太阳系：行星，特征，起源，演化 - 阿特 - 2024

的太阳能系统是一组由单中心星产生的引力吸引连接行星和天体：太阳在该行星系统中有更小的机构，如卫星，矮行星，小行星，流星，半人马的多个，彗星或宇宙尘埃。

太阳系位于银河系中，具有45.68亿年的历史。如果您从冥王星的轨道开始计数，则可算出它的测量距离为5,913,520,000公里，相当于39.5 AU。

图1.太阳系的成员。资料来源：维基共享资源。

最接近的已知行星系统是距我们的太阳约4.37光年（413亿公里）的半人马座行星，反过来，最接近的恒星是位于附近的Proxima Centauri（可能是Alpha Centauri系统）。距离我们约4.22光年。

太阳

太阳是整个太阳系中最大，最大的物体，重量不小于2 x 10 ³⁰公斤，直径为1.4 x 10 ⁶公里。一百万个地球舒适地容纳在里面。

对太阳光的分析表明，这个巨大的球体主要由氢和氦以及2％的其他较重元素组成。

内部有一个聚变反应堆，该反应堆不断将氢转化为氦气，产生辐射的光和热。

太阳和太阳系的其他成员可能是在至少46亿年前由原始物质星云的凝结同时起源的。这个星云中的物质很可能来自一个或多个超新星的爆炸。

尽管太阳不是最大或最发光的恒星，但它是行星和太阳系最重要的恒星。它是一颗中等大小的恒星，非常稳定并且还很年轻，位于银河系的螺旋臂之一中。总体上来说比较普通，但是对于地球上的生命却是幸运的。

图2.太阳的结构。

凭借其强大的引力，太阳使太阳系每个行星中出乎意料的各种场景成为可能，因为它是能量的来源，通过它可以维持其成员的凝聚力。

什么行星构成太阳系？

太阳系示意图；显示太阳，内行星，小行星带，外行星，冥王星和彗星。此图像未按比例绘制。

太阳系中有8个行星，分为内行星和外行星：水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星和海王星。

内行星

内行星是水星，金星，地球和火星。它们是小的岩石行星，而像木星这样的外行星则是天然气巨人。密度上的差异是由原始星云中的物质凝结的方式引起的。离太阳越远，温度降低，因此，物质可能形成不同的化合物。

在温度较高的太阳附近，只有重元素和化合物（例如金属和硅酸盐）才能缓慢凝结并形成固体颗粒。因此出现了密集的行星：水星，金星，地球和火星。

外行星

外行星是木星，土星，天王星和海王星。它们在更偏远的地区形成，在那里物质迅速凝结成冰。这些积冰的迅速增长导致了巨大的物体。但是，在这些巨大的行星内部并没有冻结，实际上它们仍然向太空辐射了大量的热量。

