天文3:我们的太阳系—人类居住区—宇宙少有的单星系统

太阳系是我们人类居住的恒星系,也从未有人造物体离开过这里。关于太阳系的构造及内部特性你都了解吗?由于内容过于复杂,下面我从四个方面一起给大家讲解。

一、太阳系的构造

        1.我们的太阳系是一个宇宙少有的单恒星系统,以太阳为恒星,太阳的质量占据了全太阳系99.8%,以至于才能用引力束缚那么多天体。

        2.太阳系的边界划分有很多种说法,第一种说法是以海王星或冥王星为太阳系边界,第二种是以柯伊伯带最外层为太阳系边界,第三种是以太阳风能到达的最远距离(日球顶层)为太阳系边界,第四种是以奥尔特云为太阳系边界,这里引力场与周围恒星达到平衡,为太阳系引力边界,距离太阳约1~2光年。

        3.太阳系拥有两点三区,太阳系中的内太阳系、中太阳系和外海王星区分别被小行星带及柯伊伯带划分开来。

        4.内太阳系是水星到木星包括小行星带的一部分区域,这个区域挤在靠近太阳的范围内(0.4~5个天文单位),比木星到土星距离还短。内太阳系又称为内地。

        5.中太阳系是木星(5.2AU)到海王星(30AU)之间的区域。这里有气态行星,像行星尺寸太小的行星,还有许多的短周期彗星。

        6.外海王星区在海王星之外,这里的天体远小于月球的质量,主要由冰、岩石组成,该区域包括了柯伊伯带、冥王星与卡戎、离散盘等。


二、太阳在太阳系中的地位

        7.太阳位于太阳系,是一个能将氢聚变成氦、发光发热的黄矮星。

        8.太阳的半径约有702020km,约为地球的110倍,体积约为1.4×10^18km^3,约为地球的130万倍。它的质量约为2*10^27吨,是地球的33万倍左右。太阳的密度约为1.3g/cm^3。

        9.太阳的表面温度约为5770k,足以使任何金属熔化,中心温度约为1500万k,太阳表面重力加速度约为地球的27.9倍。

        10.太阳表面温度相对较低而显得黑的区域叫太阳黑子,高峰期时,会发射大量的高能粒子流与x射线,引起地球磁爆,导致气候异常。太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动,一般发生在色球层中,一旦出现,增亮释放的能量相当于10万~100万次强火山爆发总能量,一刻内释放10^25焦能量。       

        11.米粒组织是太阳光球层上的一种日面活动,呈多角形小颗粒状。太阳风是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流,与空气效应相似,是恒星正常现象,猛烈的话会影响地球的无线通讯(如2012年3月)。


三、八大行星

(水金地火)

        12.水星是距离太阳最近、轨道偏心率最高、半径与质量最小的大行星。水星表面温度285℃,且昼夜温差大,白天高达360℃(曾达420℃),夜晚低至-180℃(曾达-215℃),水星自转时间接近公转时间。水星的半径为2500km。密度为5.3g/cm^3,密度仅次于地球。距离太阳不到0.4个天文单位。

        13.金星是太阳系中唯一自东向西转、唯一自转时间大于公转时间、表面温度最高的大行星。金星表面温度约为470℃,原因是有浓厚的大气层,约90多个大气压,金星半径6200km,仅次于地球。距离太阳约0.7个天文单位。

        14.地球是太阳系中唯一的类地行星,其密度在所有大行星中最大,达5.5g/cm^3,地球表面温度约为15℃,71%的表面覆盖了水,地球距离太阳1.5亿km,等于一个天文单位。

        15.火星的半径约为3500km,南北极有干冰分布,表面温度为-47℃,大气层极稀薄,只有0.01个大气压。火星公转一圈需要600多天,火星距离太阳约2.2亿km,1.5个天文单位。地火距离比水金、金地距离都长。

(木土天海)

        16.木星是太阳系中质量、体积最大的气态行星,半径约为69900km,它是气态巨行星,由90%氢和10%的氦组成,跟太阳非常类似,木星在太阳系中地位也很高,它挡住了外来天体,使地球免受撞击。

        17.土星是太阳系密度最小的行星,只有0.98g/cm^3,可以“浮”在水面上。土星最著名的一个特点就是土星环,它的卫星土卫二、泰坦和思赛拉都斯,都有巨大的冰火山、地质活动的标志,是太阳系唯一实际拥有大气的卫星。(泰坦比水星大)

        18.天王星是最轻的外行星,它的独特之处是躺着绕太阳公转,倾斜约90度,在气态行星中,它的核心温度很低,只辐射少量的热量进入太空,它已知有30颗卫星。

        19.海王星看起来比天王星小,但密度较高使它质量达到地球的17倍。海王星最大的卫星崔顿仍有活跃的地质活动,有着喷发液氮的间歇性源泉,也是太阳系唯一逆行的大行星。海王星轨道上一些1:1轨道共振的小行星,组成海王星特洛伊群。


四、太阳系其他天体与星群

        20.柯伊伯带主要由冰组成的碎片与残骸构成的环带,扩散在距离30~50天文单位处,主要由太阳系小天体组成,但之中最大的天体可能被归为矮行星,总质量只有地球的十分之一甚至百分之一。许多柯伊伯带天体都有两颗以上的卫星,多数轨道不在黄道面上。柯伊伯带大致分为共振带和传统带两部分。

        21.冥王星和卡戎更像是双星系统,冥王星半径只有卡戎的两倍左右,二者互绕轨道的质心不在任何一表面之下。另外两颗很小的卫星尼克斯与许德拉绕其公转。冥王星的共振带上,与海王星有着3:2的共振(冥王星公转2圈,海王星公转3圈)柯伊伯带中这种轨道天体称为类冥天体。冥王星与卡戎潮汐双锁定,在任何一表面上看另外一星都是一个模样,二者总是把同一面面向对方(正如地对月的潮汐锁定)。

        22.齐娜半径约2200km,距离太阳97个天文单位,公转周期500多年,表面温度约-214℃,非常不宜居。塞德娜是颗巨大、红化的类冥天体,近日点76天文单位,远日点928个天文单位,12050年才能完成一周巨大、高椭率的轨道。离散盘与柯伊伯带是重叠的,但是向外拓展延伸至更远的空间,天体轨道对黄道面有很大的倾角,甚至垂直于黄道面。

太阳系在宇宙中为少有(20%)的单恒星系统,人类赖以生存的家园,但宇宙浩瀚,宇宙空间尺度、星与系间距离如何,请持续关注下期。

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