太陽系簡介
（Solar System）就是我們現(xiàn)在所在的恒星系統(tǒng).由太陽、八顆行星（原先有九大行星,因?yàn)橼ね跣潜惶蕹秊榘行牵?6顆衛(wèi)星（原有67顆,冥王星的衛(wèi)星被剔除）以及無數(shù)的小行星、彗星及隕星組成的.行星由太陽起往外的順序是：水星（Mercury）、金星（Venus）、地球（Earth）、火星（Mars）、木星(Jupiter）、土星（Saturn）、天王（Uranus）、海王星（Neptune）.離太陽較近的水星、金星、地球及火星稱為類地行星（terrestrial planets）.宇宙飛船對它們都進(jìn)行了探測,還曾在火星與金星上著陸,獲得了重要成果.它們的共同特征是密度大（>3.0克/立方厘米）,體積小,自轉(zhuǎn)慢,衛(wèi)星少,內(nèi)部成分主要為硅酸鹽（silicate）,具有固體外殼.離太陽較遠(yuǎn)的木星、土星、天王星、海王星稱為類木行星（jovian planets）.它們都有很厚的大氣圈,其表面特征很難了解,一般推斷,它們都具有與類地行星相似的固體內(nèi)核.在火星與木星之間有1000000個(gè)以上的小行星（asteroid）（即由巖石組成的不規(guī)則的小星體）.推測它們可能是由位置界于火星與木星之間的某一顆行星碎裂而成的,或者是一些未能聚積成為統(tǒng)一行星的石質(zhì)碎塊.隕星存在于行星之間,成分是石質(zhì)或者鐵質(zhì).
這些行星都以太陽為中心以橢圓軌道公轉(zhuǎn),雖然除了水星的十分接近于圓,行星軌道中或多或少在同一平面內(nèi)（稱為黃道面并以地球公轉(zhuǎn)軌道面為基準(zhǔn)）.黃道面與太陽赤道僅有7度的傾斜.冥王星的軌道大都脫離了黃道面,傾斜度達(dá)17度.上面的圖表從一個(gè)特定的高于黃道面的透視角顯示了各軌道的相對大小及關(guān)系（非圓的現(xiàn)象顯而易見）.它們繞軌道運(yùn)動(dòng)的方向一致（從太陽北極上看是逆時(shí)針方向）,因此,科學(xué)家們把冥王星排除在九大行星之外.除金星和天王星外自轉(zhuǎn)方向也如此.
太陽系直徑300億千米,有八大行星和兩條小行星帶,以及千億顆彗星等組成.
太陽系（solar system）在宇宙中的位置
太陽系位于銀河系邊緣,銀河系第三旋臂——獵戶旋臂上.
太陽系是由太陽以及在其引力作用下圍繞它運(yùn)轉(zhuǎn)的天體構(gòu)成的天體系統(tǒng).它包括太陽、八大行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星體以及行星際物質(zhì).人類所居住的地球就是太陽系中的一員.
太陽系構(gòu)成
太陽系的中心是太陽,它每隔2.3億年繞銀河系中心轉(zhuǎn)一圈,雖然它只是一顆中小型的恒星,但它的質(zhì)量已經(jīng)占據(jù)了整個(gè)太陽系總質(zhì)量的99.85％；余下的質(zhì)量中包括行星與它們的衛(wèi)星、行星環(huán),還有小行星、彗星、柯伊伯帶天體、外海王星天體、理論中的奧爾特云、行星間的塵埃、氣體和粒子等行星際物質(zhì).整個(gè)太陽系所有天體的總表面面積約為17億平方千米.太陽以自己強(qiáng)大的引力將太陽系中所有的天體緊緊地控制在他自己周圍,使它們井然有序地圍繞自己旋轉(zhuǎn).同時(shí),太陽又帶著太陽系的全體成員圍繞銀河系的中心運(yùn)動(dòng).
