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太阳系的形成过程
太阳系的形成和太阳自身演化密不可分,太阳的形成要经历三个时期五个过程,即星云时期、变星时期和主序星时期,五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程,而行星的形成仅仅是太阳演化过程中的副产品,也就是太阳演化到某个阶段才形成了行星和卫星等天体。这是个非常复杂的演化过程,既有规律性,又有特殊性,还有偶然性,本文只略述太阳系的形成过程,不作理论推导和复杂的数学计算,只给出计算的结果。
星云时期(包括冷凝收缩过程和快引力收缩过程)太阳系是银河系的一部分,距银心2.5万光年,在猎户旋臂附近,太阳带领她的大家族以250公里/秒的速度绕银河中心旋转,周期约2亿年,50亿年之前若干亿年太阳系原始星云就在这个位置上。她是巨大的银河系原始气体云团(即星际云)冷缩断裂后分离出来的一小块星云,有初始速度和一定温度(不是高温),星云直径约3000天文单位,其实星云没有明显的边界,是个弥漫的氢气团,密度很低,约10.17克/厘米3,星云质量是太阳质量的1.5——2倍,温度在300K以下,有自转,但很慢,几乎和公转同步,星云主要成分是氢,占71%,其次是氦占27%,其它各种元素占2%,这里面包括从超新星爆发飞来的重元素和金属物质,还有挥发性物质和尘埃等。太阳系原始星云绕银河系中心运转,一开始就有角动量,在冷凝收缩过程中自转加快,就使自转不再与公转同步,又由于星云内侧和外侧到银心距离不等,在绕银心做开普勒运动时形成速度梯度,里快外慢,出现较差转动,星云在银心的潮汐力作用下发生湍动,并形成大大小小的涡流,各个涡流之间相互碰撞和兼并,又形成大的涡旋,最后形成一个更大的中心旋涡,由于星云继续缓慢的冷凝收缩,旋涡自转速度逐渐加快,大量物质开始向旋涡中心汇聚,致使中心区物质密度增大,引力增强,形成中心引力区,于是物质又在引力作用下加快向中心旋落,星云的冷凝收缩逐渐被引力收缩所代替,这时星云已由原来的3000天文单位缩至70天文单位,大约经过几十亿年的时间,其间星云体温度下降到几十K,物质损失较大,部分物质散逸到宇宙空间。
随着星云中心引力区的增强,加快了物质向中心旋落,形成了星云坍缩,进入快引力收缩过程。在星云内部物质从四面八方沿着涡旋方向迅速向中心下落,形成粗细不同的螺旋线式的物质流,星云也逐渐拉向扁平,形成阔边帽式的园盘,螺线状的物质流逐渐演变成四条旋臂,只要角动量不足就不会形成圆环,只能形成旋臂。从正面看犹如缩小的银河系,成旋涡结构,从侧面看类似NGC4594天体(M104),在平行总角动量轴的方向上收缩不受限制,坍缩迅速,增加的引力势能转变为物质的内能,而在赤道平面上收缩受到限制,这是因为受到离心加速度的作用削弱了引力,使收缩缓慢,才形成中央凸起四周扁平的带有旋臂的园盘,从总体看星云仍在继续收缩,角动量仍然向旋臂和中心区转移,当内旋臂收缩到距中心5.2天文单位时,转速逐渐达到13.1公里/秒,自转产生的离心力和中心区的引力相平衡,旋臂就停留在这一位置而不再收缩,但中心区的物质继续快速收缩,中心区与旋臂发生断裂,中心区继续收缩形成原太阳,占星云总质量的99.8%,而四条旋臂的质量还不到0.2%,此时原太阳对旋臂仍有很强的引力作用,同样旋臂也对原太阳有牵制作用,原太阳的自转受到滞后作用,转速渐渐减慢下来,把原太阳的角动量又转移到旋臂上,这时旋臂上物质只要角动量不足还会继续向中心旋落,但到达内旋臂处就不能再落下去了,因此内旋臂物质积累越来越多,而外旋臂物质相对减少了。当四条旋臂逐个达到开普勒轨道速度就演变成四道园环,园环位置按提丢斯—彼得定则分布,分别在木、土、天、海轨道位置上,它们的角动量占星云总角动量的99.5%,这就是太阳系角动量分布奇特的原因。以此种方式形成的拉普拉斯环不存在所需角动量不足的困难。 中心区坍缩成原太阳,物质密度增大,分子间相互碰撞频繁,产生的内部压强逐渐增大,使核心处物质挤压在一起形成星核,并释放大量能量,中心温度升高,增加的热能通过对流方式向外传播,星体呈现微微放热状态,整个星云体类似猎户座KL红外源区一样的天体。星云时期的快引力收缩过程历时很短,大约几千年,我们常说太阳有50亿年的历史,大概就从这时算起吧。
变星时期(包括慢引力收缩过程和耀变过程):星云形成四道园环后,绝大部分质量都集中在中心区百分之一天文单位范围内,物质密度大增,分子间相互碰撞更加频繁,温度升高,压强增大。当内部辐射压和自吸引力接近相等时出现准流体平衡,星体不再收缩或者仅有微小脉动收缩,太阳的雏型基本形成,中心是快速旋转的坚实星核,核外是辐射区,再往外到表面是对流层,原太阳逐渐转入慢引力收缩过程。
原太阳内部物质运动非常复杂,因物质是气态流体,与刚体大不一样,在自转中出现了许多复杂的运动状态,因惯性离心力的作用赤道物质有拉向扁平的趋势,两极处物质必向赤道方向流动,极处物质减少了,但引力的作用是维持球形水准面,所以也必有物质向两极处流去,以补充那里的物质不足,于是在赤道两侧形成旋转方向不同的涡流,并随物质流动渐渐靠近赤道,这就是有名的蝴蝶图,这种状态直保持到现在,如太阳黑子运动。随物质对流和自转相互作用,角动量向赤道转移,从而形成星体的较差自转。核心处高密高压和高温不断增加,扰乱了热平衡梯度,通过混合长把动能和热量向外传输,温度较低的物质向下沉,形成对流,并发展为从内到外的湍流。当中心温度上升到2000K时,氢不能保持分子状态,而变成原子,并吸收大量热能,促使压力骤降,抵不住引力,中心区崩陷为体积更小密度更大的内核,并产生强烈的射电辐射,这些能量辐射可从星体稀薄处穿过而到达星体表面,因而可形成一些亮条,这就是H——H式天体。
星体内部不仅有高速运动分子产生的热能,还有原子级释放的电磁能,核心温度更高,星体自转虽然减慢下来,但星核还是快速自旋,核区附近的等离子体也随之快速旋转,星体磁场产生了,磁力线从两极附近穿出,星体这时产生了射电辐射,而内部热能不断传送到表面,表面温度可达1000K,并放射红光,这种能量传递时起时伏,表面温度也就忽高忽低,表现的星等就是忽大忽小的变化。有时能量积累到一定程度还会发生猛烈地喷发,抛出物质,在几天之内星等可上升5、6个等级,这个时期相当于金牛T型变星期或者类似鲸鱼座UV型耀星期,即为耀变过程。
原太阳中心区的温度逐渐升高,当达到80万K时,氢被点燃发生核聚变,首先是氢和氘聚变为一个氦核,产生光子并释放大量核能,突然猛增千百倍能量,必将产生猛烈地喷发,星体亮度也就突然增亮好多倍,这就是耀星或新星爆发,原太阳进入耀变过程,在这期间内发生过多次猛烈地喷发,释放大量能量和抛射物质,并带走一部分角动量,比较大的喷发有四次。因太阳质量不算太大,就没有更大的全面爆发,仅仅是局部喷发而已。
