目錄▲ 太陽系外近空天體-1

太陽系(Solar System)

太陽系是以太陽為中心,包含所有受到太陽的重力約束天體的行星系統。其中目前所知有 8 顆行星、至少 165 顆已知的衛星、 5 顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、柯伊伯帶( Kuiper belt ;又譯:古柏帶)的天體、彗星和星際塵埃。

廣義上,太陽系的領域包括:太陽, 4 顆類地的內行星,由許多小岩石組成的小行星帶, 4 顆充滿氣體的巨大外行星和充滿冰凍小岩石,被稱為柯伊伯帶的第二個小天體區。在柯伊伯帶之外還有黃道離散盤面和太陽圈,和依然屬於假設的奧爾特雲( Oort cloud ;又譯:歐特雲)。

依照至太陽的距離,太陽系內的行星依序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。 8 顆行星中的 6 顆有天然的衛星環繞,在太陽系外側的行星還被由塵埃和許多小顆粒構成的行星環環繞著。

除地球外,在地球上肉眼可見的行星中文名稱以五行為名其餘則與西方一樣,全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。

五顆矮行星是冥王星,柯伊伯帶內已知最大的天體之一鳥神星與妊神星,小行星帶內最大的天體穀神星,和屬於黃道離散天體的鬩神星。

太陽系的行星與矮行星

太陽系原有九大行星,自 2006 年起"冥王星"被歸類為"矮行星"後,就成了八大行星。

目前的矮行星還有:穀神星、妊神星、鳥神星與鬩神星。它們的半徑介於 470~1,300 公里之間(行星的半徑則是介於 2,400~70,000 公里之間)。。

太陽系中行星的衛星

太陽系內最大的衛星(直徑超過 3000 公里)包括地球的衛星月球、木星的伽利略衛星木衛一(埃歐)、木衛二(歐羅巴)、木衛三(蓋尼米德)、木衛四(卡利斯多)、土星的衛星土衛六(泰坦),以及海王星捕獲的衛星海衛一(特里同)。

太陽系的範圍

太陽系在木星軌道之內的,屬於"內太陽系";而在此之外又介於古柏帶外緣的區域,屬於"外太陽系"。超過這些區域的,屬於名為"歐特雲"的星際空間。

1AU (天文單位) = 地球到太陽得距離(約 1 5 千萬公里)。

以天文單位來計算,外太陽系的直經約有 200AU ;而算到"歐特雲"的直徑,就有又有其 1,000 倍之大!

太陽系的行星大小比較

太陽系的主要天體

太陽( Sun

太陽是太陽系的母星,也是最主要和最重要的成員。它有足夠的質量讓內部的壓力與密度足以抑制和承受核融合產生的巨大能量,並以輻射的型式,例如可見光,讓能量穩定的進入太空。

太陽在分類上是一顆中等大小的黃矮星,不過這樣的名稱很容易讓人誤會,其實在我們的星系中,太陽是相當大與明亮的。恆星是依據赫羅圖的表面溫度與亮度對應關係來分類的。通常,溫度高的恆星也會比較明亮,而遵循此一規律的恆星都會位在所謂的主序帶上,太陽就在這個帶子的中央。但是,比太陽大且亮的星並不多,而比較暗淡和低溫的恆星則很多。

太陽在恆星演化的階段正處於「壯年期」,尚未用盡在核心進行核融合的氫。太陽的亮度仍會與日俱增,早期的亮度只是現在的 75%

這股能量只有十億分之一真正降落在地球上,影響到地球的萬事萬物。

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內太陽系

水星( Mercury

水星是最靠近太陽( 0.4 天文單位),也是最小( 0.055 地球質量)的行星,沒有衛星。它僅知的地質特徵,除了撞擊坑外,只有大概是在早期歷史擴張與收縮期間產生的皺摺山脊。水星,包括被太陽風轟擊出的氣體原子,只有微不足道的大氣。相對來說,它有相當巨大的鐵質核心和薄薄的地函,形成的原因不確定,科學家解釋可能是巨大的衝擊剝離了它的外殼,或是年輕時期的太陽抑制了外殼的增長。

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金星( Venus

金星( 0.7 天文單位)的體積與地球相似( 0.82 地球質量),沒有衛星。它和地球一樣有厚厚的矽酸鹽地函包圍著核心,還有濃厚的大氣層和內部地質活動的證據。但是,它的大氣密度比地球高 90 倍,而且非常乾燥,其中主要包括二氧 化碳和極少量的氮。它是顆炙熱的行星,表面的溫度 460 470 ° C ,很可能是大氣層中有大量的溫室氣體造成的。沒有明確的證據顯示金星的地質活動仍在進行中,但是沒有磁場保護的大氣應該會被耗盡,因此認為金星的大氣是經由火山的爆發獲得補充。在八大行星中,金星是唯一一個以順時針方向自轉的。

