太阳系的成员
太阳系主要成员有:太阳、 九大行星 、柯伊伯带与欧特云。
全部成员:
太阳(Sun)
水星(Mercury)
金星(Venus)
地球(Earth)
火星(Mars)
小行星(Asteroids)
木星(Jupiter)
土星(Saturn)
天王星(Uranus)
海王星(Neptune)
冥王星(Pluto)
彗星(Comets)
欧特云(Oort cloud)
柯伊伯带(Kuiper Belt)
星体(Meteoroid)
类地行星与类木行星
太阳系的行星大致可分为两大类:
类地行星
成员包括有水星、金星、地球、火星。
是小而密的岩石世界,具有较稀少的大气。
内部结构 :中心有金属核心,外为石质的地壳所包围,表面有相当多的坑洞,平均密度约为3-5 g/cm3 。
类木行星
成员包括有木星、土星、天王星、海王星。
是体积大、质量大、但是密度小的气体世界,具有浓密的大气。平均密度约≦1.75 g/cm3,土星的密度约为0.7 g/cm3,木星质量约为地球的318 倍。
结构 :由内而外,中心有岩石核心、液态金属氢、液态分子氢、充满气体的大气层,表面有漩涡状的云层。另有行星环 及为数众多的卫星环绕着。
太阳系的残渣
小行星带
是微小的岩石世界,
是由一些无法形成行星的物质所组成的。
大部份散布在距离太阳2.8AU 处,亦即火星与木星之间。
彗星
主要分为彗核与彗尾两部分:
彗核:由冰、二氧化碳与尘埃所组成"脏雪球" (dirty snowball),直径约几十公里。
彗尾:太阳的辐射蒸发冰,放出气体与尘埃,再经太阳风与太阳光压的推送而形成的。
流星体(Meteoroid)
在太阳系的太空中飘游的微小行星。
流星(Meteors)
流星体经过大气时,因与空气摩擦而发出短暂的光芒者。
陨石(Meteorite) :流星掉落地面者。
柯伊伯带与欧特云
柯伊伯带与欧特云都是彗星的出生地。
柯伊伯带(Kuiper Belt)
界于冥王星与奥特云之间,呈带状分布的冰晶,是短周期彗星的诞生地。
欧特云
在距离太阳五万天文单位到一光年之间,呈球壳状分布的冰晶,是长周期彗星的诞生地。
太阳系的主要特性 回大纲
公转
所有行星的公转都是以逆时钟方向运行,而中央的太阳也是以相同的方向自转。除了水星、冥王星的公转轨道与黄道面的夹角分别为7°、17.2°、其它行星的公转轨道与黄道面的夹角都小于3.4°。除了水星、冥王星外,其余行星的公转轨道都很接近圆形。(参见附表:太阳系的重要数据)
这些资料告诉我们:太阳系很像是逆时针自转的盘子。 。
自转
行星的自转大都是以逆时钟方向运行,和太阳类似,只有金星、天王星是以顺时钟方向运行。
行星的自转轴与黄道面法线的夹角小于30°,只有天王星较特殊为98°。(参见附表:太阳系的重要数据)
Titius -Bode 规则
Johann Titius (1766) 与Johann Bode(1772) 找出行星。与太阳之间距离的规则、其中包括了小行星带,但是无法包括海王星。
这些资料告诉我们:行星的形成是来自于一些有序的过程 。
卫星系统
除了水星与金星外,其余的行星都有一个以上的卫星,卫星绕行星运行与自转,与太阳系大约一致,这些行星—卫星系统像是具体而微的小太阳系。
行星组成的差异
内行星(水星、金星、地球、火星):
体积小而密度高的岩石世界 ,大气稀薄。
外行星(木星、土星、天王星、海王星):
体积大、质量大,密度小的气体世界。
残渣
太阳系的外围有柯伊伯带与欧特云,太阳系"化石"—彗星的来源。
太阳系的年龄
最古老的地球岩石,年龄约39 亿年。
最古老的月岩,年龄约45 亿年。
陨石的年龄约46 亿年。
恒星演化理论推断太阳的年龄约46 亿年。
这些资料告诉我们:太阳系的成员大致有相同的年龄~50 亿年。
太阳系的起源 回大纲
在此我们将根据太阳系的主要特性来推论太阳系的起源。我们将先说明太阳系中物质的来源,接着谈一谈太阳系的诞生与行星是如何形成的。
太阳系中物质的来源
较轻的元素(如氢与氦)是宇宙大爆炸之后所留下来的,约25% 的氦,75% 的氢,与极少量的其它元素。
在霹雳爆炸后,接着物质形成,物质再聚集一起,形成星系(galaxy ) 与恒星。
在恒星的内部产生核融合,辐射出能量并制造较重的元素。
经由超新星爆炸产生比铁还重的元素,进而将重元素散布到太空中。这意味着:
Stars have died that we might live 。
太阳系的诞生
一星际云气由于本身的重力影响开始塌缩,塌缩使得云气变扁平而且转速愈快,最后,变成一扁平而盘状的云气绕着一开始发光的恒星(太阳)。
观测证据
IRAS 测得织女星附近的恒星,都被球壳状的云气(尘埃)所包围着。
智利的Las Campanas 天文台,测得到βPictoris 被一盘状的云气所包围着。
猎户座大星云的原恒星 。
凝结序列(condensation sequence)
不同的物质会在不同的温度区域(离太阳远近)凝结。例如金属会在温度较高处凝结,甲烷会被热辐射吹到温度较低处才凝结。这说明了类地行星与类木行星的差别,也说明行星的形成是来自于一些有序的过程。
行星的形成
类地行星是经由碰撞聚集固态的物质颗粒成为微小行星,再聚集微小行星形成的。
类木行星以水冰相互吸附为起点,质量够大后,进一步吸附氢、甲烷,形成气体行星。
卫星系统的形成
类木行星的卫星,是外围的气态物质,因局部涡流而形成盘状,后来的产生而凝聚形成的。使得类木行星基本上表现的类似一个小太阳系,有许多卫星环绕着。而类木卫星的公转与自转也和太阳系相似。
柯伊伯带与欧特云的形成
太阳热辐射,将行星及小行星之外的其它星际尘埃吹离太阳。类木行星也将部份附近的残渣,经由重力协助,抛到太阳系外围,形成欧特云与柯伊伯带。
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