太陽系內(nèi)迄今發(fā)現(xiàn)了八顆大行星.有時(shí)稱它們?yōu)椤鞍舜笮行恰?按照距離太陽的遠(yuǎn)近,這八顆行星依次是：最近的水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星.水星、金星、地球和火星也被稱為類地行星,木星和土星也被稱為巨行星,天王星、海王星也被稱為遠(yuǎn)日行星.除了水星和金星外,其他的行星都有衛(wèi)星.在火星和木星之間還存在著數(shù)十萬個(gè)大小不等,形態(tài)各異的小行星,天文學(xué)家將這個(gè)區(qū)域稱為小行星帶.此外,太陽系中還有超過1000顆的彗星,以及不計(jì)其數(shù)的塵埃、冰團(tuán)、碎塊等小天體.
太陽系中的各個(gè)天體主要由氫、氦、氖等氣體,冰（水、氨、甲烷）以及含有鐵、硅、鎂等元素的巖石構(gòu)成.類地行星、地球、月球、火星、木星的部分衛(wèi)星、小行星主要由巖石組成；木星和土星主要由氫和氦組成,其核可能是巖石或冰.
起源和演化
一般以為行星系統(tǒng)是恒星形成過程的一部分,但是也有學(xué)者認(rèn)為這是兩顆恒星差一點(diǎn)撞擊而成.最普遍的理論是說太陽系是從星云形成.
恒星形成的基本過程為此：
1. 星云中較密的核心部分變得太重,重心不穩(wěn)定,開始分裂和崩潰墜落.一部分的重心能量變?yōu)榉派涞募t外線,剩下的增加核心的溫度.核心部分開始成為圓盤形狀.
2. 當(dāng)密度和溫度道足夠高, 氘融合燃燒開始發(fā)生,輻射的向外壓力減慢(但不中止)臨近其他核心崩潰.
3. 其他的原料繼續(xù)下落到這一顆原恒星,它們的角動(dòng)量的作用可能導(dǎo)致雙極流程.
4. 最后,氫開始熔化在星的核心,外面剩余的包圍材料被清除.
太陽星云這個(gè)假說,是1755年由伊曼努爾·康德提議.他說,太陽星云慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng),由于重力逐漸凝聚并且鋪平,最終形成恒星和行星.一個(gè)相似的模型在1796年由拉普拉斯提出.
太陽星云開始直徑大約100AU,質(zhì)量是現(xiàn)在太陽的兩三倍.在這個(gè)星云中,比較重的物質(zhì)往中間落,積聚成塊,是成為以后的行星.而星云外部越來越冷,因此靠里的行星有很多重的礦物質(zhì),而靠外的行星是氣體或冰體.原太陽大約在46億年前形成,以后八億年中各個(gè)行星形成.
太陽系運(yùn)動(dòng)
太陽系是銀河系的一部分.銀河系是一個(gè)螺旋形星系,直徑十萬光年,包括兩千多億顆星.太陽是銀河系較典型的恒星,離星系中心大約兩萬五千到兩萬八千光年.太陽系移動(dòng)速度約每秒220公里,兩億兩千六百萬年在星系轉(zhuǎn)一圈.
太陽系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圓軌道上運(yùn)行,朝同一方向繞太陽公轉(zhuǎn).除金星以外,其他行星的自轉(zhuǎn)方向和公轉(zhuǎn)方向相同.
彗星的繞日公轉(zhuǎn)方向大都相同,多數(shù)為橢圓形軌道,一般公轉(zhuǎn)周期比較長.
探索與研究
人類出于對自身生存環(huán)境了解的渴望以及日益緊張的地球資源,從1959年開始不斷的通過空間探測器等進(jìn)行空間探測,研究太陽系.目前主要集中在月球和火星的探測以及小行星和彗星的探測.
1.對太陽系的長期研究,分化出了這樣幾門學(xué)科：
【太陽系化學(xué)】
空間化學(xué)的一個(gè)重要分科,研究太陽系諸天體的化學(xué)組成（包括物質(zhì)來源、元素與同位素豐度）和物理－化學(xué)性質(zhì)以及年代學(xué)和化學(xué)演化問題.太陽系化學(xué)與太陽系起源有密切關(guān)系.