喷发是从星体内部核反应区开始的,那里的星核自转非常快,可达每秒数百公里。物质具有极高的能量,因此喷出物高温高速,第一次喷出物的质量约是太阳质量的百万分之三,温度一万多度,喷出速度高达每秒616.5公里,呈熔融半流体状态,高速自旋,在飞离原太阳过程中边降温边减速,当它到达目前金星轨道处速度刚好与开普勒轨道速度同步,便留在轨道上绕原太阳运转。仅过几十年,原太阳又发生第二次喷发,喷出物比前次略多些,仍是高温熔融状态,高速自旋,初速度比前次略大,当它进入到现今的地球轨道处便绕原太阳运行。又过数百年,原太阳又发生第三次喷发,这时的星核温度进一步增高,达300万度,发生氘、锂、铍、硼等核反应,释放能量更大,喷出物质没有前两次多,但初速度却大些,其中最大的一个团块进入到现今的火星轨道上,更多的碎块遍布在木星和火星轨道之间,经过三次喷发,原太阳处于暂时休顿状态,持续几千年,但星体中心温度仍在继续升高,当达到700万度时发生四氢聚变氦的质子——质子反应,释放大量光子和能量,原太阳发生第四次猛烈喷发,这次喷发物是太阳质量的千万分之二,初速度比前三次都大,因此飞出更远,其中一块较大的喷出物撞击在天王星边缘,溅起的物质碎块抵达海王星轨道处,更多的碎块遍布太阳系空间,有的飞出海王星的外侧。这时原太阳表面温度上升到数千度,放热发光。一个光芒四射的恒星即将诞生。原太阳在变星时期大约有4亿年。
主序星时期(包括氢燃烧过程和未发生的氦燃烧过程):原太阳经过几次耀变逐渐趋于稳定状态,进入氢燃烧过程,释放核能,星核中心核反应区温度可达1500万度,核反应出现碳氮循环反应,但大量的还是质子——质子反应,核中心密度达160克/厘米3,中心压力3.4×1016帕,抵住星体的引力收缩,达到新的热平衡梯度,不再发生喷发现象,进入相对稳定期。这时星体表面温度达5770K,成为G型星,太阳辐射主要是电磁辐射和带电粒子流,外层大气不断发射的稳定粒子流——即太阳风,驱散星周物质,使太阳更加明朗了,成为一颗年轻的主序星。太阳在主序星期已有46亿年了。太阳活动仍在继续中,表现为11年一个周期,说明太阳还在继续演化中。当太阳中心温度达到1亿度,氦核聚变为碳核和氧核反应,进入氦燃烧过程。
类木行星和规则卫星的形成:原始星云在快引力收缩过程形成的四道园环,恰在海、天、土、木四颗类木行星的轨道上,环内物质受中心天体的引力作用有向内运动的趋势,还受惯性离心力作用有向外运动的趋势,同时还有开普勒较差转动的影响,必造成环物质形成大大小小的涡流,并相互碰撞和兼并,由小涡流变成大漩涡,最后形成一个带有若干条旋臂(至少有四条大旋臂)的大旋涡和孤立的小漩涡,物质向漩涡中心汇聚,形成中心引力区,加快了引力收缩,自转速度更快了,惯性离心力也就更大了,当离心力和中心体引力平衡时,星体就不再收缩,旋臂的旋转速度达到开普勒轨道速度时就演变成卫星园环,形成阔边帽式的天体,又经过引力吸积,清除行星轨道环上的物质,逐渐演变成原行星。 原始星云密度是梯度分布,越往里密度越大,外部密度小,还因部分物质向内转移,所以外侧两道环形成的两颗行星质量就小,这就是海王星和天王星,内侧两道环形成的两颗行星质量就大,这就是土星和木星,各行星内部都有坚实的星核,温度高达数千度,最高可达3万度,中心压力为1012帕以上,但还不够点燃氢的条件,没有发生核聚变反应,产能机制仍然是引力势能转变而来的热能和释放原子级的电磁能,星核的高速旋转形成磁场,内部热能通过对流传送到星体表面,因此类木行星都有放热现象和强度不同的射电辐射。木星的大红斑便是内部热能向外传输过程中形成的涡流,类木行星表面温度都很低,呈液态状,因星体是在收缩过程中形成的,为保持角动量守恒,自转就快一些。
中心体形成行星之后,周围的卫星园环在远离洛希极限处只要达到洛希密度都可以形成卫星,孤立的小漩涡也能形成小卫星,这样的卫星都是规则卫星,但在洛希极限附近及内侧受本星体的潮汐作用,不会形成卫星,只能以环的形式存在,因此四颗类木行星最初都有一个庞大壮观的光环。
类地行星、月球和冥王星等的形成:原太阳在耀变过程有四次猛烈地喷发,高温熔融半流体状的喷出物在进入金星、地球和火星轨道处绕原太阳旋转,成为原行星。在金星轨道的原行星质量约为5.2×1027克,半径6165公里,自转周期2.72小时,自转线速度为3.95公里/秒,由于原星体是从高温熔融状态凝固而成,所以星体成粘稠状,粘滞系数很大,这时星体内部还没有发生分异作用,在高速自旋中受惯性离心力的作用将星体拉成长球形,同时在原太阳引力的长期摄动下,长球形又逐渐变成一端大一端小的纺锤形,随时间推移,纺锤形被拉开形成两颗姊妹星,一大一小,互相绕着转。根据角动量守恒原理,二星距离逐渐增大,绕转速度就变慢,当二星相距60万公里时,它们绕质心的自转几乎和绕太阳的公转同步。当二星距离接近61.6万公里时,小星绕到大星的内侧(即靠近原太阳这边),太阳对小星的引力等于两颗姐妹星之间的引力,小星就不再转到大星的外侧了,而是二星共同绕原太阳公转,这时二星自转周期与公转周期相等。但开普勒轨道是离太阳近速度大,离太阳远速度小,在内侧的小星轨道速度比大星轨道速度大,小星逐渐运行到大星的前面,同时在引力磨擦作用下将大星拉转成逆向自转,而自身也拉成顺向自转,但自转很慢,随时间推移,小星渐渐离开原有轨道而进入一条新的绕太阳轨道,又经过若干周期形成了今天的水星轨道,原有的姊妹星变成了金星和水星。因此水星的偏心率和倾角都大,自转周期略小于公转周期,而留在原轨道上的大星就是金星,它被拉成逆向自转,同时拉斜一点,倾角略微偏大一些。
进入到地球轨道的第二次喷出物质量是6.05×1027克,半径为6444公里,自转周期5小时,自转线速度2.2公里/秒,和上次同样,从高温熔融状态凝固而成,星体内刚好要发生分异作用,受快速自转的离心力作用和太阳的摄动,也是分离成一大一小的姊妹星,互绕质心共同转动,由于太阳长期摄动,二星距离渐渐拉大,自转也就逐渐变慢,直到今天地球和月球的位置,地球自转周期为24小时,月球自转和绕地球公转同步,总是一面朝向地球。地月分离证据可在月球上找到,在月球朝向地球一面有个300米高的突起部分便是地月分离处的证据,地球上的分离处不易看到,其位置可能在非洲,而不象有的人所说月球是从太平洋分离出去的,如今月球仍以每年3厘米的速度远离地球,可以推想再过若干万年月球也会从地球身边跑掉,而进入太阳系内成为一颗新行星。
原太阳的第三次喷出物有一大块进入火星轨道后形成了火星和火星卫星,但是火星的卫星后来遭受一次小行星的猛烈碰撞,将它撞裂,并使轨道向火星方向内移,形成了今天的火卫一,另一碎块成为火卫二。
