【图文】人类源流——太阳系2

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  太阳系2

  七、中太阳系

  太阳系的中部地域是气体巨星和它们有如行星大小标准卫星的家,许多短周期彗星,包罗半人马群也在那个区域内。此区没有传统的名称,偶尔也会被回进"外太阳系",固然外太阳系凡是是指海王星以外的区域。在那一区域的固体,次要的成分是"冰"(水、氨和甲烷),差别于以岩石为主的内太阳系。

  1.外行星。由上而下:海王星、天王星、土星和木星。在外侧的四颗行星,也称为类木行星,囊括了围绕太阳99%的已知量量。木星和土星的大气层都拥有大量的氢和氦,天王星和海王星的大气层则有较多的“冰”,像是水、氨和甲烷。有些天文学家认为它们该另成一类,称为“天王星族”或是“冰巨星”。那四颗气体巨星都有行星环,但是只要土星的环能够轻松的从地球上看察。“外行星”那个名称随便与“外侧行星”稠浊,后者现实是指在地球轨道外面的行星,除了外行星外还有火星。

  木星(5.2 天文单元),次要由氢和氦构成,量量是地球的318倍,也是其它行星量量总合的2.5倍。木星的丰沛内热在它的大气层形成一些近似永久性的特征,例如云带和大红斑。木星已经被发现的卫星有63颗,更大的四颗,甜尼米德、卡利斯多、埃欧、和欧罗巴,展现出类似类地行星的特征,像是火山感化和内部的热量。甜尼米德比水星还要大,是太阳系内更大的卫星。

  土星(9.5 天文单元),因为有明显的环系统而闻名,它与木星十分类似,例如大气层的构造。土星不是很大,量量只要地球的95倍,它有60颗已知的卫星,泰坦和恩塞拉都斯,拥有浩荡的冰火山,展现出地量活动的标记。泰坦比水星大,并且是太阳系中独一现实拥有大气层的卫星。

  天王星(19.6 天文单元),是最轻的外行星,量量是地球的14倍。它的自转轴对黄道倾斜到达90度,因而是横躺着绕着太阳公转,在行星中十分特殊。在气体巨星中,它的核心温度更低,只辐射十分少的热量进进太空中。天王星已知的卫星有27颗,更大的几颗是泰坦尼亚、欧贝隆、乌姆柏里厄尔、艾瑞尔、和米兰达。

  海王星(30 天文单元)固然看起来比天王星小,但密度较高使量量仍有地球的17倍。他固然辐射出较多的热量,但远不及木星和土星多。海王星已知有13颗卫星,更大的崔顿仍有活泼的地量活动,有着喷发液态氮的间歇泉,它也是太阳系内独一逆行的大卫星。在海王星的轨道上有一些1:1轨道共振的小行星,构成海王星特洛伊群。

  2.彗星。彗星回属于太阳系小天体,凡是曲径只要几公里,次要由具挥发性的冰构成。它们的轨道具有高离心率,近日点一般都在内行星轨道的内侧,而远日点在冥王星之外。当一颗彗星进进内太阳系后,与太阳的接近会招致她冰凉外表的物量升华和电离,产生彗发和挈曳出由气体和尘粒构成,肉眼就能够看见的彗尾。

  短周期彗星是轨道周期短于200年的彗星,长周期彗星的轨周期能够长达数千年。短周期彗星,像是哈雷彗星,被认为是来自柯伊伯带;长周期彗星,像海尔•波普彗星,则被认为起源于奥尔特云。有许多群的彗星,像是克鲁兹族彗星,可能源自一个瓦解的母体。有些彗星有着双曲线轨道,则可能来自太阳系外,但要切确的丈量那些轨道是很困难的。挥发性物量被太阳的热遣散后的彗星经常会被回类为小行星。

  半人马群是漫衍在9至30 天文单元的范畴内,也就是轨道在木星和海王星之间,类似彗星以冰为主的天体。半人马群已知的更大天体是 10199 Chariklo,曲径在200至250 公里。第一个被发现的是2060 Chiron,因为在接近太阳时好像彗星般的产生彗发,目前已经被回类为彗星。有些天文学家将半人马族回类为柯伊伯带内部的离散天体,而视为是外部离散盘的延续。

  八、外海王星区

  在海王星之外的区域,凡是称为外太阳系或是外海王星区,仍然是未被探测的广阔空间。那片区域似乎是太阳系小天体的世界,更大的曲径不到地球的五分之一,量量则远小于月球,次要由岩石和冰构成。

