基礎天文No.1太陽系之太陽系

基礎天文系例01

猜猜下期是什麼？

相關請於文末留言

基礎天文——太陽系

太陽系是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。

這些小天體包括小行星、柯伊伯帶的天體、彗星和星際塵埃。

廣義上，太陽系的領域包括：太陽，4顆類地的內行星，由許多小岩石組成的小行星帶，4顆充滿氣體的巨大外行星和充滿冰凍小岩石，被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區。

在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈，和依然屬於假設的奧爾特雲。

依照至太陽的距離，太陽系內的行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

8顆行星中的6顆有天然的衛星環繞，在太陽系外側的行星還被由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著。

除地球外，在地球上肉眼可見的行星中文名稱以五行為名，其餘則與西方一樣，全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。

五顆矮行星是冥王星，柯伊伯帶內已知最大的天體之一鳥神星與妊神星，小行星帶內最大的天體穀神星，和屬於黃道離散天體的鬩神星。

名詞解釋

軌道環繞太陽的天體被分為三類：行星、矮行星、和太陽系小天體

行星是環繞太陽且質量夠大的天體。

這類天體：

有足夠的質量使本身的形狀成為球體；

有能力清空鄰近軌道的小天體。

能成為行星的天體有8個：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

在2006年8月24日，國際天文聯合會重新定義行星這個名詞，首次將冥王星排除在大行星外，並將冥王星、穀神星和鬩神星組成新的分類：矮行星。

矮行星不需要將鄰近軌道附近的小天體清除掉，其他可能成為矮行星的天體還有塞德娜、厄耳枯斯、和創神星。

從第一次發現的1930年直至2006年，冥王星被當成太陽系的第九顆行星。

但是在20世紀末期和21世紀初，許多與冥王星大小相似的天體在太陽系內陸續被發現，特別是鬩神星更明確的被指出比冥王星大。

環繞太陽運轉的其他天體都屬於太陽系小天體。

衛星（如月球之類的天體），由於不是環繞太陽而是環繞行星、矮行星或太陽系小天體，所以不屬於太陽系小天體。

天文學家在太陽系內以天文單位（AU）來測量距離。

1AU是地球到太陽的平均距離，大約是149,597,871公里（92,955,807英里）。

冥王星與太陽的距離大約是39AU，木星則約是5.2AU。

最常用在測量恆星距離的長度單位是光年，1光年大約相當於63,240天文單位。

行星與太陽的距離以公轉周期為周期變化著，最靠近太陽的位置稱為近日點，距離最遠的位置稱為遠日點。

有時會將太陽系非正式地分成幾個不同的區域：「內太陽系」，包括四顆類地行星和主要的小行星帶；其餘的是「外太陽系」，包含小行星帶之外所有的天體。

其它的定義還有海王星以外的區域，而將四顆大型行星稱為「中間帶」。

概述和結構

太陽系的主角是位居中心的太陽，它是一顆光譜分類為G2V的主序星，擁有太陽系內已知質量的99.86%，並以引力主宰著太陽系[6]。

木星和土星，是太陽系內最大的兩顆行星，又占了剩餘質量的90%以上，目前仍屬於假說的奧爾特雲，還不知道會占有多少百分比的質量。

太陽系內主要天體的軌道，都在地球繞太陽公轉的軌道平面（黃道）的附近。

行星都非常靠近黃道，而彗星和柯伊伯帶天體，通常都有比較明顯的傾斜角度。

太陽系內天體的軌道（由左上方順時針拉遠觀看）。

由北方向下鳥瞰太陽系，所有的行星和絕大部分的其他天體，都以逆時針（右旋）方向繞著太陽公轉。

有些例外的，像是哈雷彗星。

環繞著太陽運動的天體都遵守開普勒行星運動定律，軌道都以太陽為橢圓的一個焦點，並且越靠近太陽時的速度越快。

行星的軌道接近圓型，但許多彗星、小行星和柯伊伯帶天體的軌道則是高度橢圓的。

在這麼遼闊的空間中，有許多方法可以表示出太陽系中每個軌道的距離。

在實際上，距離太陽越遠的行星或環帶，與前一個的距離就會更遠，而只有少數的例外。

例如，金星在水星之外約0.33天文單位的距離上，而土星與木星的距離是4.3天文單位，海王星又在天王星之外10.5天文單位。

曾有些關係式企圖解釋這些軌道距離變化間的交互作用（參見提丟斯-波得定則），但這樣的理論從未獲得證實。

形成和演化

太陽系的形成據信應該是依據星雲假說，最早是在1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自獨立提出的。

