TUhjnbcbe - 2024/10/31 17:32:00
朋友们大家好，从今天开始，我们将为大家介绍我们所居住的太阳系。如果你对天文学还没有了解，那么通过本专栏的通俗讲解，你将会跟我们一起步入天文的殿堂；如果你已经学过了一点天文学知识，那你也将能够通过我们新角度的介绍，了解一些关于太阳系的有趣知识。太阳系，顾名思义，是以太阳为主宰的宇宙系统，除了太阳之外还包括八大行星、矮行星、小行星、卫星、彗星以及无数小天体。在太阳系中，太阳的质量占据了总质量的99.86%，拥有着绝对的权威。由于万有引力和质量成正比，因此太阳能够将太阳系所有天体都笼络在自己周围，绕自己公转（卫星除外）。而且，如此强大的质量，让太阳的引力范围远远超过了它本身的尺寸。目前的理论认为，太阳的引力范围甚至可能已经延伸到了1.5光年以外，这个距离是它自身半径的约万倍！整个太阳系形成于大约46亿年前，是从一片星云中形成的。说起来，这片星云是上一代恒星的产物，它所爆发出来的物质重新凝聚，形成了太阳系天体。你今天戴的首饰中的黄金，很可能是这颗恒星在超新星爆发中生成的。大约在46亿年前，太阳系所在的位置还是一片充斥着星际尘埃和气体的空间，它们稳定地弥散在这里，毫无波澜。有一天，在静电力的作用下，有极少数的物质靠在了一起，打破了平衡。根据万有引力定律，这里的质量增加会导致引力增加，从而通过引力吸引其他物质靠近。于是，就像滚雪球一样，越来越多的物质靠在一起。当它突破一个极限的时候（这个数字将在木星一章介绍），核心处开始了核聚变，这就是太阳。太阳的吸积过程并没有停止，而是继续吸引物质向自己下落。但与此同时它的辐射开始产生向外的推力，直到有一天，两种力达到了平衡，太阳的生长到此结束。不过，在太阳的周围，也开始出现了不稳定的情况。太阳的出现不仅打破了自己范围内的引力平衡，也让方圆1.5光年以内的区域都出现了波动。在同样的方式下，剩余的物质也开始凝聚，最终形成了八大行星及其卫星，还有今天我们在太阳系内所看到的几乎所有天体。八大行星中，由靠近太阳由近到远的距离依次是水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星和海王星，其中天王星和海王星都是通过望远镜发现的。根据行星组成成分的不同，天文学家把前四颗行星归类为类地行星，后四颗行星归类为类木行星。另外，如果再加以细分，木星和土星又可以归类为气体巨星，天王星和海王星又可以归类为冰巨星。在这八颗行星中，金星和地球、木星和土星、天王星和海王星这三对行星，又因为体积、质量、组成成分的高度相似，被称为太阳系的三对“双胞胎”。17世纪，著名的天文学家开普勒根据当时的理论和对当时已知6颗行星的研究，提出了著名的行星三大定律，分别是：椭圆定律：所有的行星都是沿着椭圆轨道绕太阳公转，并且太阳位于其中一个焦点上；面积定律：行星和太阳之间做一条虚拟的线段，在行星公转过程中，不论什么位置，相同时间内扫过的面积相等；调和定律：任意两颗行星绕太阳的公转周期的平方和轨道半长轴的三次方成正比。开普勒的行星三大定律是天文学研究的重要基础，是当时的重要研究成果，也是今天高中物理学的重点课程。而且，这三大定律不仅适用于太阳系的行星，也适用于卫星，以及系外行星系统。在太阳系中，除了卫星以外的所有天体都绕太阳公转。但是，在银河系中，太阳也要变成“小弟”绕着“大哥”公转，这个“大哥”就是银河系的中心。银河系的中心有一个超大质量黑洞，其质量达到了太阳的万倍！与此同时，这里还密集地分布着大量的恒星，其密度远超过银河系其他位置。我们的太阳系，就在距离银河系中心约2.5万光年的位置上，绕着这个中心公转。大概每2.5亿年，太阳系就能绕银河系中心公转一圈，这个时长又被称为宇宙年。（图片说明：太阳带领太阳系绕银河系公转的三维示意图）在银河系中，太阳只不过是毫不起眼的一颗恒星。据推测，银河系的恒星数量可能达到了亿-0亿颗，并且有天文学家认为，其中大部分都拥有着行星。在茫茫的银河系里，太阳系就像是沧海一粟。可是，连这么一颗“粟”，我们的了解却仍然非常有限。因此，我们推出了《这样的太阳系知识很有趣》专栏，希望能够带领大家更好地认识我们的太阳系，爱上我们头顶的星空。也希望能够有更多人把这样的热爱传递给孩子，让更多孩子爱上天文，为我国未来的天文事业发展做出贡献。在本专栏中，我们会采用大量的数据，以最直观的方式让你了解太阳系；用满屏的干货，让你收获满满的知识；用通俗的语言，让你理解浩渺的宇宙。本系列专栏，我们将分为以下几个章节：前言（本篇内容）主宰，太阳的昨天，今天和明天水星，唯一能看见太阳从西方升起的行星金星，地球的双胞胎妹妹，却是太阳系的炼狱地球，宇宙中一颗黯淡的蓝点月球，人类趋之若鹜的殖民地火星，人类未来的家园小行星带，消失了的第五大行星危机！近地小行星虎视眈眈木星，太阳系的巨无霸木星卫星，四大卫星精彩纷呈土星，太阳系最美的行星土星卫星，太阳系最宜居的地方天王星，第一颗被望远镜发现的行星海王星，笔尖上的行星冥王星，被贬谪的矮行星柯伊伯带，冥王星的家园奥尔特云，太阳系的最远处逃离太阳系，人类的宇宙深空之旅系外行星，宇宙深处的“太阳系们”在本系列中，我们将以独特的角度，向你们介绍我们赖以生存的太阳系。不论你是否曾经了解过这方面的知识，相信你都会有所收获。下一期，我们将从万物之源——太阳开始，了解这个孕育了我们的家园，咱们一起展开太阳系之旅，并且尝试逃离太阳系，去看看外面的世界。如果你想做一个上知天文，下知地理的人，就从我们的太阳系跟我一起出发吧！