1、 中小学教育资源站（ )，百万资源免费下载，无须注册！ 中小学教育资源站 第 三 章 天 体 系 统 3.2 太 阳 系 相 关 素 材 太 阳 系 （ Solar System） 就 是 我 们 现 在 所 在 的 恒 星 系 统 。 它 是 以 太 阳 为 中 心 ， 和 所 有 受 到 太 阳 引 力 约 束 的 天 体 的 集 合 体 ： 8 颗 行 星 、 至 少 165 颗 已 知 的 卫 星 ,和 数 以 亿 计 的 太 阳 系 小 天 体 。 这 些 小 天 体 包 括 小 行 星 、 柯 伊 伯 带 的 天 体 、 彗 星 和 星 际 尘 埃 。 广 义 上 ， 太 阳 系
2、的 领 域 包 括 太 阳 、 4 颗 像 地 球 的 内 行 星 、 由 许 多 小 岩 石 组 成 的 小 行 星 带 、 4 颗 充 满 气 体 的 巨 大 外 行 星 、 充 满 冰 冻 小 岩 石 、 被 称 为 柯 伊 伯 带 的 第 二 个 小 天 体 区 。 在 柯 伊 伯 带 之 外 还 有 黄 道 离 散 盘 面 、 太 阳 圈 和 依 然 属 于 假 设 的 奥 尔 特 云 。 依 照 至 太 阳 的 距 离 ， 行 星 序 是 水 星 、 金 星 、 地 球 、 火 星 、 木 星 、 土 星 、 天 王 星 、 海 王 星 ， （ 离 太 阳 较 近 的 水 星 、
3、金 星 、 地 球 及 火 星 称 为 类 地 行 星 ） 8 颗 中 的 7 颗 有 天 然 的 卫 星 环 绕 着 ， 这 些 星 习 惯 上 因 为 地 球 的 卫 星 被 称 为 月 球 而 都 被 视 为 月 球 。 在 外 侧 的 行 星 都 有 由 尘 埃 和 许 多 小 颗 粒 构 成 的 行 星 环 环 绕 着 ， 而 除 了 地 球 之 外 ， 肉 眼 可 见 的 行 星 以 五 行 为 名 ， 在 西 方 则 全 都 以 希 腊 和 罗 马 神 话 故 事 中 的 神 仙 为 名 。 太 阳 系 内 天 体 的 轨 道 1.概 述 和 轨 道 太 阳 系 的 主 角 是
4、位 居 中 心 的 太 阳 ， 它 是 一 颗 光 谱 分 类 为 G2V 的 主 序 星 ， 拥 有 太 阳 系 内 已 知 质 量 的 99.86%， 并 以 引 力 主 宰 着 太 阳 系 。 木 星 和 土 星 ， 是 太 阳 系 内 最 大 的 两 颗 行 星 ， 又 占 了 剩 余 质 量 的 90%以 上 ， 目 前 仍 属 于 假 说 的 奥 尔 特 云 ， 还 不 知 道 会 占 有 多 少 百 分 比 的 质 量 。 太 阳 系 内 主 要 天 体 的 轨 道 ， 都 在 地 球 绕 太 阳 公 转 的 轨 道 平 面 （ 黄 道 1） 的 附 近 。 行 星 都 非 常
5、靠 近 黄 道 ， 而 彗 星 和 柯 伊 伯 带 天 体 ， 通 常 都 有 比 较 明 显 的 倾 斜 角 度 中小学教育资源站（ )，百万资源免费下载，无须注册！ 中小学教育资源站 由 北 方 向 下 鸟 瞰 太 阳 系 ， 所 有 的 行 星 和 绝 大 部 分 的 其 他 天 体 ， 都 以 逆 时 针 （ 右 旋 ） 方 向 绕 着 太 阳 公 转 。 有 些 例 外 的 ， 像 是 哈 雷 彗 星 。 环 绕 着 太 阳 运 动 的 天 体 都 遵 守 开 普 勒 行 星 运 动 定 律 ， 轨 道 都 以 太 阳 为 椭 圆 的 一 个 焦 点 ， 并 且 越 靠 近 太 阳
6、时 的 速 度 越 快 。 行 星 的 轨 道 接 近 圆 形 ， 但 许 多 彗 星 、 小 行 星 和 柯 伊 伯 带 天 体 的 轨 道 则 是 高 度 椭 圆 的 。 在 这 么 辽 阔 的 空 间 中 ， 有 许 多 方 法 可 以 表 示 出 太 阳 系 中 每 个 轨 道 的 距 离 。 在 实 际 上 ， 距 离 太 阳 越 远 的 行 星 或 环 带 ， 与 前 一 个 的 距 离 就 会 更 远 ， 而 只 有 少 数 的 例 外 。 例 如 ， 金 星 在 水 星 之 外 约 0.33 天 文 单 位 的 距 离 上 ， 而 土 星 与 木 星 的 距 离 是 4.3 天