喷出物还有大量碎块进入火星和木星轨道之间,逐渐冷凝形成小行星。
还有一些碎块被类木行星俘获形成不规则卫星,当然也有碎块和尘埃进入光环和降落在其它天体上。
原太阳第四次喷发比前三次猛烈得多,喷出物数量与第三次的差不多,初速度较大,喷出的物质遍布整个太阳系空间,其中有一大团块快速自旋,质量约是冥王星的30倍,以617.49公里/秒的速度从原太阳喷发而出,进入到天王星轨道时正从天王星自转轴上方斜冲下来,撞击在天王星边缘上,把它的角动量传递给天王星,并随天王星一起转动98°角,使天王星躺在轨道上自转,同时在撞击处溅起两大块物质和若干碎块,在从天王星区飞出时形成一列,速度逐渐减慢下来,在进入海王星轨道时,前面一个质量为1.3×1025克,速度为4.7公里/秒,紧跟在后面的一块质量为1。77×1024克,还有一些碎块,最后面的一个质量为2.2×1025克,速度为4。4公里/秒,它们正好从海王星内侧(靠近太阳的一边)相距36万公里处飞过,而这个位置恰是海王星卫星的开普勒轨道,所以它们又被海王星俘获为卫星,并从海王星前面绕过来,成为逆行轨道卫星,而前面的一个因为速度略大,形成的轨道偏心率就大,它的远星点必在朝向太阳的方向,也许经过几个周期(或者仅一个周期),当它到达海王星的远星点时恰受太阳引力作用又绕太阳运转,成为太阳的一颗新行星,这就是冥王星,同时把它后面紧随而来的那个小块一同带走,成为绕冥王星的一颗卫星卡戎,所以冥王星轨道才有17°倾角和0.25的偏心率,其轨道又与海王星轨道有交会处。当然那个质量为2.2×1025克的大块就绕海王星逆行,成为海卫一了。海卫一上面少有陨坑,说明它是较后期形成的,缺少陨星撞击。
第四次喷发出来的碎块物质遍布整个太阳系空间,有的被大行星俘获成为卫星,有的降落在各天体上变成陨星,还有的进入到四颗类木行星的光环里和小行星带里,还有一部分飞到海王星外侧,形成柯伊伯带。当然不排除后来有少量的彗星物质也进入到柯伊伯带里,估计还会有一些碎块飞出太阳系。
太阳系的形成和太阳自身演化密不可分,太阳的形成要经历三个时期五个过程,即星云时期、变星时期和主序星时期,五个过程是冷凝收缩过程、快引力收缩过程、慢引力收缩过程、耀变过程和氢燃烧过程,而行星的形成仅仅是太阳演化过程中的副产品,也就是太阳演化到某个阶段才形成了行星和卫星等天体。这是个非常复杂的演化过程,既有规律性,又有特殊性,还有偶然性,本文只略述太阳系的形成过程,不作理论推导和复杂的数学计算,只给出计算的结果。
星云时期(包括冷凝收缩过程和快引力收缩过程)太阳系是银河系的一部分,距银心2.5万光年,在猎户旋臂附近,太阳带领她的大家族以250公里/秒的速度绕银河中心旋转,周期约2亿年,50亿年之前若干亿年太阳系原始星云就在这个位置上。她是巨大的银河系原始气体云团(即星际云)冷缩断裂后分离出来的一小块星云,有初始速度和一定温度(不是高温),星云直径约3000天文单位,其实星云没有明显的边界,是个弥漫的氢气团,密度很低,约10.17克/厘米3,星云质量是太阳质量的1.5——2倍,温度在300K以下,有自转,但很慢,几乎和公转同步,星云主要成分是氢,占71%,其次是氦占27%,其它各种元素占2%,这里面包括从超新星爆发飞来的重元素和金属物质,还有挥发性物质和尘埃等。太阳系原始星云绕银河系中心运转,一开始就有角动量,在冷凝收缩过程中自转加快,就使自转不再与公转同步,又由于星云内侧和外侧到银心距离不等,在绕银心做开普勒运动时形成速度梯度,里快外慢,出现较差转动,星云在银心的潮汐力作用下发生湍动,并形成大大小小的涡流,各个涡流之间相互碰撞和兼并,又形成大的涡旋,最后形成一个更大的中心旋涡,由于星云继续缓慢的冷凝收缩,旋涡自转速度逐渐加快,大量物质开始向旋涡中心汇聚,致使中心区物质密度增大,引力增强,形成中心引力区,于是物质又在引力作用下加快向中心旋落,星云的冷凝收缩逐渐被引力收缩所代替,这时星云已由原来的3000天文单位缩至70天文单位,大约经过几十亿年的时间,其间星云体温度下降到几十K,物质损失较大,部分物质散逸到宇宙空间。
随着星云中心引力区的增强,加快了物质向中心旋落,形成了星云坍缩,进入快引力收缩过程。在星云内部物质从四面八方沿着涡旋方向迅速向中心下落,形成粗细不同的螺旋线式的物质流,星云也逐渐拉向扁平,形成阔边帽式的园盘,螺线状的物质流逐渐演变成四条旋臂,只要角动量不足就不会形成圆环,只能形成旋臂。从正面看犹如缩小的银河系,成旋涡结构,从侧面看类似NGC4594天体(M104),在平行总角动量轴的方向上收缩不受限制,坍缩迅速,增加的引力势能转变为物质的内能,而在赤道平面上收缩受到限制,这是因为受到离心加速度的作用削弱了引力,使收缩缓慢,才形成中央凸起四周扁平的带有旋臂的园盘,从总体看星云仍在继续收缩,角动量仍然向旋臂和中心区转移,当内旋臂收缩到距中心5.2天文单位时,转速逐渐达到13.1公里/秒,自转产生的离心力和中心区的引力相平衡,旋臂就停留在这一位置而不再收缩,但中心区的物质继续快速收缩,中心区与旋臂发生断裂,中心区继续收缩形成原太阳,占星云总质量的99.8%,而四条旋臂的质量还不到0.2%,此时原太阳对旋臂仍有很强的引力作用,同样旋臂也对原太阳有牵制作用,原太阳的自转受到滞后作用,转速渐渐减慢下来,把原太阳的角动量又转移到旋臂上,这时旋臂上物质只要角动量不足还会继续向中心旋落,但到达内旋臂处就不能再落下去了,因此内旋臂物质积累越来越多,而外旋臂物质相对减少了。当四条旋臂逐个达到开普勒轨道速度就演变成四道园环,园环位置按提丢斯—彼得定则分布,分别在木、土、天、海轨道位置上,它们的角动量占星云总角动量的99.5%,这就是太阳系角动量分布奇特的原因。以此种方式形成的拉普拉斯环不存在所需角动量不足的困难。 中心区坍缩成原太阳,物质密度增大,分子间相互碰撞频繁,产生的内部压强逐渐增大,使核心处物质挤压在一起形成星核,并释放大量能量,中心温度升高,增加的热能通过对流方式向外传播,星体呈现微微放热状态,整个星云体类似猎户座KL红外源区一样的天体。星云时期的快引力收缩过程历时很短,大约几千年,我们常说太阳有50亿年的历史,大概就从这时算起吧。
变星时期(包括慢引力收缩过程和耀变过程):星云形成四道园环后,绝大部分质量都集中在中心区百分之一天文单位范围内,物质密度大增,分子间相互碰撞更加频繁,温度升高,压强增大。当内部辐射压和自吸引力接近相等时出现准流体平衡,星体不再收缩或者仅有微小脉动收缩,太阳的雏型基本形成,中心是快速旋转的坚实星核,核外是辐射区,再往外到表面是对流层,原太阳逐渐转入慢引力收缩过程。