内行星和外行星之间的边界是小行星带，该行星的残余物由于木星的巨大引力而未能形成，从而分散了它们。

冥王星是太阳系中的一颗行星吗？

直到2006年，冥王星一直被认为是行星，直到2006年天文学家将其称为矮行星是因为它缺乏轨道优势，这是必须将天体视为行星的特征之一。

这意味着在其环境中不应存在大小相似且重力相似的其他物体。冥王星则不是这种情况，冥王星的大小与它的月亮夏龙类似，彼此非常接近。

行星的主要特征

根据开普勒定律，行星沿着椭圆形轨道绕太阳运行。这些轨道都大致在同一平面上，这是黄道平面，地球绕太阳运动在其上通过。

图3.太阳系行星的轨道

实际上，除冥王星外，几乎所有太阳系物体都在这个平面上，只有一点点不同，冥王星的轨道平面相对于黄道倾斜17º。

-水银

图5.汞。资料来源：NASA。

它是一个小行星，几乎不到地球的三分之一，并且最接近太阳，如图所示，在其表面上有类似于月球的岩层。天文学家说，典型的是裂片状悬崖，这表明水银正在萎缩。

它也具有与我们的卫星相同的其他特征，例如化学成分，两极存在冰以及大量撞击坑。

图4.卡洛里斯平原，太阳系中最大的撞击面之一。在对映体中，可能是由冲击的冲击波形成的山脉。资料来源：NASA通过solarsystem.nasa。

在地球上，有时在日落时或日出前很早的时候，汞就可以从地球上看到，水平面非常低。

由于所谓的潮汐力，这个小行星已经将其旋转和平移运动耦合到了太阳周围。这些力趋于降低行星绕其轴的旋转速度，直到它们等于平移速度为止。

这种耦合在太阳系中的物体之间并不少见。例如，月球具有类似的运动，并且始终像地球一样显示着地球，就像冥王星及其卫星夏隆一样。

潮汐耦合是造成水星极端温度以及地球稀薄大气的原因。

水星暴露在太阳下的温度极高，但它并不是太阳系中最热的行星，即使它是最接近太阳王的行星。这种区别是针对金星，金星的表面覆盖着一层厚厚的云层，云层将热量捕集到内部。

表1.汞：特征和运动

-金星

图6.金星。资料来源：维基共享资源。

金星在大小，质量和化学组成上与地球非常相似，但其密集的大气层阻止热量散逸。这是著名的温室效应，是金星的表面温度达到400ºC（接近铅的熔点）的原因。

金星大气层主要由二氧化碳和微量其他气体（例如氧气）组成。大气压力大约是地球大气压力的100倍，快速风的分布极为复杂。

金星大气层的另一个细节是它绕地球旋转，大约需要4个地球日。请注意，行星本身的旋转非常缓慢：金星的一天持续243个地球日。

金星上的氘是丰富的，氢的同位素是由于缺乏保护层防止太阳紫外线辐射而形成的，目前尚无水的证据，但是，如此多的氘表明金星可以在水中存在过去。

就地表而言，雷达图显示了玄武岩丰富的山脉，平原和火山口等地貌。

火山作用是金星的特征，缓慢的逆行旋转也是特征。只有金星和天王星以与其他行星相反的方向旋转。

假设是由于过去与另一个天体的碰撞造成的，但另一种可能性是由太阳引起的大气潮会缓慢改变旋转方向。可能是这两种原因均对行星的运动做出了同等贡献。

表2.金星：特征和运动

- 地球

图7.从太空看到的地球。

至少据我们所知，最接近太阳的第三颗行星是唯一拥有生命的行星。

地球处于生命扩散的理想距离，并且具有保护性的臭氧层，丰富的液态水（高达75％的表面被该元素覆盖）和自身的强磁场。它的自转也是四个岩石行星中最快的。

地球大气是由氮和氧以及微量其他气体组成的。它是分层的，但没有定义其界限：它逐渐变薄直到消失。

地球的另一个重要特征是它具有板块构造，因此其表面经历了连续的变化（当然是在地质时期）。因此，已经删除了太阳系其他行星中充斥的陨石坑的证据。

这为地球提供了各种各样的环境设置：山脉，平原和沙漠，以及广阔的海洋以及地表和地下淡水中的大量水。

与它的天然卫星月亮一起，形成了卓越的二重奏。与地球相比，我们的卫星尺寸相对较大，并对地球产生巨大影响。

首先，月球负责潮汐，潮汐对地球的生命产生强大的影响。月球与我们的行星同步旋转：它绕地球旋转和平移的周期是相同的，这就是为什么它总是向我们展示相同的面孔的原因。

表3.地球：特征和运动

-火星

图8.红色星球。资料来源：维基共享资源。

火星比地球和金星略小，但比水星大。其表面密度也较低。与地球非常相似，好奇心强的人一直相信他们在红星中看到了聪明生命的迹象。

例如，自19世纪中叶以来，许多观察者声称看到了“通道”，即穿过火星表面的直线，并且它们归因于智能生活的存在。这些涉嫌渠道的地图甚至都已创建。

但是，水手探测器的图像在20世纪60年代中期表明，火星表面是沙漠，通道不存在。

火星的颜色偏红是由于表面上大量的氧化铁所致。至于它的气氛，它很薄，由95％的二氧化碳和微量的其他元素组成，例如氩气。没有水蒸气或氧气。发现后者在岩石中形成化合物。

与地球不同，火星没有自己的磁场，因此来自太阳风的粒子直接撞击表面，几乎不受稀薄大气层的保护。

至于地形，它是多种多样的，并且有迹象表明该行星曾经有液态水。最著名的特征之一是奥林匹斯山，这是迄今为止太阳系中最大的已知火山。

奥林匹斯山远远超过了地球上最大的火山：它是珠穆朗玛峰的高度的三倍，是地球上最大的火山莫纳罗亚火山的一百倍。没有构造活动和低重力，熔岩可能会堆积起来，形成如此巨大的结构。

表4.火星：特征和运动

- 木星

图9.木星和伽利略卫星。

它无疑是行星之王，因为它的尺寸很大：它的直径是地球直径的11倍，而且其条件要极端得多。

它拥有浓郁的气氛，被强风吹过。木星着名的大红点是一个长期的风暴，风速高达600 km / h。

木星是气态的，因此大气层下方没有坚实的地面。发生的情况是，随着深度的增加，大气层将变得更稠密，直到达到气体被液化的程度。因此，由于旋转，其在极处非常平坦。

尽管事实上组成木星的大部分物质都是氢和氦（像太阳一样），但在其内部却存在着高温下的重元素核。实际上，这个巨大的气体是红外辐射的来源，这就是为什么天文学家知道内部比外部热得多的原因。

