太陽系是由受太陽引力約束的天體組成的系統,它的最大範圍約可延伸到1光年以外。太陽系的主要成員有:太陽(恆星)、九大行星(包括地球)、無數小行星、眾多衛星(包括月亮),還有彗星、流星體以及大量塵埃物質和稀
薄的氣態物質.在太陽系中,太陽的質量佔太陽系總質量的99.8%,其它天體的總和不到有太陽的0.2%。太陽是中心天體,它的引力控制著整個太陽系,使其它天體繞太陽公轉,太陽系中的九大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星)都在接近同一平面的近圓軌道上,朝同一方向繞太陽公轉。
距離
(au)
半徑
(地球)
質量
(地球)
軌道傾角
(度)軌道
偏心率傾斜度
密度(g/cm3)太陽0
109332,800
------
---1.410
水星0.39
0.38
0.05
70.2056
0.1°
5.43
金星0.72
0.95
0.89
3.394
0.0068
177.4°
5.25
地球1.0
1.00
1.00
0.000
0.0167
23.45°
5.52
火星1.5
0.53
0.11
1.850
0.0934
25.19°
3.95
木星5.2
11.0
3181.308
0.0483
3.12°
1.33
土星9.5
9.595
2.488
0.0560
26.73°
0.69
天王星19.2
4.017
0.774
0.0461
97.86°
1.29
海王星30.1
3.917
1.774
0.0097
29.56°
1.64
冥王星39.5
0.18
0.002
17.15
0.2482
119.6°
2.03
九大行星中,一般把水星、金星、地球和火星稱為類地行星,它們的共同特點是其主要由石質和鐵質構成,半徑和質量較小,但密度較高。把木星、土星、天王星和海王星稱為類木行星,它們的共同特點是其主要由氫、氦、冰、甲烷、氨等構成,石質和鐵質只佔極小的比例,它們的質量和半徑均遠大於地球,但密度卻較低。冥王星是特殊的一顆行星。 行星離太陽的距離具有規律性,即從離太陽由近到
遠計算,行星到太陽的距離(用a表示)a=0.4+0.3*2n-2(天文單位)其中n表示由近到遠第n個行星(詳見上表) 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自轉週期為12小時到一天左右,但水星、金星、冥王星自轉週期很長,分別為58.65天、243天和6.387天,多數行星的自轉方向和公轉方向相同,但金星則相反。 除了水星和金星,其它行星都有衛星繞轉,構成衛星系。
在太陽系中,現已發現1600多顆彗星,大多數彗星是朝同一方向繞太陽公轉,但也有逆向公轉的。彗星繞太陽執行中呈現奇特的形狀變化。 太陽系中還有數量眾多的大小流星體,有些流星體是成群的,這些流星群是彗星瓦解的產物。大流星體降落到地面成為隕石。 太陽系是銀河系的極微小部分,它只是銀河系中上千億個恆星中的乙個,它離銀河系中心約8.5千秒差距,即不到3萬光年。太陽帶著整個太陽系繞銀河系中心轉動。可見,太陽系不在宇宙中心,也不在銀河系中心。 太陽是50億年前由星際雲瓦解後的一團小雲塌縮而成的,它的壽命約為100億年。
月球是離開地球最近的天體,月球與地球的平均距離是384400公里。月球的形狀是乙個渾圓的圓球。月球的平均直徑是3476公里,面積3800萬平方公里,其質量大約相當於地球質量的八十分之一,它的密度只有地球的五分之三。在月球上幾乎沒有大氣和水分。月面上陰暗部分,其面積較大的是「海」,較小的是「湖」、「灣」或「沼」,其實月面上的海是徒有虛名的,它滴水不含,是低窪的大平原,其中最大的平原是「風暴洋」。月球上明亮的部分是高地和山脈,那裡山巒重疊,山脈縱貫,坑穴密布,溝壑縱橫,這就是月球上的所謂「陸」。「陸」比「海」平均要高出約1500公尺。此外,在月球上可見星羅棋布、奇離古怪的環形山,環形山實際上是一塊被圍起來的窪地,其底部凹陷下去,四周臺垣比裡面高出數千公尺。 月球繞地球旋轉叫月球的公轉。月球的運動是自西向東的,它的軌道同所有天體的軌道一樣也是橢圓狀的,距地球最近的一點叫近地點,而離地球最遠的那一點叫遠地點。月亮向西運動的證據是它每次西沉的時刻平均要推遲49分鐘,若相對恆星來說,它的運動週期約27.3天,即在此時間內,它在空間運轉3600; 但與此同時地球也一直不停地繞日運轉,因此月亮要完成它的乙個相位週期,即從新月開始經滿月又回到新月就應再增2天多,共計約29.53天。 