原太阳内部物质运动非常复杂,因物质是气态流体,与刚体大不一样,在自转中出现了许多复杂的运动状态,因惯性离心力的作用赤道物质有拉向扁平的趋势,两极处物质必向赤道方向流动,极处物质减少了,但引力的作用是维持球形水准面,所以也必有物质向两极处流去,以补充那里的物质不足,于是在赤道两侧形成旋转方向不同的涡流,并随物质流动渐渐靠近赤道,这就是有名的蝴蝶图,这种状态直保持到现在,如太阳黑子运动。随物质对流和自转相互作用,角动量向赤道转移,从而形成星体的较差自转。核心处高密高压和高温不断增加,扰乱了热平衡梯度,通过混合长把动能和热量向外传输,温度较低的物质向下沉,形成对流,并发展为从内到外的湍流。当中心温度上升到2000K时,氢不能保持分子状态,而变成原子,并吸收大量热能,促使压力骤降,抵不住引力,中心区崩陷为体积更小密度更大的内核,并产生强烈的射电辐射,这些能量辐射可从星体稀薄处穿过而到达星体表面,因而可形成一些亮条,这就是H——H式天体。
星体内部不仅有高速运动分子产生的热能,还有原子级释放的电磁能,核心温度更高,星体自转虽然减慢下来,但星核还是快速自旋,核区附近的等离子体也随之快速旋转,星体磁场产生了,磁力线从两极附近穿出,星体这时产生了射电辐射,而内部热能不断传送到表面,表面温度可达1000K,并放射红光,这种能量传递时起时伏,表面温度也就忽高忽低,表现的星等就是忽大忽小的变化。有时能量积累到一定程度还会发生猛烈地喷发,抛出物质,在几天之内星等可上升5、6个等级,这个时期相当于金牛T型变星期或者类似鲸鱼座UV型耀星期,即为耀变过程。
原太阳中心区的温度逐渐升高,当达到80万K时,氢被点燃发生核聚变,首先是氢和氘聚变为一个氦核,产生光子并释放大量核能,突然猛增千百倍能量,必将产生猛烈地喷发,星体亮度也就突然增亮好多倍,这就是耀星或新星爆发,原太阳进入耀变过程,在这期间内发生过多次猛烈地喷发,释放大量能量和抛射物质,并带走一部分角动量,比较大的喷发有四次。因太阳质量不算太大,就没有更大的全面爆发,仅仅是局部喷发而已。
喷发是从星体内部核反应区开始的,那里的星核自转非常快,可达每秒数百公里。物质具有极高的能量,因此喷出物高温高速,第一次喷出物的质量约是太阳质量的百万分之三,温度一万多度,喷出速度高达每秒616.5公里,呈熔融半流体状态,高速自旋,在飞离原太阳过程中边降温边减速,当它到达目前金星轨道处速度刚好与开普勒轨道速度同步,便留在轨道上绕原太阳运转。仅过几十年,原太阳又发生第二次喷发,喷出物比前次略多些,仍是高温熔融状态,高速自旋,初速度比前次略大,当它进入到现今的地球轨道处便绕原太阳运行。又过数百年,原太阳又发生第三次喷发,这时的星核温度进一步增高,达300万度,发生氘、锂、铍、硼等核反应,释放能量更大,喷出物质没有前两次多,但初速度却大些,其中最大的一个团块进入到现今的火星轨道上,更多的碎块遍布在木星和火星轨道之间,经过三次喷发,原太阳处于暂时休顿状态,持续几千年,但星体中心温度仍在继续升高,当达到700万度时发生四氢聚变氦的质子——质子反应,释放大量光子和能量,原太阳发生第四次猛烈喷发,这次喷发物是太阳质量的千万分之二,初速度比前三次都大,因此飞出更远,其中一块较大的喷出物撞击在天王星边缘,溅起的物质碎块抵达海王星轨道处,更多的碎块遍布太阳系空间,有的飞出海王星的外侧。这时原太阳表面温度上升到数千度,放热发光。一个光芒四射的恒星即将诞生。原太阳在变星时期大约有4亿年。
主序星时期(包括氢燃烧过程和未发生的氦燃烧过程):原太阳经过几次耀变逐渐趋于稳定状态,进入氢燃烧过程,释放核能,星核中心核反应区温度可达1500万度,核反应出现碳氮循环反应,但大量的还是质子——质子反应,核中心密度达160克/厘米3,中心压力3.4×1016帕,抵住星体的引力收缩,达到新的热平衡梯度,不再发生喷发现象,进入相对稳定期。这时星体表面温度达5770K,成为G型星,太阳辐射主要是电磁辐射和带电粒子流,外层大气不断发射的稳定粒子流——即太阳风,驱散星周物质,使太阳更加明朗了,成为一颗年轻的主序星。太阳在主序星期已有46亿年了。太阳活动仍在继续中,表现为11年一个周期,说明太阳还在继续演化中。当太阳中心温度达到1亿度,氦核聚变为碳核和氧核反应,进入氦燃烧过程。
类木行星和规则卫星的形成:原始星云在快引力收缩过程形成的四道园环,恰在海、天、土、木四颗类木行星的轨道上,环内物质受中心天体的引力作用有向内运动的趋势,还受惯性离心力作用有向外运动的趋势,同时还有开普勒较差转动的影响,必造成环物质形成大大小小的涡流,并相互碰撞和兼并,由小涡流变成大漩涡,最后形成一个带有若干条旋臂(至少有四条大旋臂)的大旋涡和孤立的小漩涡,物质向漩涡中心汇聚,形成中心引力区,加快了引力收缩,自转速度更快了,惯性离心力也就更大了,当离心力和中心体引力平衡时,星体就不再收缩,旋臂的旋转速度达到开普勒轨道速度时就演变成卫星园环,形成阔边帽式的天体,又经过引力吸积,清除行星轨道环上的物质,逐渐演变成原行星。 原始星云密度是梯度分布,越往里密度越大,外部密度小,还因部分物质向内转移,所以外侧两道环形成的两颗行星质量就小,这就是海王星和天王星,内侧两道环形成的两颗行星质量就大,这就是土星和木星,各行星内部都有坚实的星核,温度高达数千度,最高可达3万度,中心压力为1012帕以上,但还不够点燃氢的条件,没有发生核聚变反应,产能机制仍然是引力势能转变而来的热能和释放原子级的电磁能,星核的高速旋转形成磁场,内部热能通过对流传送到星体表面,因此类木行星都有放热现象和强度不同的射电辐射。木星的大红斑便是内部热能向外传输过程中形成的涡流,类木行星表面温度都很低,呈液态状,因星体是在收缩过程中形成的,为保持角动量守恒,自转就快一些。
中心体形成行星之后,周围的卫星园环在远离洛希极限处只要达到洛希密度都可以形成卫星,孤立的小漩涡也能形成小卫星,这样的卫星都是规则卫星,但在洛希极限附近及内侧受本星体的潮汐作用,不会形成卫星,只能以环的形式存在,因此四颗类木行星最初都有一个庞大壮观的光环。
类地行星、月球和冥王星等的形成:原太阳在耀变过程有四次猛烈地喷发,高温熔融半流体状的喷出物在进入金星、地球和火星轨道处绕原太阳旋转,成为原行星。在金星轨道的原行星质量约为5.2×1027克,半径6165公里,自转周期2.72小时,自转线速度为3.95公里/秒,由于原星体是从高温熔融状态凝固而成,所以星体成粘稠状,粘滞系数很大,这时星体内部还没有发生分异作用,在高速自旋中受惯性离心力的作用将星体拉成长球形,同时在原太阳引力的长期摄动下,长球形又逐渐变成一端大一端小的纺锤形,随时间推移,纺锤形被拉开形成两颗姊妹星,一大一小,互相绕着转。根据角动量守恒原理,二星距离逐渐增大,绕转速度就变慢,当二星相距60万公里时,它们绕质心的自转几乎和绕太阳的公转同步。当二星距离接近61.6万公里时,小星绕到大星的内侧(即靠近原太阳这边),太阳对小星的引力等于两颗姐妹星之间的引力,小星就不再转到大星的外侧了,而是二星共同绕原太阳公转,这时二星自转周期与公转周期相等。但开普勒轨道是离太阳近速度大,离太阳远速度小,在内侧的小星轨道速度比大星轨道速度大,小星逐渐运行到大星的前面,同时在引力磨擦作用下将大星拉转成逆向自转,而自身也拉成顺向自转,但自转很慢,随时间推移,小星渐渐离开原有轨道而进入一条新的绕太阳轨道,又经过若干周期形成了今天的水星轨道,原有的姊妹星变成了金星和水星。因此水星的偏心率和倾角都大,自转周期略小于公转周期,而留在原轨道上的大星就是金星,它被拉成逆向自转,同时拉斜一点,倾角略微偏大一些。
