽的恆星風氣泡地球層是一個以太陽為主的空間區域,其邊界處於終止衝擊的邊界,從星際介質的太陽上風向大約80-100 au,大約200個A 。在這裡,太陽能風與星際介質相撞,並大大減慢,凝結並變得更湍流,形成了一種很棒的橢圓形結構,稱為Heliosheath 。理論上,這種結構的外觀和行為非常像彗星的尾巴,向外延伸了40 au,但在逆風的一側,尾隨了很多次。來自卡西尼星際邊界探索者航天器的證據表明,它通過星際磁場的約束作用將其強加於氣泡形狀,但實際形狀仍然未知。

地球層的外邊界是螺旋腹膜,是太陽風最終終止並成為星際空間的開始的點。 Voyager 1Voyager 2通過了終止衝擊,並分別從太陽從94和84 au進入了Heliosheath。據報導, Voyager 1在2012年8月越過了Heliopause,而Voyager 2在2018年12月越過。

地層的外邊緣的形狀和形式可能受到與星際介質的相互作用的流體動力學以及南部盛行的太陽磁場的相互作用,例如,它的形狀鈍化,北半球比9 AU延伸了9 au南半球。除了船尾大約230 Au,在船尾震動之外,還有一個血漿“喚醒”,當它穿過銀河系時,陽光留下了“喚醒”。

分離的對象

分離的物體SEDNA及其在太陽系內的軌道

SEDNA (來自太陽的平均軌道為520 au)是一個具有巨大,高度橢圓形軌道的大型,紅色的物體,可將其從近葉時的大約76 au到Aphelion的940 au,需要11,400年才能完成。邁克·布朗(Mike Brown)於2003年發現了該物體,他斷言它不能成為散落的盤或庫珀帶的一部分,因為它的圍欄太遙遠了,無法受到海王星的遷移的影響。他和其他天文學家認為這是全新人群中的第一個,有時稱為“遙遠的對象”(DDOS),其中還可能包括2000 CR 105 ,該對象具有45 au的圓周,415 au的圓錐形。 ,軌道時期為3,420年。棕色將該人群稱為“內部oort雲”,因為它可能是通過類似過程形成的,儘管它離太陽更近。 Sedna很可能是矮星,儘管其形狀尚未確定。在2012年發現的第二個明確的分離物體,比Sedna大約為81 au的圍欄比Sedna較遠,大約是2012年的VP 113。它的aphelion只有458 AU的Sedna的一半。

Oort雲

Oort雲是一種假設的球形雲,最高可達冰冷的物體,被認為是所有長期彗星的來源,並以大約50,000 au(約1(LY))包圍太陽系太陽,可能達到100,000 au(1.87 ly )。人們認為它是由通過與外行星的重力相互作用從內部太陽系彈出的彗星組成的。 OORT雲對象的移動非常緩慢,並且可能會因不經常發生的事件,諸如碰撞,傳遞之星的重力效應或銀河系潮汐的重力效應,這是銀河系施加的潮汐力

邊界

許多太陽系仍然未知。據估計,太陽的重力場將周圍恆星的重力佔據約兩年(125,000 au)。相比之下,對Oort雲半徑的估計值較低,並不比50,000 au更遠。大部分質量是在3,000至100,000 au之間的區域繞行。儘管發現了Sedna之類的發現,但Kuiper帶和Oort雲之間的區域(數以萬計的半徑中的區域)實際上是未覆蓋的。了解這一空間區域是困難的,因為這取決於那些軌道恰好受到干擾的少數物體的推論,使它們更靠近太陽,即使到那時,只有當它們碰巧變成時,才有可能檢測到這些物體足夠明亮以註冊為彗星。物體可能仍在太陽系的未知區域中發現。最遠的已知物體,例如西部彗星,來自太陽約70,000 au。

地點

天體社區

局部星際雲G-Cloud及周圍星星的圖。截至2022年,太陽系在雲層中的確切位置是天文學中的一個懸而未決的問題。

太陽係被當地的星際雲包圍,儘管尚不清楚它是否嵌入了本地星際雲中,或者它是否位於雲的邊緣之外。在300光年的太陽(被稱為局部氣泡)內,該地區也存在多個其他星際雲。後一個功能是大約300光年的星際介質中的沙漏形腔或超級泡沫。氣泡充滿了高溫等離子體,這表明它可能是最近幾個超新星的產物。