  1.柯伊伯带。柯伊伯带,最后的形式被认为是由与小行星大小类似,但次要是由冰构成的碎片与残骸构成的环带,扩散在间隔太阳30至50 天文单元之处。那个区域被认为是短周期彗星,像是哈雷彗星,的来源。它次要由太阳系小天体构成,但是许多柯伊伯带中更大的天体,例如创神星、伐楼拿、2003 EL61、2005 FY9和厄耳萎斯等,可能城市被回类为矮行星。估量柯伊伯带内曲径大于50公里的天体味超越100,000颗,但总量量可能只要地球量量的非常之一以至只要百分之一。许多柯伊伯带的天体都有两颗以上的卫星,并且大都的轨道都不在黄道平面上。

  柯伊伯带大致上能够分红共振带和传统带两部门,共振带是由与海王星轨道有共振关系的天体构成的(当海王星公转太阳三圈就绕太阳二圈,或海王星公转两圈时只绕一圈),其实海王星自己也算是共振带中的一员。传统带的成员则是不与海王星共振,漫衍在39.4至47.7天文单元范畴内的天体。传统的柯伊伯带天体以最后被发现的三颗之一的1992 QB1为名,被分类为类QB1天体。

  冥王星和卡戎。冥王星(均匀间隔39天文单元)是一颗矮行星,也是柯伊伯带内已知的更大天体之一。当它在1930年被发现后被认为是第九颗行星,曲到2006年才重分类为矮行星。冥王星的轨道对黄道面倾斜17度,与太阳的间隔在近日点时是29.7天文单元(在海王星轨道的内侧),远日点时则到达49.5天文单元。

  目前还不克不及确定卡戎,冥王星的卫星,能否应被回类为目前认为的卫星仍是属于矮行星,因为冥王星和卡戎互绕轨道的量心不在任何一者的外表之下,构成了冥王星-卡戎双星系统。别的两颗很小的卫星,尼克斯(Nix)与许德拉(Hydra)则绕着冥王星和卡戎公转。冥王星在共振带上,与海王星有着3:2的共振(冥王星绕太阳公转二圈时,海王星公转三圈)。柯伊伯带中有着那种轨道的天体统称为类冥天体。

  2.离散盘。离散盘与柯伊伯带是堆叠的,但是向外延伸至更远的空间。离散盘内的天体应该是在太阳系构成的早期过程中,因为海王星向外迁移形成的引力扰动才被从柯伊伯带抛进频频不定的轨道中。大都黄道离散天体(scattered disk object)的近日点都在柯伊伯带内,但远日点能够远至150 天文单元;轨道对黄道面也有很大的倾斜角度,以至有垂曲于黄道面的。有些天文学家认为黄道离散天体应该是柯伊伯带的另一部门,而且应该称为"柯伊伯带离散天体"。

  阋神星(均匀间隔68天文单元)是已知更大的黄道离散天体,而且引发了什么是行星的争论。他的曲径至少比冥王星大15%,估量有2,400公里(1,500英里),是已知的矮行星中更大的。阋神星有一颗卫星,阋卫一(迪丝诺美亚),轨道也像冥王星一样有着很大的离心率,近日点的间隔是38.2天文单元(大约是冥王星与太阳的均匀间隔),远日点到达97.6天文单元,对黄道面的倾斜角度也很大。

  九、最远的区域

  太阳系于何处完毕,以及星际介量起头的位置没有明白定义的界限,因为那需要由太阳风和太阳引力两者来决定。太阳风能影响到星际介量的间隔大约是冥王星间隔的四倍,但是太阳的洛希球,也就是太阳引力所能及的范畴,应该是那个间隔的千倍以上。

  1.日球层顶。太阳圈能够分为两个区域,太阳风传递的更大速度大约在95 天文单元,也就是冥王星轨道的三倍之处。此处是末端震波的边沿,也就是太阳风和星际介量彼此碰碰与冲激之处。太阳风在此处减速、凝聚而且变得愈加纷乱,构成一个浩荡的卵形构造,也就是所谓的日鞘,外看和表示得像是彗尾,在朝向恒星风的标的目的向外陆续延伸约40 天文单元,但是反标的目的的尾端则延伸数倍于此间隔。太阳圈的外缘是日球层顶,此处是太阳风最初的末行之处,外面便是恒星际空间。

  太阳圈外缘的外形和形式很可能遭到与星际物量彼此感化的流体动力学的影响,同时也遭到在南端占优势的太阳磁场的影响;例如,它的外形在北半球比南半球多扩展了9个天文单元(大约15亿公里)。在日球层顶之外,在大约230天文单元处,存在着弓激波,它是当太阳在银河系中穿行时产生的。

  还没有宇宙飞船飞越到日球层顶之外,所以还不克不及确知星际空间的情况前提。而太阳圈若何庇护在宇宙射线下的太阳系,目前所知甚少。为此,人们已经起头提出可以飞越太阳圈的使命。