【太陽系物理學(xué)】
研究太陽系的行星、衛(wèi)星、小行星、彗星、流星以及行星際物質(zhì)的物理特性、化學(xué)組成和宇宙環(huán)境的學(xué)科.
2.太陽系內(nèi)的引力定律：
太陽系內(nèi)各天體之間引力相互作用所遵循的規(guī)律.
3.太陽系穩(wěn)定性問題：
天體演化學(xué)和天體力學(xué)的基本問題之一.
4.太陽系和其他行星系
雖然學(xué)者同意另外還有其他和太陽系相似的天體系統(tǒng),但直到1992年才發(fā)現(xiàn)別的行星系.至今已發(fā)現(xiàn)幾十個(gè)行星系,但是詳細(xì)材料還是很少.這些行星系的發(fā)現(xiàn)是依靠多普勒效應(yīng),通過觀測恒星光譜的周期性變化,分析恒星運(yùn)動(dòng)速度的變化情況,并據(jù)此推斷是否有行星存在,并且可以計(jì)算行星的質(zhì)量和軌道.應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)只能發(fā)現(xiàn)木星級的大行星,像地球大小的行星就找不到了.
此外,關(guān)于類似太陽系的天體系統(tǒng)的研究的另一個(gè)目的是探索其他星球上是否也存在著生命.
太陽與行星
太陽與八顆行星數(shù)據(jù)對照表（赤道直徑以地球直徑6370公里為單位）,距離與軌道半徑以天文單位為單位.
下表的數(shù)據(jù)都是相對于太陽的數(shù)值：
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天體|距離(AU) |赤道直徑| 質(zhì)量 | 軌道半徑(AU) | 軌道傾角（度）| 公轉(zhuǎn)周期（年）|自轉(zhuǎn)周期（天）| 已發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星數(shù)
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太陽 0 109333,400 -- -- -- 27.275 --
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水星 0.390.382 0.05528 0.387107.0050 0.24085258.6 0
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金星 0.72 0.949 0.82 0.72 3.4 0.615 243.0185（逆向自轉(zhuǎn)） 0
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地球 1.00 1.001.001.000 1.000.9973 1
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火星 1.5 0.53 0.11 1.521.9 1.88 1.0260 2
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木星 5.211.23185.201.3 11.860.413563
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土星 9.59.4195 9.54 2.5 29.46 0.44447(有34顆已命名)
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天王星19.2 3.9814.6 19.220.884.010.7183 29
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海王星30.1 3.8117.2 30.061.8164.790.671313
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（1）1930年,冥王星被國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)正式確認(rèn)為行星,但一些天文學(xué)家對其行星的身份仍持懷疑態(tài)度.
（2）根據(jù)2006年08月24日國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)的決議：冥王星被視為是太陽系的“矮行星”、不再被視為行星.
【第九大行星】
在19世紀(jì)末,很多天文學(xué)家推測海王星之外還有別的行星,因?yàn)闇y試海王星的軌道和理論算出的軌道不一樣.他們叫這顆星“行星X”,是未知行星的意思.
美國天文學(xué)家帕西瓦爾·羅威爾在1909年和1913年兩次尋找海王星之外的行星,但是沒有找到.1915年結(jié)束之后,羅威爾發(fā)表論文,寫出估測的行星數(shù)據(jù).其實(shí)在那一年,他所在的天文臺(tái)照到了冥王星的照片,但是直到1930年才認(rèn)出這是一顆行星.
可是冥王星的質(zhì)量太小,無法解釋海王星的軌道.天文學(xué)家繼續(xù)尋找“行星X”,但是這個(gè)名字又有了第十大行星的意思,因?yàn)閄是拉丁文的10.直到“旅行者2 號”探測器臨近海王星,才發(fā)現(xiàn)海王星的質(zhì)量一直算錯(cuò)很多.用正確的質(zhì)量,加上冥王星的影響,海王星的現(xiàn)實(shí)軌道和計(jì)算軌道一致.