與鄰近的寬adcliffe波分裂線性結構(以前是古爾德皮帶)相比,局部氣泡是一種小的超級氣泡,每個泡沫的長度為數千光年。所有這些結構都是獵戶座臂的一部分,其中包含大多數恆星,以銀河係可見。當地社區中所有物質的密度是0.097 ± 0.013 m☉ ·PC -3

在十光年的太陽年內,恆星相對較少,最接近的是三星級系統Alpha Centauri ,距離為4.4光年,並且可能位於當地泡沫的G-Cloud中。 Alpha Centauri A和B是一對緊密綁紮的陽光恆星,而最接近地球的恆星,小紅色矮人Proxima Centauri ,繞著0.2光年的距離繞著這對。 2016年,發現一個潛在的可居住系外行星是旋轉的proxima centauri,稱為Proxima Centauri B ,是最接近的陽光。

距離太陽的下一個最接近的射線是紅色矮人Barnard的明星(5.9 Ly), Wolf 359 (7.8 Ly)和Lalande 21185 (8.3 Ly)。最近的棕色小矮人屬於二進制luhman 16系統(6.6 ly),而在小於10木星質量的最接近的流氓或自由浮動的行星質量物體是少棕色矮人明智的0855-0714 (7.4 ly)。

在8.6 ly ly Sirius之後, Sirius是地球夜空最亮的恆星,大約是太陽質量的兩倍,由距離地球的最接近的白色矮人繞,Sirius B繞,十個光年的其他恆星是二進制紅色紫外線系統的gliesee。 65 (8.7 ly)和孤獨的紅矮人羅斯154 (9.7 ly)。最接近太陽系的最接近的孤獨恆星是tau ceti ,速度為11.9光年。它大約有80%的太陽質量,但只有一半的光度。

超越天前社區以外的最接近且無助的恆星群是大約80光年的Ursa主要移動組,就像最近的泡沫一樣,例如最近的以及無助的可見星團,在它的邊緣。最接近的恆星形成區域是Corona Australis分子云Rho Ophiuchi雲配合物金牛座分子云。後者位於當地泡沫之外,是Radcliffe Wave的一部分。

銀河位和軌道

銀河系的圖,帶有銀河特徵和標記的太陽系的相對位置。

太陽系位於銀河系中,這是一個被禁止使用的螺旋星系,直徑約為100,000光年,其中包含超過1000億顆恆星。太陽是銀河系外螺旋形臂之一的一部分,稱為獵戶座 - 腹臂或當地刺。

太陽軌道靠近圓形的銀河中心Supermassive Black Hole Sagittarius A*居住)的距離為26,660光年,以與螺旋臂的速度大致相同。因此,太陽很少穿過手臂。

它在銀河系中心的速度約為220公里/秒,因此每24000萬年就完成一場革命。這場革命被稱為太陽系的銀河系年太陽頂點是太陽路徑穿過星際空間的方向,在明亮之星Vega當前位置的方向上靠近星座大力神。黃道的平面與銀河平面的角度約為60°。

銀河位置和軌道的可居住性

太陽係以銀河系的位置是地球生命進化史的一個因素。螺旋臂是可能破壞太陽系的超新星,重力不穩定性和輻射的濃度,但由於地球停留在局部刺激中,因此不經常通過螺旋臂,這給了地球的穩定性很長時間生命進化。但是,根據濕婆假設或相關理論,太陽系相對於銀河係其他部分的位置變化可以解釋地球上的周期性滅絕事件,但這仍然引起爭議。

太陽系很好地位於銀河系中心的星條擁擠的環境之外。在中心附近,附近恆星的重力拖船可能會在卵子云中擾動身體,並將許多彗星送入內部太陽系,從而產生對地球生命的潛在災難性影響的碰撞。銀河中心的強烈輻射也可能干擾複雜生活的發展。超過0.8光年的恆星飛質大約每10萬年發生一次。最接近的方法是Scholz的Star,它接近52+23
-14 kau太陽約70+15
-10 kya,可能穿過外羊雲。

與外極系統的比較

太陽系的宜居區Gliese 581的比較(後來發現行星D不存在)。可居住的區域高度取決於父恆星的光度。

與許多極性系統相比,太陽系在缺乏汞軌道內部的無行星中脫穎而出。已知的太陽係也缺乏超級地球,行星是地球的巨大範圍,儘管假設的行星九(如果確實存在)可能是外部太陽系中的超級地鐵。罕見的是,它只有小的岩石行星和大型汽油巨人。在其他地方,中間大小的行星是典型的 - 多岩石和氣體 - 因此,地球和海王星的大小之間沒有“差距”(半徑是大的3.8倍)。由於這些超級誕生中的許多恆星都比汞更接近太陽,因此出現了一個假設,即所有行星系統都始於許多近距離行星,並且通常一系列碰撞會導致質量鞏固為少數較大的行星,但在太陽系的情況下,碰撞會導致其破壞和彈出。