进入到地球轨道的第二次喷出物质量是6.05×1027克,半径为6444公里,自转周期5小时,自转线速度2.2公里/秒,和上次同样,从高温熔融状态凝固而成,星体内刚好要发生分异作用,受快速自转的离心力作用和太阳的摄动,也是分离成一大一小的姊妹星,互绕质心共同转动,由于太阳长期摄动,二星距离渐渐拉大,自转也就逐渐变慢,直到今天地球和月球的位置,地球自转周期为24小时,月球自转和绕地球公转同步,总是一面朝向地球。地月分离证据可在月球上找到,在月球朝向地球一面有个300米高的突起部分便是地月分离处的证据,地球上的分离处不易看到,其位置可能在非洲,而不象有的人所说月球是从太平洋分离出去的,如今月球仍以每年3厘米的速度远离地球,可以推想再过若干万年月球也会从地球身边跑掉,而进入太阳系内成为一颗新行星。
原太阳的第三次喷出物有一大块进入火星轨道后形成了火星和火星卫星,但是火星的卫星后来遭受一次小行星的猛烈碰撞,将它撞裂,并使轨道向火星方向内移,形成了今天的火卫一,另一碎块成为火卫二。
喷出物还有大量碎块进入火星和木星轨道之间,逐渐冷凝形成小行星。
还有一些碎块被类木行星俘获形成不规则卫星,当然也有碎块和尘埃进入光环和降落在其它天体上。
原太阳第四次喷发比前三次猛烈得多,喷出物数量与第三次的差不多,初速度较大,喷出的物质遍布整个太阳系空间,其中有一大团块快速自旋,质量约是冥王星的30倍,以617.49公里/秒的速度从原太阳喷发而出,进入到天王星轨道时正从天王星自转轴上方斜冲下来,撞击在天王星边缘上,把它的角动量传递给天王星,并随天王星一起转动98°角,使天王星躺在轨道上自转,同时在撞击处溅起两大块物质和若干碎块,在从天王星区飞出时形成一列,速度逐渐减慢下来,在进入海王星轨道时,前面一个质量为1.3×1025克,速度为4.7公里/秒,紧跟在后面的一块质量为1。77×1024克,还有一些碎块,最后面的一个质量为2.2×1025克,速度为4。4公里/秒,它们正好从海王星内侧(靠近太阳的一边)相距36万公里处飞过,而这个位置恰是海王星卫星的开普勒轨道,所以它们又被海王星俘获为卫星,并从海王星前面绕过来,成为逆行轨道卫星,而前面的一个因为速度略大,形成的轨道偏心率就大,它的远星点必在朝向太阳的方向,也许经过几个周期(或者仅一个周期),当它到达海王星的远星点时恰受太阳引力作用又绕太阳运转,成为太阳的一颗新行星,这就是冥王星,同时把它后面紧随而来的那个小块一同带走,成为绕冥王星的一颗卫星卡戎,所以冥王星轨道才有17°倾角和0.25的偏心率,其轨道又与海王星轨道有交会处。当然那个质量为2.2×1025克的大块就绕海王星逆行,成为海卫一了。海卫一上面少有陨坑,说明它是较后期形成的,缺少陨星撞击。
第四次喷发出来的碎块物质遍布整个太阳系空间,有的被大行星俘获成为卫星,有的降落在各天体上变成陨星,还有的进入到四颗类木行星的光环里和小行星带里,还有一部分飞到海王星外侧,形成柯伊伯带。当然不排除后来有少量的彗星物质也进入到柯伊伯带里,估计还会有一些碎块飞出太阳系。
2006-11-19
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太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
太阳系资料
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
太阳是50亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩而成的,它的寿命约为100亿年。
你可以把整个太阳系想象成一个缩小一亿倍的模型,此时地球直径大概只有1.3公分长,还没有一个1元硬币大,而月球的公转半径则有30公分长,它们距离直径1.5公尺的太阳有150公尺远;像哈蜜瓜大小的木星距太阳750公尺远;橘子大小的土星距太阳1.5公里远;柠檬大小的天王星和海王星则分别在3公里及4.5公里远处......在这个模型中,人的大小就像是个原子,而离太阳系最近的恒星则在4万公里之外!在2003年的8月26日,美国NASA将向太空这发射一颗耗资12亿美元的新一代红外线天文望远镜,寻找一颗被称做灭绝地球的“复仇女神”的太阳伴星。
1846年,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”,这意味着科学家们只有两种选择∶要么重写牛顿的物理定律,要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象,结果天文学家们发现了“海王星”的存在。今天,科学家们又遇到了相同的难题,研究彗星轨道长达20年之久的美国路易斯安那大学的数名天文学家发现,一些经过太阳系的彗星轨道也存在“重力影响”现象,这种异常现象只能用一种理由来解释∶那就是在太阳系边缘,还存在着一颗以前从未被科学家们所知的太阳伴星或行星。
有科学家提出惊人假设,在我们太阳系边缘的黑暗地带,存在着一颗以前从未为世人所知的太阳伴星——褐矮星,也就是在我们的太阳系内拥有两颗恒星∶一颗是太阳,另一颗就是这颗仍未被现有太空望远镜探测到的褐矮星——它跟太阳互相绕着彼此旋转。
美国科学家于2002年发现了一个类似星球的新物体。其位置在冥王星外5亿公里的地方。它正围绕太阳旋转,每288年转一圈。 这个新发现物体的直径约1280公里,为地球直径的十分之一,是自72年前发现冥王星以来太阳系的最大发现。
这个新物体是美国加利福尼亚理工大学研究人员布朗及其同事特鲁希略在2002年6月4日发现的。其大小是所有小行星的总和。
此星体是用加利福尼亚帕洛玛天文台的望远镜发现的,后来又用哈勃太空望远镜对进行了研究。天文学家将这个新物体暂时取名"夸欧尔",编号为"2002 L
太阳系形成
一般认为太阳系是由一团星云在距今约四十六亿年前由于自身引力的作用逐渐凝聚而成的,它是一个在很大范围内由多个天体按一定规律排列组成的天体系统。这个太阳王国的成员包括一颗恒星、九大行星、至少六十三颗卫星、约一百万颗小行星和无数的彗星等。