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 地球( Earth

地球( 1 天文單位)是內行星中最大且密度最高的,也是唯一地質活動仍在持續進行中並擁有生命的行星。它也擁有類地行星中獨一無二的水圈和被觀察到的板塊結構。地球的大氣也與其他的行星完全不同,生存在地球的生物把大氣改造成含有 21% 的自由氧氣。它只有一顆衛星,即月球;月球也是類地行星中唯一的大衛星。

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月球( Moon

月球,俗稱月亮,是地球唯一的天然衛星,並且是太陽系中第五大的衛星。月球的直徑是地球的四分之一,質量是地球的 1/81 ,相對於所環繞的行星,它是質量最大的衛星,也是太陽系內密度第二高的衛星,僅次於伊娥。

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火星( Mars

火星( 1.5 天文單位)比地球和金星小( 0.11 地球質量),只有以二氧化碳為主的稀薄大氣,它的表面,有密集與巨大的火山,例如奧林帕斯山,水手號峽谷有深邃的地塹,顯示不久前仍有劇烈的地質活動。火山最高高度超過 20000 米。火星於十億年前可能曾經有許多液態水。也有生物存在的可能性。

有人認為火星可地球化,並變成第二個地球,但須要 300 1000 年多,也可能會破壞火星環境。也同時能令火星有為人類的「殖民地」。首先把火星的大氣增加氧氣量,然後溶化南北極的冰,成為液態水,最後擴大液態水的位置,成為海洋及湖泊。

火星有兩顆天然的小衛星,戴摩斯和福伯斯,可能是被捕獲的小行星。數百萬年後福伯斯將和火星相撞。

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小行星帶( Asteroid belt

小行星是太陽系小天體中最主要的成員,主要由岩石與不易揮發的物質組成。主要的小行星帶位於火星和木星軌道之間,距離太陽 2.3 3.3 天文單位,它們被認為是在太陽系形成的過程中,受到木星引力擾動而未能聚合的殘餘物質。

小行星的尺度從大至數百公里、小至微米的都有。除了最大的穀神星之外,所有的小行星都被歸類為太陽系小天體,但是有幾顆小行星,像是灶神星、健神星,如果能被證實已經達到流體靜力平衡的狀態,可能會被重分類為矮行星。

小行星帶擁有數萬顆,可能多達數百萬顆,直徑在一公里以上的小天體。儘管如此,小行星帶的總質量仍然不可能達到地球質量的千分之一。小行星主帶的成員依然是稀稀落落的,所以至今還沒有太空船在穿越時發生意外。

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外太陽系

木星( Jupiter

木星( 5.2 天文單位),主要由氫和氦組成,質量是地球的 318 倍,也是其他行星質量總和的 2.5 倍。木星的豐沛內熱在它的大氣層造成一些近似恆星的特徵,例如雲帶和大紅斑。木星已經被發現的衛星有 67 顆,最大的四顆,甘尼米德、卡利斯多、埃歐、和歐羅巴,顯示出類似類地行星的特徵,像是火山作用和內部的熱量。甘尼米德比水星還要大,是太陽系內最大的衛星。而歐羅巴被認為存在海。

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土星( Saturn

土星( 9.5 天文單位),因為有明顯的環系統而著名,它與木星非常相似,例如大氣層的結構。土星不是很大,質量只有地球的 95 倍,它有 61 顆已知的衛星,泰坦和恩塞拉都斯,擁有巨大的冰火山,顯示出地質活動的標誌。泰坦比水星大,而且是太陽系中唯一實際擁有大氣層的衛星。

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天王星( Uranus

天王星( 19.6 天文單位),是最輕的外行星,質量是地球的 14 倍。它的自轉軸對黃道傾斜達到 90 度,因此是橫躺著繞著太陽公轉,在行星中非常獨特。在氣體巨星中,它的核心溫度最低,只輻射非常少的熱量進入太空中。天王星已知的衛星有 27 顆,最大的幾顆是泰坦尼亞、歐貝隆、烏姆柏里厄爾、艾瑞爾、和米蘭達。

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海王星( Neptune

海王星( 30 天文單位)雖然看起來比天王星小,但密度較高使質量仍有地球的 17 倍。他雖然輻射出較多的熱量,但遠不及木星和土星多。海王星已知有 13 顆衛星,最大的崔頓仍有活躍的地質活動,有著噴發液態氮的間歇泉,它也是太陽系內唯一逆行的大衛星。在海王星的軌道上有一些 1:1 軌道共振的小行星,組成海王星特洛伊群。