太陽系行星的軌道幾乎是圓形的。與其他系統相比,它們具有較小的軌道偏心率。儘管試圖在徑向速度檢測方法中與偏見進行解釋,並部分與相當多的行星相互作用,但確切的原因仍然不確定。

人類的觀點

“燈光”在天空中移動的運動是行星經典定義的基礎:徘徊的恆星。

在幾個世紀以來,人類對太陽系的知識逐漸增長。直到中世紀晚期-文藝復興時期,從歐洲到印度的天文學家都認為地球是固定在宇宙中心的靜止,並且與在天空中移動的神或空靈物體不同。儘管希臘哲學家阿里斯塔克斯(Aristarchus of Samos)猜測了宇宙的地中心重新排序,但尼古拉斯·哥白尼(Nicolaus Copernicus)是已知第一個發展了數學預測性的以HeliePentric系統為中心的人。 HelieCentrism並沒有立即勝過地理中心主義,但是哥白尼的工作具有冠軍,尤其是Johannes Kepler 。 Kepler使用允許軌道進行橢圓形和tycho brahe的精確觀察數據來改善哥白尼的地中心模型,Kepler生成了rudolphine tables ,從而可以準確地計算了當時已知星球的位置。皮埃爾·加森迪(Pierre Gassendi)用它們預測了1631年的汞運輸,而耶利米·霍羅克斯(Jeremiah Horrocks)在1639年的金星過境中也做了同樣的事情。這為Heliecentrism和Kepler的橢圓形軌道提供了強烈的辯護。

在17世紀,伽利略宣布瞭望遠鏡在天文學中的使用。他和西蒙·馬里烏斯(Simon Marius)獨立發現木星周圍有四顆衛星。克里斯蒂亞·韋根斯(Christiaan Huygens)從這些觀察結果中遵循了土星的泰坦(Moon Titan)土星環的形狀。在1677年,埃德蒙·哈雷(Edmond Halley)觀察到汞在太陽上的過渡,使他意識到,可以使用對行星太陽視差(更理想地使用金星的過境)的觀察來確定地球,金星和地球之間的距離之間的距離。太陽。哈雷(Halley)的朋友艾薩克·牛頓(Isaac Newton)在1687年的Mathematica的裁判中,表明天體與世俗的身體沒有典型的不同:相同的運動定律重力定律適用於地球和天空。

伊曼紐爾·鮑恩(Emanuel Bowen)於1747年製作的真實太陽系海報。當時,天王星,海王星和小行星帶也發現了。

1704年,約翰·洛克(John Locke)用它來指代太陽,行星和彗星時,“太陽系”一詞進入了英語。 1705年,哈雷(Halley)意識到,反复看到彗星是同一物體,每75 - 76年定期返回一次。這是第一個證據表明,除了塞內卡(Seneca)在1世紀對彗星進行了理論化,但行星反复旋轉了太陽。仔細觀察金星的1769過境使天文學家計算出平均地球距離距離為93,726,900英里(150,838,800公里),僅比現代價值高0.8%。天王星偶爾自上古以來觀察到的天王星被認為是一顆行星,到1783年到1783年。1838年,弗里德里希·貝塞爾(Friedrich Bessel第一個直接的,實驗性的地中心主義證明。海王星幾年後的1846年被確定為行星,這要歸功於其引力拉力引起了天王星軌道的輕微但可檢測的變化。

在20世紀,人類開始在太陽系周圍探索太空,從將望遠鏡放置在太空中。從那以後,人類在阿波羅計劃期間降落在月球上。 Apollo 13任務標誌著任何人類最遠的人以400,171公里(248,655英里)的距離遠離地球。太空探針都訪問了所有八個行星和兩個矮人行星。這始於1962年水手2的金星飛行,而Mariner 9向火星的任務是1971年第一個繞著另一個星球繞過另一個星球任務。與土星相遇。剩餘的氣體巨頭首先是由旅行者航天器訪問的,其中之一( Voyager 1 )是人類最遠的物體,也是星際空間中的第一個物體。此外,探針還從彗星和小行星中返回了樣品,並飛過太陽的電暈並製造了kuiper帶對象的飛行。六個行星(除天王星和海王星以外的所有行星)都有或具有專用的軌道器。

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