這個理論認為太陽系是在46億年前從一個巨大的分子雲的塌縮中形成的。

這個星雲原本有數光年的大小，並且同時誕生了數顆恆星。

研究古老的隕石追溯到的元素顯示，只有超新星爆炸的心臟部分才能產生這些元素，所以包含太陽的星團必然在超新星殘骸的附近。

可能是來自超新星爆炸的震波使鄰近太陽附近的星雲密度增高，使得重力得以克服內部氣體的膨脹壓力造成塌縮，因而觸發了太陽的誕生。

被認定為原太陽星雲的地區就是日後將形成太陽系的地區，直徑估計在7,000至20,000天文單位，而質量僅比太陽多一點。

當星雲開始塌縮時，角動量守恆定律使它的轉速加快，內部原子相互碰撞的頻率增加。

其中心區域集中了大部分的質量，溫度也比周圍的圓盤更熱。

當重力、氣體壓力、磁場和自轉作用在收縮的星雲上時，它開始變得扁平成為旋轉的原行星盤，而直徑大約200天文單位，並且在中心有一個熱且稠密的原恆星。

對年輕的金牛T星的研究，相信質量與預融合階段發展的太陽非常相似，顯示在形成階段經常都會有原行星物質的圓盤伴隨著（質量約為0.001至0.1太陽質量）。

這些圓盤可以延伸至數百天文單位，並且最熱的部分可以達到數千K的高溫。

哈柏的獵戶座大星雲原恆星影像，寬一光年的恆星育嬰室，非常像我們的太陽剛誕生時的原始星雲。

一億年後，在塌縮的星雲中心，壓力和密度將大到足以使原始太陽的氫開始熱融合，這會一直增加直到流體靜力平衡，使熱能足以抵抗重力的收縮能。

這時太陽才成為一顆真正的恆星。

相信經由吸積的作用，各種各樣的行星將從雲氣（太陽星雲）中剩餘的氣體和塵埃中誕生：

當塵粒的顆粒還在環繞中心的原恆星時，行星就已經開始成長；

然後經由直接的接觸，聚集成1至10公里直徑的叢集；

接著經由碰撞形成更大的個體，成為直徑大約5公里的星子；

在未來的數百萬年中，經由進一步的碰撞以每年15公分的的速度繼續成長。

在太陽系的內側，高溫使水和甲烷這種易揮發的分子不能凝聚，因此形成的星子相對的就比較小（僅占有圓盤質量的0.6%），並且主要的成分是熔點較高的矽酸鹽和金屬等化合物。

這些石質的天體最後就成為類地行星。

再遠一點的星子，受到木星引力的影響，不能凝聚在一起成為原行星，而成為現在所見到的小行星帶。

在更遠的距離上，在凍結線之外，易揮發的物質也能凍結成固體，就形成了木星和土星這些巨大的氣體巨星。

天王星和海王星獲得的材料較少，並且因為核心被認為主要是冰（氫化物），因此被稱為冰巨星。

一旦年輕的太陽開始產生能量，太陽風（見下段）會將原行星盤中的物質吹入行星際空間，從而結束行星的成長。

年輕的金牛座T星的恆星風就比處於穩定階段的較老的恆星強得多。

太陽演化過程的藝術畫。

從左到右依次為主序星、紅巨星和白矮星。

根據天文學家的推測，目前的太陽系會維持直到太陽離開主序。

由於太陽是利用其內部的氫作為燃料，為了能夠利用剩餘的燃料，太陽會變得越來越熱，於是燃燒的速度也越來越快。

這就導致太陽不斷變亮，變亮速度大約為每11億年增亮10％。

從現在起再過大約76億年，太陽的內核將會熱得足以使外層氫發生融合，這會導致太陽膨脹到現在半徑的260倍，變為一顆紅巨星。

此時，由於體積與表面積的擴大，太陽的總光度增加，但表面溫度下降，單位面積的光度變暗。

隨後，太陽的外層被逐漸拋離，最後裸露出核心成為一顆白矮星，一個極為緻密的天體，只有地球的大小卻有著原來太陽一半的質量。

文參考綜合 維基百科 知識

圖來源於百度圖片

更多精彩內容請點擊底部原文閱讀

於文末留言評論、建議、發表觀點

本文由「天文物理」載享推薦且有一定學習或參考價值、但其最終內容真實性自負。

版權聲明：「天文物理」刊載此文，僅為傳遞更多信息之目的，文章版權歸原作者或媒體所有。

本平台文章內容來源於網絡且廣泛…如若無意侵犯了你的權益請及時聯繫郵箱：[email protected] 天文物理 將及時完善著權信息或刪除等。