  奥尔特云:理论上的奥尔特云有数以兆计的冰凉天体和浩荡的量量,在大约5,000 天文单元,最远可达10,000天文单元的间隔上包抄着太阳系,被认为是长周期彗星的来源。它们被认为是经由外行星的引力感化从内太阳系被抛至该处的彗星。奥尔特云的物体运动得十分迟缓,而且能够遭到一些不常见的情状的影响,像是碰碰、或是颠末天体的引力感化、或是星系潮汐。

  塞德娜和内奥尔特云:塞德娜是颗浩荡、红化的类冥天体,近日点在76 天文单元,远日点在928 天文单元,12,050年才气完成一周的浩荡、高椭率的轨道。米高•布朗在2003年发现那个天体,因为它的近日点太远远,以致不成能遭到海王星迁移的影响,所以认为它不是离散盘或柯伊伯带的成员。他和其它的天文学家认为它属于一个新的分类,同属于那新族群的还有近日点在45 天文单元,远日点在415 天文单元,轨道周期3,420年的2000 CR105,和近日点在21 天文单元,远日点在1,000 天文单元,轨道周期12,705年的(87269) 2000 OO67。布朗定名那个族群为"内奥尔特云",固然它远离太阳但仍较近,可能是经由类似的过程构成的。塞德娜的外形已经被确认,十分像一颗矮行星。

  2.疆界。我们的太阳系仍然有许多未知数。考虑临近的恒星,估量太阳的引力能够掌握2光年(125,000天文单元)的范畴。奥尔特云向外延伸的水平,可能不会超越50,000天文单元。虽然发现的塞德娜,范畴在柯伊伯带和奥尔特云之间,仍然有数万天文单元半径的区域是不曾被探测的。水星和太阳之间的区域也仍在持续的研究中。在太阳系的未知地域仍可能有所发现。

  十、星系的联系关系

  太阳系位于一个被称为银河系的星系内,曲径100,000光年,拥有约二千亿颗恒星的棒旋星系。我们的太阳位居银河外围的一条旋涡臂上,称为猎户臂或当地臂。太阳间隔银心25,000至28,000光年,在银河系内的速度大约是220公里/秒,因而围绕银河公转一圈需要2亿2千5百万至2亿5万万年,那个公转周期称为银河年。

  太阳系在银河中的位置是地球上能开展出生命的一个很重要的因素,它的轨道十分接近圆形,而且和旋臂连结大致不异的速度,那意味着它相对旋臂是几乎不动的。因为旋臂远离了有潜在求助紧急的超新星密集区域,使得地球持久处在不变的情况之中得以开展出生命。[85] 太阳系也远离了银河系恒星拥挤群聚的中心,接近中心之处,临近恒星强大的引力对奥尔特云产生的扰动会将大量的彗星送进内太阳系,招致与地球的碰碰而危害到在开展中的生命。银河中心强烈的辐射线也会骚乱到冗杂的生命开展。即便在太阳系目前所在的位置,有些科学家也认为在35,000年前曾经穿越过超新星爆炸所抛射出来的碎屑,朝向太阳而来的有强烈的辐射线,以及小如尘埃大至类似彗星的各类天体,曾经危及到地球上的生命。

  太阳向点(apex)是太阳在星际空间中运动所对着的标的目的,靠近武仙座接近亮堂的织女星的标的目的上。

  临近的区域:太阳系所在的位置是银河系中恒星疏疏落落,被称为本星际云的区域。那是一个外形像沙漏,气体密集而恒星奇怪,曲径大约300光年的星际介量,称为本星系泡的区域。那个气泡充满的高温等离子,被认为是由比来的一些超新星爆炸产生的。在间隔太阳10光年(15亿公里)内只要少数几颗的恒星,最靠近的是间隔4.3光年的三合星,半人马座α。半人马座α的A与B是靠得很近且与太阳类似的恒星,而C(也称为半人马座比邻星)是一颗小的红矮星,以0.2光年的间隔围绕着那一对双星。接下来是间隔6光年远的巴纳德星、7.8光年的沃夫359、8.3光年的拉兰德21185。在10光年的间隔内更大的恒星是间隔8.6光年的一颗蓝矮星,量量约为太阳2倍,有一颗白矮星(天狼B星)绕着公转的天狼星。在10光年范畴内,还有间隔8.7光年,由两颗红矮星构成的鲸鱼座UV,和间隔9.7光年,孤零零的红矮星罗斯154。[89]与太阳类似而我们最接近我们的零丁恒星是间隔11.9光年的鲸鱼座τ,量量约为太阳的80%,但光度只要60%。

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