天文3：我们的太阳系—人类居住区—宇宙少有的单星系统

太阳系是我们人类居住的恒星系，也从未有人造物体离开过这里。关于太阳系的构造及内部特性你都了解吗？由于内容过于复杂，下面我从四个方面一起给大家讲解。

一、太阳系的构造

        1.我们的太阳系是一个宇宙少有的单恒星系统，以太阳为恒星，太阳的质量占据了全太阳系99.8%，以至于才能用引力束缚那么多天体。

        2.太阳系的边界划分有很多种说法，第一种说法是以海王星或冥王星为太阳系边界，第二种是以柯伊伯带最外层为太阳系边界，第三种是以太阳风能到达的最远距离（日球顶层）为太阳系边界，第四种是以奥尔特云为太阳系边界，这里引力场与周围恒星达到平衡，为太阳系引力边界，距离太阳约1～2光年。

        3.太阳系拥有两点三区，太阳系中的内太阳系、中太阳系和外海王星区分别被小行星带及柯伊伯带划分开来。

        4.内太阳系是水星到木星包括小行星带的一部分区域，这个区域挤在靠近太阳的范围内（0.4～5个天文单位），比木星到土星距离还短。内太阳系又称为内地。

        5.中太阳系是木星（5.2AU）到海王星（30AU）之间的区域。这里有气态行星，像行星尺寸太小的行星，还有许多的短周期彗星。

        6.外海王星区在海王星之外，这里的天体远小于月球的质量，主要由冰、岩石组成，该区域包括了柯伊伯带、冥王星与卡戎、离散盘等。

二、太阳在太阳系中的地位

        7.太阳位于太阳系，是一个能将氢聚变成氦、发光发热的黄矮星。

        8.太阳的半径约有702020km，约为地球的110倍，体积约为1.4×10^18km^3，约为地球的130万倍。它的质量约为2*10^27吨，是地球的33万倍左右。太阳的密度约为1.3g/cm^3。

        9.太阳的表面温度约为5770k，足以使任何金属熔化，中心温度约为1500万k，太阳表面重力加速度约为地球的27.9倍。

        10.太阳表面温度相对较低而显得黑的区域叫太阳黑子，高峰期时，会发射大量的高能粒子流与x射线，引起地球磁爆，导致气候异常。太阳耀斑是一种剧烈的太阳活动，一般发生在色球层中，一旦出现，增亮释放的能量相当于10万～100万次强火山爆发总能量，一刻内释放10^25焦能量。       

        11.米粒组织是太阳光球层上的一种日面活动，呈多角形小颗粒状。太阳风是从太阳上层大气射出的超声速等离子体带电粒子流，与空气效应相似，是恒星正常现象，猛烈的话会影响地球的无线通讯（如2012年3月）。

三、八大行星

（水金地火）

        12.水星是距离太阳最近、轨道偏心率最高、半径与质量最小的大行星。水星表面温度285℃，且昼夜温差大，白天高达360℃（曾达420℃），夜晚低至-180℃（曾达-215℃），水星自转时间接近公转时间。水星的半径为2500km。密度为5.3g/cm^3，密度仅次于地球。距离太阳不到0.4个天文单位。

        13.金星是太阳系中唯一自东向西转、唯一自转时间大于公转时间、表面温度最高的大行星。金星表面温度约为470℃，原因是有浓厚的大气层，约90多个大气压，金星半径6200km，仅次于地球。距离太阳约0.7个天文单位。

        14.地球是太阳系中唯一的类地行星，其密度在所有大行星中最大，达5.5g/cm^3，地球表面温度约为15℃，71%的表面覆盖了水，地球距离太阳1.5亿km，等于一个天文单位。

        15.火星的半径约为3500km，南北极有干冰分布，表面温度为-47℃，大气层极稀薄，只有0.01个大气压。火星公转一圈需要600多天，火星距离太阳约2.2亿km，1.5个天文单位。地火距离比水金、金地距离都长。

（木土天海）

        16.木星是太阳系中质量、体积最大的气态行星，半径约为69900km，它是气态巨行星，由90%氢和10%的氦组成，跟太阳非常类似，木星在太阳系中地位也很高，它挡住了外来天体，使地球免受撞击。

        17.土星是太阳系密度最小的行星，只有0.98g/cm^3，可以“浮”在水面上。土星最著名的一个特点就是土星环，它的卫星土卫二、泰坦和思赛拉都斯，都有巨大的冰火山、地质活动的标志，是太阳系唯一实际拥有大气的卫星。（泰坦比水星大）

        18.天王星是最轻的外行星，它的独特之处是躺着绕太阳公转，倾斜约90度，在气态行星中，它的核心温度很低，只辐射少量的热量进入太空，它已知有30颗卫星。

        19.海王星看起来比天王星小，但密度较高使它质量达到地球的17倍。海王星最大的卫星崔顿仍有活跃的地质活动，有着喷发液氮的间歇性源泉，也是太阳系唯一逆行的大行星。海王星轨道上一些1：1轨道共振的小行星，组成海王星特洛伊群。

四、太阳系其他天体与星群

        20.柯伊伯带主要由冰组成的碎片与残骸构成的环带，扩散在距离30～50天文单位处，主要由太阳系小天体组成，但之中最大的天体可能被归为矮行星，总质量只有地球的十分之一甚至百分之一。许多柯伊伯带天体都有两颗以上的卫星，多数轨道不在黄道面上。柯伊伯带大致分为共振带和传统带两部分。

        21.冥王星和卡戎更像是双星系统，冥王星半径只有卡戎的两倍左右，二者互绕轨道的质心不在任何一表面之下。另外两颗很小的卫星尼克斯与许德拉绕其公转。冥王星的共振带上，与海王星有着3：2的共振（冥王星公转2圈，海王星公转3圈）柯伊伯带中这种轨道天体称为类冥天体。冥王星与卡戎潮汐双锁定，在任何一表面上看另外一星都是一个模样，二者总是把同一面面向对方（正如地对月的潮汐锁定）。

        22.齐娜半径约2200km，距离太阳97个天文单位，公转周期500多年，表面温度约-214℃，非常不宜居。塞德娜是颗巨大、红化的类冥天体，近日点76天文单位，远日点928个天文单位，12050年才能完成一周巨大、高椭率的轨道。离散盘与柯伊伯带是重叠的，但是向外拓展延伸至更远的空间，天体轨道对黄道面有很大的倾角，甚至垂直于黄道面。

太阳系在宇宙中为少有（20%）的单恒星系统，人类赖以生存的家园，但宇宙浩瀚，宇宙空间尺度、星与系间距离如何，请持续关注下期。