7、 文 单 位 ， 海 王 星 又 在 天 王 星 之 外 10.5 天 文 单 位 。 曾 有 些 关 系 式 企 图 解 释 这 些 轨 道 距 离 变 化 间 的 交 互 作 用 。 2.形 成 和 演 化 艺 术 家 笔 下 的 原 行 星 盘 太 阳 系 的 形 成 据 信 应 该 是 依 据 星 云 假 说 ， 最 早 是 在 1755 年 由 康 德 和 1796 年 由 拉 普 拉 斯 各 自 独 立 提 出 的 。 这 个 理 论 认 为 太 阳 系 是 在 46 亿 年 前 在 一 个 巨 大 的 分 子 云 的 塌 缩 中 形 成 的 。 这 个 星 云 原 本 有 数 光
8、 年 的 大 小 ， 并 且 同 时 诞 生 了 数 颗 恒 星 。 研 究 古 老 的 陨 石 追 溯 到 的 元 素 显 示 ， 只 有 超 新 星 爆 炸 的 心 脏 部 分 才 能 产 生 这 些 元 素 ， 所 以 包 含 太 阳 的 星 团 必 然 在 超 新 星 残 骸 的 附 近 。 可 能 是 来 自 超 新 星 爆 炸 的 震 波 使 邻 近 太 阳 附 近 的 星 云 密 度 增 高 ， 使 得 重 力 得 以 克 服 内 部 气 体 的 膨 胀 压 力 造 成 塌 缩 ， 因 而 触 发 了 太 阳 的 诞 生 被 认 定 为 原 太 阳 星 云 的 地 区 就 是 日
9、 后 将 形 成 太 阳 系 的 地 区 ， 直 径 估 计 在 7,000 至 20,000 天 文 单 位 ， 而 质 量 仅 比 太 阳 多 一 点 （ 多 0.1 至 0.001 太 阳 质 量 ） 。 当 星 云 开 始 塌 缩 时 ， 角 动 量 守 恒 定 律 使 它 的 转 速 加 快 ， 内 部 原 子 相 互 碰 撞 的 频 率 增 加 。 其 中 心 区 域 集 中 了 大 部 分 的 质 量 ， 温 度 也 比 周 围 的 圆 盘 更 热 。 当 重 力 、 气 体 压 力 、 磁 场 和 自 转 作 用 在 收 缩 的 星 云 上 时 ， 它 开 始 变 得 扁 平
10、成 为 旋 转 的 原 行 星 盘 ， 而 直 径 大 约 200 天 文 单 位 ， 并 且 在 中 心 有 一 个 热 且 稠 密 的 原 恒 星 对 年 轻 的 金 牛 T 星 的 研 究 ， 相 信 质 量 与 预 熔 合 阶 段 发 展 的 太 阳 非 常 相 似 ， 显 示 在 形 成 阶 段 经 常 都 会 有 原 行 星 物 质 的 圆 盘 伴 随 着 。 这 些 圆 盘 可 以 延 伸 至 数 百 天 文 单 位 ， 并 且 最 热 的 部 分 可 以 达 到 数 千 K 的 高 温 。 一 亿 年 后 ， 在 塌 缩 的 星 云 中 心 ， 压 力 和 密 度 将 大 到
11、足 以 使 原 始 太 阳 的 氢 开 始 热 融 合 ， 这 会 一 直 增 加 直 到 流 体 静 力 平 衡 ， 使 热 能 足 以 抵 抗 重 力 的 收 缩 能 。 这 时 太 阳 才 成 为 一 颗 真 正 的 恒 星 。 中小学教育资源站（ )，百万资源免费下载，无须注册！ 中小学教育资源站 相 信 经 由 吸 积 的 作 用 ， 各 种 各 样 的 行 星 将 从 云 气 （ 太 阳 星 云 ） 中 剩 余 的 气 体 和 尘 埃 中 诞 生 x&k.Com 1.当 尘 粒 的 颗 粒 还 在 环 绕 中 心 的 原 恒 星 时 ， 行 星 就 已 经 开 始 成 长 ； 2.