九大行星是太阳系的主要成员,按离太阳的距离由近及远的顺序依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。他们都在接近同一平面的近图形轨道上以同一方向自西向东饶太阳公转。九大行星除水星和金星外,都有天然卫星相随,现已探测到的太阳系卫星总数约68颗。木星、土星、天王星和海王星还有环带。
太阳系九大行星,按离太阳的距离(从左到右)由近及远依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。 形成
在我们所属的银河系中,大约有2千亿颗各类不同的星星。虽然复杂,却以一定的秩序在运转着。大约在46亿年前,在银河系的某个地方,有颗超新星发生爆炸。爆炸引发了强烈的震波,扩散到整个星际云,导致星际云的密度不平均。在星际云的某个部份密度提高,最后开始收缩,形成了原始太阳系星云。在持续收缩中,中心部份的温度逐渐升高,就诞生了原始的太阳。原始太阳系星云开始像圆盘一般,绕着原始太阳一直旋转。
当收缩结束,原始太阳系星云就开始冷却,矿物粒子也凝结沉淀在圆盘的赤道面上。然后,矿物粒子又分裂成许多团块,形成了无数个直径10公里左右的「微行星」小天体。微行星一再剧烈撞击、合并,有些被撞碎了,有些却撞成一团,就逐渐发展为原始行星。就这样,拥有九个行星的太阳系诞生了。
而太阳系就是指太阳,和它附近的一些行星、卫星、彗星,还有许多小行星、微粒与气体等行星间物质。
太阳系组成
整个太阳系共有九颗行星,它们差不多在同一平面上,绕着太阳依近于圆形的椭圆轨道运行。我们以地球绕行太阳轨道的平均半径(约一亿五千万公里)为一天文单位(描述太阳系最常用的距离单位),那么,水星、金星、地球、火星的轨道半径,分别是0.4、0.7、1、1.5个天文单位;而木星、土星、天王星、海王星和冥王星的轨道半径,分别是5.2、9.5、10.9、30、40个天文单位。至于彗星的轨道半径就不同了,它不但形状狭长,而且轨道面和其它行星的轨道面常成相当大的角度。另外,大阳系中还有小行星,绝大多数的小行星位于火星和木星之间的「九大行星的小行星带」
九大行星中,一般把水星、金星、地球和火星称为类地行星,它们的共同特点是其主要由石质和铁质构成,半径和质量较小,但密度较高。把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星,它们的共同特点是其主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径均远大于地球,但密度却较低。冥王星是特殊的一颗行星。
行星离太阳的距离具有规律性,即从离太阳由近到远计算,行星到太阳的距离(用a表示)a=0.4+0.3*2n-2(天文单位)其中n表示由近到远第n个行星(详见上表)地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自转周期为12小时到一天左右,但水星、金星、冥王星自转周期很长,分别为58.65天、243天和6.387天,多数行星的自转方向和公转方向相同,但金星则相反。
除了水星和金星,其它行星都有卫星绕转,构成卫星系。
在太阳系中,现已发现1600多颗彗星,大多数彗星是朝同一方向绕太阳公转,但也有逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化。
太阳系中还有数量众多的大小流星体,有些流星体是成群的,这些流星群是彗星瓦解的产物。大流星体降落到地面成为陨石。
太阳系是银河系的极微小部分,它只是银河系中上千亿个恒星中的一个,它离银河系中心约8.5千秒差距,即不到3万光年。太阳带着整个太阳系绕银河系中心转动。可见,太阳系不在宇宙中心,也不在银河系中心。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
太阳系资料
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
太阳是50亿年前由星际云瓦解后的一团小云塌缩而成的,它的寿命约为100亿年。
你可以把整个太阳系想象成一个缩小一亿倍的模型,此时地球直径大概只有1.3公分长,还没有一个1元硬币大,而月球的公转半径则有30公分长,它们距离直径1.5公尺的太阳有150公尺远;像哈蜜瓜大小的木星距太阳750公尺远;橘子大小的土星距太阳1.5公里远;柠檬大小的天王星和海王星则分别在3公里及4.5公里远处......在这个模型中,人的大小就像是个原子,而离太阳系最近的恒星则在4万公里之外!在2003年的8月26日,美国NASA将向太空这发射一颗耗资12亿美元的新一代红外线天文望远镜,寻找一颗被称做灭绝地球的“复仇女神”的太阳伴星。
1846年,天文学家注意到天王星以一种与牛顿第一定律相矛盾的规律偏离正常轨道“摆动”,这意味着科学家们只有两种选择∶要么重写牛顿的物理定律,要么“发明”一颗新的行星来解释这种奇怪的重力拖曳现象,结果天文学家们发现了“海王星”的存在。今天,科学家们又遇到了相同的难题,研究彗星轨道长达20年之久的美国路易斯安那大学的数名天文学家发现,一些经过太阳系的彗星轨道也存在“重力影响”现象,这种异常现象只能用一种理由来解释∶那就是在太阳系边缘,还存在着一颗以前从未被科学家们所知的太阳伴星或行星。
有科学家提出惊人假设,在我们太阳系边缘的黑暗地带,存在着一颗以前从未为世人所知的太阳伴星——褐矮星,也就是在我们的太阳系内拥有两颗恒星∶一颗是太阳,另一颗就是这颗仍未被现有太空望远镜探测到的褐矮星——它跟太阳互相绕着彼此旋转。
美国科学家于2002年发现了一个类似星球的新物体。其位置在冥王星外5亿公里的地方。它正围绕太阳旋转,每288年转一圈。 这个新发现物体的直径约1280公里,为地球直径的十分之一,是自72年前发现冥王星以来太阳系的最大发现。
这个新物体是美国加利福尼亚理工大学研究人员布朗及其同事特鲁希略在2002年6月4日发现的。其大小是所有小行星的总和。
此星体是用加利福尼亚帕洛玛天文台的望远镜发现的,后来又用哈勃太空望远镜对进行了研究。天文学家将这个新物体暂时取名"夸欧尔",编号为"2002 L
太阳系形成
一般认为太阳系是由一团星云在距今约四十六亿年前由于自身引力的作用逐渐凝聚而成的,它是一个在很大范围内由多个天体按一定规律排列组成的天体系统。这个太阳王国的成员包括一颗恒星、九大行星、至少六十三颗卫星、约一百万颗小行星和无数的彗星等。