木星也有自己的磁场，比地球强14倍。该行星的一个显着特征是它拥有大量的自然卫星。

由于其巨大的尺寸，它的引力自然可以捕获许多偶然通过其周围环境的岩石体。但它也有大型卫星，其中最著名的是四个伽利略卫星：艾欧，欧罗巴，卡利斯托和加尼米德，后者是太阳系中最大的卫星。

这些大卫星可能与木星同时起源。就其本身而言，它们令人着迷，因为它们包含水，火山作用，极端天气和磁力以及其他特征。

表5.木星：特征和运动

-土星

图10.土星的图像

毫无疑问，最吸引土星注意的是其复杂的环系，这是伽利略在1609年发现的。还应该指出的是，克里斯蒂安·惠更斯是第一个注意到环形结构的人，几年后的1659年。伽利略的望远镜没有足够的分辨率。

数以百万计的冰粒组成了土星的环，也许是影响地球的古代卫星和彗星的残留物-土星的数量几乎与木星的数量相同。

土星的某些卫星（称为“牧羊卫星”）负责保持轨道自由，并将环圈限制在行星赤道平面的明确区域。行星的赤道非常明显，由于其低密度和旋转运动而成为非常扁平的球体。

土星是如此之轻，它可能漂浮在一个足以容纳它的假想海洋中。行星变形的另一个原因是自转不是恒定的，而是取决于纬度和与其卫星之间的其他相互作用。

关于其内部结构，旅行者号，卡西尼号和尤利西斯号任务收集的数据确保它与木星非常相似，即气态地幔和非常热的重元素核。

温度和压力条件使液态金属氢形成成为可能，这就是为什么行星具有自己的磁场的原因。

往表面看，天气是极端的：风暴比比邻的木星还要持久。

表6.土星：特征和运动

-天王星

图11.冰冻天王星的视图。资料来源：png.com

它是由威廉·赫歇尔（William Herschel）在1781年发现的，他在望远镜上将其形容为一个蓝绿色的小圆点。起初，他以为这是一颗彗星，但不久之后，他和其他天文学家意识到这是一颗行星，就像土星和木星一样。

天王星的运动非常独特，像金星一样是逆行旋转。此外，旋转轴相对于轨道平面非常倾斜：97.9º，因此实际上可以向侧面旋转。

因此，通过航海家影像揭示的地球季节非常极端，冬季持续21年。

天王星的蓝绿色是由于其大气中的甲烷含量，比土星或木星的甲烷要冷得多。但是关于其内部结构，鲜为人知。天王星和海王星都被认为是冰世界，或者说是气态或准液态。

尽管天王星由于内部质量和压力较低而不会产生金属氢，但它确实具有强磁场，或多或少可与地球相比。

天王星有自己的环形系统，尽管不像土星那么宏伟。它们非常微弱，因此很难从地球上看到。他们是在1977年被发现的，这是由于一颗恒星暂时掩盖了行星，这使得天文学家第一次看到了它的结构。

像所有外行星一样，天王星也有许多卫星。主要名字是奥伯龙，二氧化钛，雨伞，爱丽儿和米兰达，这些名字取自亚历山大·波普和威廉·莎士比亚的作品。在这些卫星上已检测到冷冻水。

表7.天王星：特征和运动

-海王星

图12. Voyager 2探测器拍摄的海王星图像来源：Wikimedia Commons。

太阳系的边缘是海王星，它是离太阳最远的行星，它是由于无法解释的引力扰动而被发现的，这暗示着存在一个尚未发现的大天体。

法国天文学家Urbain Jean Leverrier的计算最终导致在1846年发现海王星，尽管伽利略早已用望远镜看到了它，并相信它是一颗恒星。

从地球上看，海王星是一个蓝绿色的小点，直到不久前，人们对其结构的了解还很少。旅行者号飞行任务在1980年代后期提供了新数据。

这些图像显示出表面有强风暴和强风的迹象，包括一个类似木星的大斑块：大黑点。

海王星的大气层富含甲烷，并且与天王星的环系一样微弱的环系。其内部结构由覆盖金属核并具有自身磁性的冰壳组成。

至于卫星，迄今为止已经发现了约15颗卫星，但考虑到该行星非常遥远并且是研究最少的卫星，可能还会有其他几颗。特里顿（Triton）和涅里德（Nereid）是主要的，特里顿（Triton）处于逆行轨道，并具有脆弱的氮气氛。