因此月亮的恆星運動週期約27.3天,叫恆星月;而相對日地聯線的運動週期約29.53天,叫朔望月;朔望月便是月份的依據。 從地球眺望月亮,似乎覺得月球並沒有自轉,因為它總是以同一面向著地球的,因為總是看到同樣的斑點,即「吳剛砍伐桂樹」;其實這一點正說明月球在自轉,其自轉週期恰好與它的公轉週期相等:假設月亮公轉與自轉相等,當月球經過它的軌道的四分之一時,它本身也自轉了900的弧,此時月球上的斑點這恰好正對著地球了;反之,倘若月球不自轉,那麼從地球上看月亮的斑點,它將每月轉動一周,就不會總是看到月球上同樣的斑點。
太陽是太陽系的中心,它是離地球最近的一顆中等以下的恆星,其離開地球的平均距離是一億五千萬公里,它是乙個直徑為864000英里的巨大氣球,它的質量為地球的333000倍,密度為水的1.41倍。我們在天空中所看到的太陽,是它的可見的表面,這叫做光球,它是一種氣體表面,處在太陽的最外層,其強烈的壓力和極高的溫度足以使之發出連續光譜。在光球的上面還有兩層明顯不同的氣體,緊挨光球之上向外延伸到約5000英里至10000英里的是色球, 它在日全食期間的幾秒鐘裡就能看到,呈淡紅色。色球的外面是一片珍珠般的白色稀薄氣體,叫日冕,它向外延伸數百萬英里之遙,許多行星包括地球在內,實際上都是在日冕的範圍內執行。 羅馬神話中,冥王星(希臘人稱之為hades哈迪斯)是冥界的首領。這顆行星得到這個名字(而不採納其他的建議)可能是由於他離太陽太遠以致於一直沉默在無盡的黑暗之中,也可能是因為冥王星(pluto)開頭的兩字母是percival lowell是縮寫。
冥王星是在2023年由於乙個幸運的巧合而被發現的。乙個後來被發現錯誤的計算「斷言」基於天王星與海王星的執行研究,在海王星後還有一顆行星。美國亞利桑那州的lowell天文台的clyde w. tombaugh由於不知道這個計算錯誤,對太陽系進行了一次非常仔細的觀察,然而正因為這樣,發現了冥王星.發現了冥王星後,人們很快發現冥王星太小及與其他行星執行軌道有差異。對未知行星(planet x)的研究還在繼續,但沒發現任何東西。如果採用了旅行者2號飛船計算出的海王星的質量,那麼另乙個質量差異就消失了,也就不會有第十顆行星了。 冥王星是唯一一顆還沒有太空飛行器訪問過的行星。甚至連哈博太空望遠鏡也只能觀察到它表面上的大致容貌(見左圖和上圖)。
很幸運,冥王星有一顆衛星,冥衛一。也是靠著好運氣,它才能被發現。這是在2023年,它在向著太陽系內執行時,剛好執行到軌道的邊緣時被發現的。所以可能通過冥衛一觀察許多冥王星的執行,反之亦然。通過精密計算,什麼物體什麼部分在什麼時候被覆蓋以及觀察光亮曲線,天文學家能夠繪出兩個半球光亮區域與黑暗區域的大致地圖。
冥王星的半徑還不很清楚,jpl(jet propulsion laboratory,噴氣推進實驗室)的數值1137千公尺被認為有+-8的誤差,幾乎近1%。
儘管冥王星和冥衛一的總質量知道得很清楚(這可以通過對冥衛一執行軌道的周斯及半徑精確測量和克卜勒第三定律而確定),但是冥王星和冥衛一分別的質量卻很難確定。這是因為要分別求出質量,必須測得更為精確的有關冥王星與冥衛一系統執行時的質心才能確定測量出,但是它們太小而且離我們實在太遠,甚至哈博太空望遠鏡對此也無能為力。這兩顆星質量比可能在0.084到0.157之間。更多的觀察正在進行,但是要得到真正精密的資料,只有送一艘太空飛行器去那裡。
冥王星是太陽系中第二個反差極大的天體(次於土衛八)。探索這些差異的起因是計畫中的冥王星特快計畫中首要目標之一。有些人指出,冥王星更應該被歸作是一顆小行星或是彗星,而不是行星。一些認為這是kuiper belt(軌道比冥王星更遠的星體「雲」)物質中最大的乙個。儘管還有對冥王星的最新地位的評估,但在歷史上冥王星被認為是行星,而且可能這樣保持下去。冥王星的軌道十分地反常,有時候比海王星離太陽更近(從2023年1月開始持續到2023年2月)。冥王星的自轉方向也與大多數其他行星的方向相反。冥王星與海王星的共同運動比為3:2,即冥王星的公轉週期剛好是海王星的1.5倍。它的軌道交角也遠離於其他行星。因此儘管冥王星的軌道好像要穿越海王星的軌道,實際上並沒有。所以他們永遠也不會碰撞
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