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伊伯帶(Kuiper belt;又譯:古柏帶

柯伊伯帶,最初的形式被認為是由與小行星大小相似,但主要是由冰組成的碎片與殘骸構成的環帶,擴散在距離太陽 30 50 天文單位之處。這個區域被認為是短週期彗星,像是哈雷彗星,的來源。它主要由太陽系小天體組成,但是 許多柯伊伯帶中最大的天體,例如妊神星、鳥神星被歸類為矮行星,另外創神星、伐樓拿、和厄耳枯斯等也可能被歸類為矮行星。估計柯伊伯帶內直徑大於 50 公里的天體會超過 100,000 顆,但總質量可能只有地球質量的十分之一甚至只有百分之一。許多柯伊伯帶的天體都有兩顆以上的衛星,而且多數的軌道都不在黃道平面上。

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冥王星( Pluto

冥王星(平均距離 39 天文單位)是一顆矮行星,也是柯伊伯帶內已知的最大天體之一。當它在 1930 年被發現後被視為第九顆行星,直到 2006 年才被定義為矮行星。冥王星的軌道對黃道面傾斜 17 度,與太陽的距離在近日點時是 29.7 天文單位(在海王星軌道的內側),遠日點時則達到 49.5 天文單位。

目前還不能確定凱倫(冥王星的衛星),是否應被歸類為目前認為的衛星還是屬於矮行星,因為冥王星和凱倫互繞軌道的質心不在任何一者的表面之下,形成了冥王星 - 凱倫雙行星系統。

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賽德娜( Sedna

賽德娜為一顆外海王星天體,小行星編號為 90377 。它於 2003 11 14 日由天文學家布朗(加州理工學院)、特魯希略(雙子星天文臺)及拉比諾維茨(耶魯大學)共同發現,它被發現時是太陽系中距離地球最遠的天然天體。賽德娜目前距離太陽 88 天文單位,為海王星與太陽之間距離的 3 倍。在賽德娜大部分的公轉週期中,它與太陽之間的距離比任何已知的矮行星候選都要遙遠。賽德娜是太陽系中顏色最紅的天體之一。它大部分由水、甲烷、氮冰及托林( Tholin )所構成。國際天文聯會目前並未將賽德娜視為矮行星,但是有一些天文學家認為它應該是一顆矮行星。

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哈雷彗星( Halley

哈雷彗星是著名的短周期彗星,每隔 75-76 年就能從地球上看見,是唯一能用裸眼直接從地球看見的短週期彗星,人一生中可能經歷兩次他的來訪。其它能以裸眼觀察的彗星可能會更壯觀和更美麗,但可能要數千年才會出現一次。

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日球層頂( Heliopause )與太陽圈( heliosphere

太陽圈可以分為兩個區域,太陽風傳遞的最大速度大約在 95 天文單位,相當於冥王星軌道的三倍之處。此處是終端震波的邊緣,也就是太陽風和星際介質相互碰撞與衝激之處。太陽風在此處減速、凝聚並且變得更加紛亂,形成一個巨大的卵形結構,也就是所謂的日鞘,外觀和表現得像是彗尾,在朝向恆星風的方向向外繼續延伸約 40 天文單位,但是反方向的尾端則延伸數倍於此距離。太陽圈的外緣是日球層頂,此處是太陽風最後的終止之處,外面即是恆星際空間。

太陽圈外緣的形狀和形式很可能受到與星際物質相互作用的流體動力學的影響,同時也受到在南端佔優勢的太陽磁場的影響;例如,它的形狀在北半球比南半球多擴展了 9 個天文單位(大約 15 億公里)。在日球層頂之外,在大約 230 天文單位處,存在着弓激波,它是當太陽在銀河系中穿行時產生的。

還沒有太空船飛越到日球層頂之外,所以還不能確知星際空間的環境條件。而太陽圈如何保護在宇宙射線下的太陽系,目前所知甚少。為此,人們已經開始提出能夠飛越太陽圈的任務。

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爾特雲Oort cloud;又譯:歐特雲

理論上的奧爾特雲有數以兆計的冰冷天體和巨大的質量,在大約 50,000 天文單位,最遠可達 100,000 天文單位的距離上包圍著太陽系,被認為是長週期彗星的來源。它們被認為是經由外行星的引力作用從內太陽系被拋至該處的彗星。奧爾特雲的物體運動得非常緩慢,並且可以受到一些不常見的情況的影響,像是碰撞、或是經過天體的引力作用、或是星系潮汐。

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(資料結束)


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資料參考來源:維基百科  

 

 

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