深入了解我們的太陽系
太陽系是一顆恒星,它是所有繞其運(yùn)行的物體,行星、衛(wèi)星、小行星、彗星和流星體。大多數(shù)恒星都擁有自己的行星,因此僅銀河系就有數(shù)百億個其他太陽系。太陽系也可以有不只一顆恒星。如果有兩顆恒星,就稱為雙星系統(tǒng);如果有三顆或更多恒星,則稱為多星系統(tǒng)。
圖解:雙星系統(tǒng)
我們稱之為家的太陽系位于浩瀚銀河系的外旋臂上。它由太陽(我們的恒星)和圍繞它運(yùn)行的一切組成。這包括八大行星及其自然衛(wèi)星(如我們的月球)、矮行星及其衛(wèi)星,以及小行星、彗星和無數(shù)較小碎片的粒子。
大小和距離
我們的太陽系較圍繞太陽運(yùn)行的八大行星延伸得更遠(yuǎn)。太陽系還包括位于海王星軌道上方的柯伊伯帶。這是一個稀疏的冰體環(huán),它幾乎要比最流行的柯伊伯帶天體--矮行星冥王星還要小。
2015年7月13日, 美國國家航空航天局新視野號飛船上的遠(yuǎn)程偵察成像儀,在距離冥王星表面47.6萬英里(76.8萬公里)的地方拍攝了這張照片,冥王星幾乎占據(jù)了整個畫面。
圖片來源:美國宇航局/霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實驗室/美國西南研究院
奧爾特云在柯伊伯帶邊緣上。這個巨大球形外殼環(huán)繞著我們的太陽系。我們從未直接觀測到它,我們是根據(jù)數(shù)學(xué)模型和觀測到的可能源于那里的彗星,從而來預(yù)測它的存在。
圖解:柯伊伯帶
奧爾特云由冰質(zhì)空間碎片組成,大小如山,有時更大,它圍繞太陽運(yùn)行的距離為1.6光年。這種物質(zhì)外殼很厚,長度5,000天文單位到100,000天文單位不等。一個天文單位(簡稱AU)是從太陽到地球的距離,大約9300萬英里(1.5億公里)。奧爾特云是太陽引力影響的邊界,軌道上的物體可以在這里轉(zhuǎn)向,返回到離太陽更近的地方。
太陽的日光層沒有延伸那么遠(yuǎn)。日光層是由太陽風(fēng)產(chǎn)生的氣泡,太陽風(fēng)是太陽向四面八方吹出的帶電氣體流。星際氣體壓力使太陽風(fēng)突然減速的邊界,稱為終止沖擊。該邊界出現(xiàn)在80-100天文單位之間。
圖片來源:美國宇航局
1977年,美國宇航局發(fā)射的兩艘航天器:2004年的旅行者1號和2007年的旅行者2號,已經(jīng)越過了終止沖擊。但在這兩艘航天器離開奧爾特云層之前,還需要數(shù)千年的時間。
形成
大約45億年前,我們的太陽系由一團(tuán)稠密的星際氣體和塵埃組成。云層崩塌,這可能是由附近一顆爆炸恒星(稱作超新星)的沖擊波造成的。塵埃云崩塌時,它形成了一個太陽星云:旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)盤。
圖解:超新星
在中心,引力把越來越多的物質(zhì)吸進(jìn)來。最終,核心壓力過大,氫原子開始結(jié)合并形成氦,釋放出巨大能量。就這樣,我們的太陽誕生了,它最終積累了99%以上的可用物質(zhì)。
盤外更遠(yuǎn)地方的物質(zhì)也聚集在一起。這些團(tuán)塊相互碰撞、粉碎,形成越來越大的物體。它們中一些長得足夠大以使其引力將它們塑造成球體,成為行星、矮行星和大衛(wèi)星。在其他情況下,行星并沒有形成:小行星帶是由早期太陽系的碎片組成的,這些碎片永遠(yuǎn)不會完全聚集在一起形成行星。其他較小的殘片變成小行星、彗星、流星體和不規(guī)則的小衛(wèi)星。
結(jié)構(gòu)
太陽系的形成方式?jīng)Q定它其中行星和其他天體的排列順序。離太陽最近的地方,只有巖石材料能承受住太陽系年輕時產(chǎn)生的熱量。這決定了前四個行星:水星、金星、地球和火星是類地行星。它們是有堅硬巖石表面的小行星。
同時,我們習(xí)慣于將物質(zhì)視為冰、液體或氣體沉積在年輕太陽系的外部區(qū)域。引力把這些物質(zhì)聚集在一起,所以我們發(fā)現(xiàn)了氣態(tài)巨行星木星、土星以及冰態(tài)巨行星天王星和海王星。
圖解:海王星
生命潛能
太陽系是我們所知的唯一一個孕育生命的地方,但我們探索得越遠(yuǎn),就越能在其他地方發(fā)現(xiàn)生命潛力。木星的衛(wèi)星歐羅巴和土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二,厚厚的冰層下都有全球咸水海洋。
圖解:土衛(wèi)二
衛(wèi)星
圖解:冥衛(wèi)一
我們太陽系中有150多顆已知的衛(wèi)星,還有幾顆正在等待發(fā)現(xiàn)確認(rèn)。八大行星中,水星和金星是沒有衛(wèi)星的行星。巨大行星擁有最多的衛(wèi)星。木星和土星長期以來一直引領(lǐng)著我們太陽系的衛(wèi)星數(shù)量。在某些方面,這些星球周圍的衛(wèi)星群類似于我們太陽系的迷你版本。冥王星比我們自己的衛(wèi)星小,它的軌道上有五個衛(wèi)星,其中包括冥衛(wèi)一,冥衛(wèi)一大到可以搖晃冥王星。再小的小行星也可以擁有衛(wèi)星。2017年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)3122號小行星佛羅倫薩有兩顆小衛(wèi)星。
圖解:3122號佛羅倫薩兩顆小衛(wèi)星
這六幅窄角彩色圖像,由旅行者1號拍攝的太陽系有史以來的第一幅“肖像”拍攝,旅行者1號距離地球40多億英里,離黃道約32度。
作者: nasa
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