九大行星是太阳系的主要成员,按离太阳的距离由近及远的顺序依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。他们都在接近同一平面的近图形轨道上以同一方向自西向东饶太阳公转。九大行星除水星和金星外,都有天然卫星相随,现已探测到的太阳系卫星总数约68颗。木星、土星、天王星和海王星还有环带。
太阳系九大行星,按离太阳的距离(从左到右)由近及远依次是:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。 形成
在我们所属的银河系中,大约有2千亿颗各类不同的星星。虽然复杂,却以一定的秩序在运转着。大约在46亿年前,在银河系的某个地方,有颗超新星发生爆炸。爆炸引发了强烈的震波,扩散到整个星际云,导致星际云的密度不平均。在星际云的某个部份密度提高,最后开始收缩,形成了原始太阳系星云。在持续收缩中,中心部份的温度逐渐升高,就诞生了原始的太阳。原始太阳系星云开始像圆盘一般,绕着原始太阳一直旋转。
当收缩结束,原始太阳系星云就开始冷却,矿物粒子也凝结沉淀在圆盘的赤道面上。然后,矿物粒子又分裂成许多团块,形成了无数个直径10公里左右的「微行星」小天体。微行星一再剧烈撞击、合并,有些被撞碎了,有些却撞成一团,就逐渐发展为原始行星。就这样,拥有九个行星的太阳系诞生了。
而太阳系就是指太阳,和它附近的一些行星、卫星、彗星,还有许多小行星、微粒与气体等行星间物质。
太阳系组成
整个太阳系共有九颗行星,它们差不多在同一平面上,绕着太阳依近于圆形的椭圆轨道运行。我们以地球绕行太阳轨道的平均半径(约一亿五千万公里)为一天文单位(描述太阳系最常用的距离单位),那么,水星、金星、地球、火星的轨道半径,分别是0.4、0.7、1、1.5个天文单位;而木星、土星、天王星、海王星和冥王星的轨道半径,分别是5.2、9.5、10.9、30、40个天文单位。至于彗星的轨道半径就不同了,它不但形状狭长,而且轨道面和其它行星的轨道面常成相当大的角度。另外,大阳系中还有小行星,绝大多数的小行星位于火星和木星之间的「九大行星的小行星带」
九大行星中,一般把水星、金星、地球和火星称为类地行星,它们的共同特点是其主要由石质和铁质构成,半径和质量较小,但密度较高。把木星、土星、天王星和海王星称为类木行星,它们的共同特点是其主要由氢、氦、冰、甲烷、氨等构成,石质和铁质只占极小的比例,它们的质量和半径均远大于地球,但密度却较低。冥王星是特殊的一颗行星。
行星离太阳的距离具有规律性,即从离太阳由近到远计算,行星到太阳的距离(用a表示)a=0.4+0.3*2n-2(天文单位)其中n表示由近到远第n个行星(详见上表)地球、火星、木星、土星、天王星、海王星的自转周期为12小时到一天左右,但水星、金星、冥王星自转周期很长,分别为58.65天、243天和6.387天,多数行星的自转方向和公转方向相同,但金星则相反。
除了水星和金星,其它行星都有卫星绕转,构成卫星系。
在太阳系中,现已发现1600多颗彗星,大多数彗星是朝同一方向绕太阳公转,但也有逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化。
太阳系中还有数量众多的大小流星体,有些流星体是成群的,这些流星群是彗星瓦解的产物。大流星体降落到地面成为陨石。
太阳系是银河系的极微小部分,它只是银河系中上千亿个恒星中的一个,它离银河系中心约8.5千秒差距,即不到3万光年。太阳带着整个太阳系绕银河系中心转动。可见,太阳系不在宇宙中心,也不在银河系中心。
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太阳系
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
太阳系
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
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太 阳 系 的 由 来
太阳系起源包含两个基本问题:太阳系中形成行星的物质从何而来和行星是怎样形成的。围绕这两个问题,产生了各种各样的学说。
1755年,德国哲学家康德(Immanuel Kant)首先提出了太阳系起源的星云假说。他认为,太阳系是由原始星云按照万有引力定律演化而成。在这个原始星云中,大小不等的固体微粒在万有引力的作用下相互接近,大微粒吸引小微粒形成较大的团块,团块又陆续把周围的微粒吸引过来,这样,团块越来越大,而“天体在吸引最强的地方开始形成”。引力最强的中心部分吸引的物质最多,先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向其下落时,与其它微粒碰撞而改变方向,变成绕太阳作圆周运动;运动中的微粒又逐渐形成引力中心,最后凝聚成朝同一方向转动的行星。41年后,法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace)也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。与康德的星云说不同之处在于,他认为太阳系是由炽热气体组成的星云形成的。气体由于冷却而收缩,因此自转加快,离心力也随之增大,于是星云变得十分扁平。在星云外缘,离心力超过引力的时候便分离出一个圆环,这样反复分离成许多环。圆环由于物质分布不均匀而进一步收缩,形成行星,中心部分形成太阳。继星云说之后,又相继出现了“灾变说”、“俘获说”等理论。
随着现代天体物理学和物理学的发展,特别是恒星演化理论的建立,产生了现代星云说,并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算,提出它的主要观点:太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个小云,一开始就在自转,并在自身引力作用下收缩,中心部分形成太阳,外部演化成星云盘,星云盘以后形成行星。目前,现代星云说又存在不同学派,这些学派之间还存在着许多差别,有待进一步研究和证实。
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
太阳系
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
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太 阳 系 的 由 来
太阳系起源包含两个基本问题:太阳系中形成行星的物质从何而来和行星是怎样形成的。围绕这两个问题,产生了各种各样的学说。