按照行星軌道計(jì)算,和地球差不多大小的行星不可能在60AU之內(nèi)(冥王星現(xiàn)在離太陽大約30AU).如果確實(shí)有第十大行星,它的軌道會(huì)很傾斜,很可能是外星系的天體,靠太陽太近,而被太陽吸引入軌.
一直以來,天文界對冥王星的地位一直有所爭議.甚至有些地方的天文館將冥王星從九大行星的地位中剔除.
根據(jù)2006年08月24日國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)的決議：冥王星被視為是太陽系的“矮行星”、不再被視為行星.
自21世紀(jì)以來,科學(xué)家在冥王星更遠(yuǎn)的外圍分別發(fā)現(xiàn)了三顆較大的行星.依序?yàn)?004年所發(fā)現(xiàn)的“Sedna”,代號為 2003 VB12；2005年同時(shí)發(fā)表的“Santa”,代號為2003 EL61及代號為2003 UB313（發(fā)現(xiàn)者未公布其名稱）的行星.
2005年7月19日美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的2003 UB313,研究人員估算其直徑達(dá)3,000公里,被一些人認(rèn)為很可能是太陽系第十大行星.但2006年國際天文學(xué)聯(lián)合大會(huì)決議:將其列入矮行星.
“水內(nèi)行星”
天文學(xué)家曾發(fā)現(xiàn)離太陽最近的水星有一些無法解釋的微小運(yùn)動(dòng),天文學(xué)家懷疑可能有一個(gè)比水星更靠近太陽的行星的引力引起的,并用一個(gè)火神的名字給這個(gè)行星起名為“祝融星”（中文常譯為“火神星”）,但天文學(xué)家們觀測了五十多年仍然未找到這顆行星.
“水內(nèi)行星”的假設(shè),已被科學(xué)家愛因斯坦的廣義相對論排除.廣義相對論的引力理論解釋了水星的奇怪運(yùn)動(dòng),但天文學(xué)家們?nèi)晕捶艞墝Α八畠?nèi)行星”的探尋.
【行星的分類】
太陽系內(nèi)眾多包含固態(tài)表面,而其直徑超過1公里的天體,它們的總表面積達(dá)17億平方公里.
有人認(rèn)為太陽其實(shí)是一個(gè)雙星系統(tǒng)的主星,在遙遠(yuǎn)的地方存在著一個(gè)伴星,名為“涅米西斯” (Nemesis).該假設(shè)是用作解釋地球出現(xiàn)生物大滅絕的一些規(guī)則性,認(rèn)為其伴星會(huì)攝動(dòng)系內(nèi)的小行星和彗星,使其改變軌道沖進(jìn)太陽系,增加撞擊地球的機(jī)會(huì)并出現(xiàn)定期生物滅絕.
行星的形成
類地行星是經(jīng)由碰撞聚集固態(tài)的物質(zhì)顆粒成為微小行星 ,再聚集微小行星形成的.
類木行星以水冰相互吸附為起點(diǎn),質(zhì)量夠大后,進(jìn)一步吸附氫、甲烷,形成氣體行星.
太陽系的行星大致可分為兩大類：類地行星與類木行星
類地行星
成員包括有水星、金星、地球、火星.是小而密的巖石世界,具有較稀少的大氣.內(nèi)部結(jié)構(gòu)：中心有金屬核心,外為石質(zhì)的地殼所包圍,表面有相當(dāng)多的坑洞,平均密度約為3-5g/cm3 .
巨行星
成員包括有木星、土星、天王星、海王星. 是體積大、質(zhì)量大、但是密度小的氣體世界,具有濃密的大氣.平均密度約≤1.75 g/cm3,土星的密度約為0.7g/cm3,木星 質(zhì)量約為地球的318倍. 結(jié)構(gòu)：由內(nèi)而外,中心有巖石核心、液態(tài)金屬氫、液態(tài)分子氫、充滿氣體的大氣層,表面有漩渦狀的云層.另有行星環(huán)及為 數(shù)眾多的衛(wèi)星環(huán)繞著太陽系的八大行星,以太陽為中心依序?yàn)椋核?Mercury)、金星(Venus)、地球(Earth)、火星(Mars)、木星(Jupiter)、土星(Saturn)、天王星(Uranus)、海王星(Neptune) .