表8.海王星：特征和运动

其他天文物体

太阳和大行星是太阳系中最大的成员，但还有其他物体，虽然较小但同样引人入胜。

我们谈论矮行星，主要行星的卫星或卫星，彗星，小行星和流星体。每个人都有非常有趣的特点。

小行星

图13.冥王星。资料来源：png.com

在火星和木星之间的小行星带中，以及海王星的轨道以外，在柯伊伯带中，根据天文学标准，有许多物体不属于行星类别。

最突出的是：

-谷神星，在小行星带中。

-冥王星，以前被认为是第九大行星。

-厄里斯（Eris），发现于2003年，比冥王星更大，离太阳更远。

-Makemake，在Kuiper传送带中，大小约为Pluto的一半。

-Haumea，也在Kuiper带。它的形状明显为椭圆形，并带有环。

将它们与较大的行星区分开的标准是它们的大小以及它们所具有的引力，这与它们的质量有关。要被视为行星，除了大致呈球形之外，物体还必须绕太阳旋转。

它的引力必须足够高，以吸收它周围的其他较小物体，无论是作为卫星还是作为行星的一部分。

由于至少没有满足谷神星，冥王星和埃里斯星的引力标准，因此为他们创建了这个新类别，冥王星于2006年加入了这一新类别。在遥远的柯伊伯带中，可能会有更多这样的矮行星，尚未检测到。

月亮

如我们所见，主要的行星，甚至冥王星，都有围绕它们运行的​​卫星。有一百多个主要行星，几乎所有的行星都分布在外行星上，三个行星则属于内行星：来自地球的月球，以及来自火星的火卫一和地摩斯。

图14.地球的月亮。资料来源：png.com

可能还有更多的卫星可以发现，特别是在离太阳最远的行星上，例如海王星和其他冰冷巨星。

它们的形状各不相同，有些为球形，有些则很不规则。最大的可能是在母行星旁边形成的，但是其他的可能被重力捕获。甚至有临时的卫星，由于某种原因，它们被行星捕获，但会及时释放。

除主要行星外，其他物体也有卫星。据估计，到目前为止，大约有400种各种形式的自然卫星。

风筝

图15.哈雷彗星。

彗星是来自物质云的碎片，形成了太阳系。它们由冰，岩石和尘埃组成，尽管它们确实不时靠近太阳，但它们目前都位于太阳系的郊区。

有三个区域距离太阳很远，但仍属于太阳系，天文学家认为所有彗星都居住在那里：柯伊伯带，奥尔特云和散布的磁盘。

小行星，半人马座和流星体

小行星是小于矮行星或人造卫星的岩石体。几乎所有的东西都在小行星带中发现，该小行星带标志着岩石和气态行星的边界。

就半人马而言，之所以获得这个名字，是因为它们具有小行星和彗星的特征，就像同名的神话人物一样：半人半马。

于1977年被发现，尚未对其进行适当的摄影，但众所周知它们在木星和海王星的轨道之间非常丰富。

最后，流星体是较大物体的片段，例如到目前为止所述的那些。它们可以小到一小团物质，而又不如一小粒尘埃-直径约100微米或最大50 km。

太阳系主要特征总结

- 估计年龄：46亿岁。

- 形状：圆盘

- 位置：银河系猎户座的手臂。

- 扩展名：相对而言，可以认为是大约10,000天文单位*，直至奥尔特云的中心。

- 行星类型：陆地（岩石）和木星（气态和冰冷）

- 其他物体：人造卫星，矮行星，小行星。

*天文单位等于1.5亿公里。

图16.太阳系的天文单位比例。资料来源：NASA。

起源与演变

当前，大多数科学家认为，太阳系的起源是一个或多个超新星的残骸，由此形成了巨大的宇宙气体和尘埃星云。

重力导致了该物质的凝聚和瓦解，这种物质开始以越来越快的速度旋转并形成一个形成太阳中心的圆盘，这个过程称为吸积。

太阳周围仍存有剩余物质的圆盘，随着时间的流逝，行星和太阳系的其他成员从那里出现。

通过观察我们自己的银河系中恒星系统的形成以及计算机模拟，科学家证明了这种过程是相对普遍的。新形成的恒星通常在其周围具有这些物质盘。

这个理论很好地解释了关于我们的太阳系（一个单一的中央恒星系）的大部分发现。但是，它不能完全解释双星系统中行星的形成。而且据估计，有50％的系外行星属于具有两颗恒星的系统，这在银河系中非常普遍。

参考文献

1. 天体物理学。从以下网站恢复：astrofisicayfisica.com。
2. 卡洛尔，B。《现代天体物理学概论》。2号 版。皮尔森
3. 锅。太阳系探索。从以下网站恢复：solarsystem.nasa.gov。
4. 锅。从角度看太阳系。从以下网站恢复：nasa.gov。
5. Riveiro，A。太阳，太阳系的引擎。从以下网站恢复：astrobitacora.com。
6. 种子，M.，2011年。《天文学的基础》。第十一版。圣智学习。
7. 维基百科。半人马座（天文学）：从es.wikipedia.org中恢复。
8. 维基百科。太阳系。摘自：es.wikipedia.org。