12、然 后 经 由 直 接 的 接 触 ， 聚 集 成 1 至 10 公 里 直 径 的 丛 集 3.接 着 经 由 碰 撞 形 成 更 大 的 个 体 ， 成 为 直 径 大 约 5 公 里 的 星 子 4.在 未 来 得 数 百 万 年 中 ， 经 由 进 一 步 的 碰 撞 以 每 年 15 厘 米 的 的 速 度 继 续 成 长 。 在 太 阳 系 的 内 侧 ， 因 为 过 度 的 温 暖 使 水 和 甲 烷 这 种 易 挥 发 的 分 子 不 能 凝 聚 ， 因 此 形 成 的 星 子 相 对 的 就 比 较 小 （ 仅 占 有 圆 盘 质 量 的 0.6%） ， 并 且 主 要 的
13、成 分 是 熔 点 较 高 的 硅 酸 盐 和 金 属 等 化 合 物 。 这 些 石 质 的 天 体 最 后 就 成 为 类 地 行 星 。 再 远 一 点 的 星 子 ， 受 到 木 星 引 力 的 影 响 ， 不 能 凝 聚 在 一 起 成 为 原 行 星 ， 而 成 为 现 在 所 见 到 的 小 行 星 带 。 在 更 远 的 距 离 上 ， 在 冻 结 线 之 外 ， 易 挥 发 的 物 质 也 能 冻 结 成 固 体 ， 就 形 成 了 木 星 和 土 星 这 些 巨 大 的 气 体 巨 星 。 天 王 星 和 海 王 星 获 得 的 材 料 较 少 ， 并 且 因 为 核 心
14、被 认 为 主 要 是 冰 （ 氢 化 物 ） ， 因 此 被 称 为 冰 巨 星 。 一 旦 年 轻 的 太 阳 开 始 产 生 能 量 ， 太 阳 风 会 将 原 行 星 盘 中 的 物 质 吹 入 行 星 际 空 间 ， 从 而 结 束 行 星 的 成 长 。 年 轻 的 金 牛 座 T 星 的 恒 星 风 就 比 处 于 稳 定 阶 段 的 较 老 的 恒 星 强 得 多 。 根 据 天 文 学 家 的 推 测 ， 目 前 的 太 阳 系 会 维 持 直 到 太 阳 离 开 主 序 。 由 于 太 阳 是 利 用 其 内 部 的 氢 作 为 燃 料 ， 为 了 能 够 利 用 剩 余
15、的 燃 料 ， 太 阳 会 变 得 越 来 越 热 ， 于 是 燃 烧 的 速 度 也 越 来 越 快 。 这 就 导 致 太 阳 不 断 变 亮 ， 变 亮 速 度 大 约 为 每 11 亿 年 增 亮 10 从 现 在 起 再 过 大 约 76 亿 年 ， 太 阳 的 内 核 将 会 热 得 足 以 使 外 层 氢 发 生 融 合 ， 这 会 导 致 太 阳 膨 胀 到 现 在 半 径 的 260 倍 ， 变 为 一 个 红 巨 星 。 此 时 ， 由 于 体 积 与 表 面 积 的 扩 大 ， 太 阳 的 总 光 度 增 加 ， 但 表 面 温 度 下 降 ， 单 位 面 积 的 光 度 变 暗 随 后 ， 太 阳 的 外 层 被 逐 渐 抛 离 ， 最 后 裸 露 出 核 心 成 为 一 颗 白 矮 星 ， 一 个 极 为 致 密 的 天 体 ， 只 有 地 球 的 大 小 却 有 着 原 来 太 阳 一 半 的 质 量 。 最 后 形 成 暗 矮 星 。