到底誰是太陽系中最遠(yuǎn)的行星?
從1999年2月11日開始,冥王星終于變成太陽系中名符其實(shí)的最遠(yuǎn)的行星.根據(jù)JPL天文學(xué)家們的計(jì)算,從國際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（UT）9:08a.m.（中原標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間17:08）開始的228年內(nèi),冥王星都會(huì)是離太陽最遠(yuǎn)的行星.
1930年2月18日,Clyde Tombaugh研究Lowell天文臺(tái)望遠(yuǎn)鏡所拍攝的天空照片時(shí)發(fā)現(xiàn)了冥王星.冥王星繞日周期為248年,軌道傾角約為17度,軌道偏心率約為0.2480.它主要是由巖石和冰所組成,有四季的變化.冥王星只有一顆衛(wèi)星,名為查龍（Charon）,在1978年才發(fā)現(xiàn)它的存在.由于冥王星軌道傾角及偏心率都比其他行星大很多,也就是說,冥王星近日點(diǎn)附近的軌道,有部份會(huì)落在海王星軌道的內(nèi)側(cè),所以從1979年2月7日開始到1999年2月11日為止的20年間,冥王星至太陽的距離比海王星還近.
這樣看來,2月11日時(shí),冥王星會(huì)不會(huì)和海王星發(fā)生碰撞呢?答案是：不會(huì)!為什么呢?冥王星和海王星若要相撞,則兩者必須同時(shí)到達(dá)它們的軌道交點(diǎn).冥王星和海王星的會(huì)合周期大約是497年,即冥王星每繞日二周,海王星已繞日三周.所以每當(dāng)冥王星經(jīng)過軌道交點(diǎn)的時(shí)候,海王星總會(huì)繞到別的地方,發(fā)生碰撞的機(jī)會(huì)微乎其微.此外,冥王星相對于黃道面的軌道傾角比其他行星都大很多,也是不會(huì)發(fā)生碰撞的原因之一.
冥王星的直徑大約是2300公里左右,在所有行星中,它比類地行星（水、金、地、火）小很多,甚至比月球還??；它的性質(zhì)跟巨大且為氣態(tài)的類木行星（木、土、天王、海王）不一樣；軌道傾角及偏心率也都比其他行星大很多.所以有些天文學(xué)家認(rèn)為冥王星應(yīng)不屬于「行星」一族,而應(yīng)是歸類于「庫伯帶（Kuiper Belt）」的成員.柯依伯帶位于海王星和冥王星軌道外的區(qū)域,帶中的天體都比冥王星小很多,而且大多是由冰所組成,可能是太陽系演化早期的殘片.不過,冥王星的外形是成圓球形,與這些庫伯帶天體多為不規(guī)則狀又有些許的不同；而且冥王星很規(guī)律地繞日旋轉(zhuǎn),所以,在經(jīng)過眾多爭議之后,它仍被歸為「行星」族. 2006年08月24日國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)的決議：冥王星被視為是太陽系的“矮行星”,不再被視為行星.
所以我們對冥王星的認(rèn)識非常有限.美國太空總署（NASA）下所屬的噴射推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室（JPL）目前正在進(jìn)行一個(gè)稱為「冥王星庫伯帶（Pluto-Kuiper Express）」的計(jì)劃,預(yù)計(jì)在公元2004年發(fā)射太空船,大約再10年之后,太空船就會(huì)飛掠冥王星和查龍,并探測庫伯帶中的天體.
根據(jù)2006年08月24日國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)的決議：冥王星被視為是太陽系的“矮行星”,不再被視為行星.從這一天起,冥王星不再是太陽系中最遠(yuǎn)的行星,海王星代替了它的地位.