1755年,德国哲学家康德(Immanuel Kant)首先提出了太阳系起源的星云假说。他认为,太阳系是由原始星云按照万有引力定律演化而成。在这个原始星云中,大小不等的固体微粒在万有引力的作用下相互接近,大微粒吸引小微粒形成较大的团块,团块又陆续把周围的微粒吸引过来,这样,团块越来越大,而“天体在吸引最强的地方开始形成”。引力最强的中心部分吸引的物质最多,先形成太阳。外面的微粒在太阳吸引下向其下落时,与其它微粒碰撞而改变方向,变成绕太阳作圆周运动;运动中的微粒又逐渐形成引力中心,最后凝聚成朝同一方向转动的行星。41年后,法国著名的数学家和天文学家拉普拉斯(Pierre Simon Laplace)也独立提出了关于太阳系起源的星云假说。与康德的星云说不同之处在于,他认为太阳系是由炽热气体组成的星云形成的。气体由于冷却而收缩,因此自转加快,离心力也随之增大,于是星云变得十分扁平。在星云外缘,离心力超过引力的时候便分离出一个圆环,这样反复分离成许多环。圆环由于物质分布不均匀而进一步收缩,形成行星,中心部分形成太阳。继星云说之后,又相继出现了“灾变说”、“俘获说”等理论。
随着现代天体物理学和物理学的发展,特别是恒星演化理论的建立,产生了现代星云说,并逐渐占了主导地位。现代星云假说根据观测资料和理论计算,提出它的主要观点:太阳系原始星云是巨大的星际云瓦解的一个小云,一开始就在自转,并在自身引力作用下收缩,中心部分形成太阳,外部演化成星云盘,星云盘以后形成行星。目前,现代星云说又存在不同学派,这些学派之间还存在着许多差别,有待进一步研究和证实。
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太阳系
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
太阳系是由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星和行星际物质构成的天体系统,太阳是太阳系的中心。在庞大的太阳系家族中,太阳的质量占太阳系总质量的99.8%,九大行星以及数以万计的小行星所占比例微忽其微。它们沿着自己的轨道万古不息地绕太阳运转着,同时,太阳又慷慨无私地奉献出自己的光和热,温暖着太阳系中的每一个成员,促使他们不停地发展和演变。
在这个家族中,离太阳最近的行星是水星,向外依次是金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们当中,肉眼能看到的只有五颗,对这五颗星,各国命名不同,我国古代有五行学说,因此便用金、木、水、火、土这五行来分别把它们命名为金星、木星、水星、火星和土星,这并不是因为水星上有水,木星上有树木才这样称呼的。而欧洲呢,则是用罗马神话人物的名字来称呼它们。近代发现的三颗远日行星,西方按照以神话人物名字命名的传统,以天空之神、海洋之神和冥土之神的名称来称呼它们,在中文里便相应译为天王星、海王星和冥王星。
九大行星与太阳按体积由大到小排序为太阳、木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、水星、冥王星。它们按质量、大小、化学组成以及和太阳之间的距离等标准,大致可以分为三类:类地行星〈水星、金星、地球、火星〉;巨行星〈木星、土星〉;远日行星〈天王星、海王星、冥王星〉。它们在公转时有共面性、同向性、近圆性的特征。在火星与木星之间存在着数十万颗大小不等,形状各异的小行星,天文学把这个区域称为小行星带。除此以外,太阳系还包括许许多多的彗星和无以计数的天外来客——流星。
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太阳系中的九大行星,按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。它们到太阳的平均距离符合提丢斯—波得定则。按性质不同可分为三类:类地行星(水星、金星、地球、火星)体积和质量较小,平均密度最大,卫星少;巨行星(木星、土星)体积和质量最大,平均密度最小,卫星多,有行星环,自身能发出红外辐射;远日行星(天王星、海王星、冥王星)的体积、质量、平均密度和卫星数目都介于前两者之间,天王星和海王星也存在行星环。九大行星都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上,朝同一方向绕太阳公转,即行星的轨道运动具有共面性、近圆性和同向性,只有水星和冥王星稍有偏离。太阳的自转方向也与行星的公转方向相同。地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期都在10-24小时左右,但水星、金星和冥王星的自转周期分别为58.6天、243天和6.4天。多数大行星的自转方向与公转方向相同,但金星则相反,而天王星的自转轴与轨道面的交角很小,呈侧向自转。除水星和金星外,其他大行星都有自己的卫星。
太阳系内还存在为数众多的小质量天体,主要集中在火星和木星的轨道之间。已准确测出轨道并正式编号的小行星有3000多颗,可分为碳质小行星和石质小行星两类,其质量总和约为地球的万分之四。目前已发现的彗星约有1700颗,其轨道倾角和离心率彼此相差很大,有些彗星的轨道是双曲线的或抛物线的,一些长周期或非周期彗星是逆向公转的。太阳系内还有多得难以计数的流星体,有些流星体成群分布,称流星群,已证实一些流星群是彗星瓦解的产物。流星体一旦落入地球大气层便成为流星,大的流星体落到地面成为陨石。另外,在行星际空间还弥散着稀薄的气体和尘埃,主要集中在黄道面附近,晴朗无月的夜晚可观测到的黄道光就是由它们产生的。
太阳系内还存在为数众多的小质量天体,主要集中在火星和木星的轨道之间。已准确测出轨道并正式编号的小行星有3000多颗,可分为碳质小行星和石质小行星两类,其质量总和约为地球的万分之四。目前已发现的彗星约有1700颗,其轨道倾角和离心率彼此相差很大,有些彗星的轨道是双曲线的或抛物线的,一些长周期或非周期彗星是逆向公转的。太阳系内还有多得难以计数的流星体,有些流星体成群分布,称流星群,已证实一些流星群是彗星瓦解的产物。流星体一旦落入地球大气层便成为流星,大的流星体落到地面成为陨石。另外,在行星际空间还弥散着稀薄的气体和尘埃,主要集中在黄道面附近,晴朗无月的夜晚可观测到的黄道光就是由它们产生的。
参考资料: http://tech.sina.com.cn
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