关于太阳系介绍

[拼音]：taiyangxi

[外文]：solar system

由太阳、行星及其卫星、小行星、彗星、流星体和行星际物质构成的天体系统。在太阳系中，太阳是中心天体；其他天体都在太阳的引力作用下，绕太阳公转。

远在古代，人们就注意到天上众星的相对位置在长时期内保持不变，称之为恒星，但有五颗亮星（金星、木星、水星、火星、土星）在众恒星间不断移动，称之为行星。在中国，这五颗行星加上太阳和月亮，总称“七曜”。

在人类对宇宙的认识中，一直存在着唯物论和唯心论、辩证法和形而上学两种相互对立的宇宙观。中国古书中记载着关于地球运动的朴素唯物论和辩证法的观点，如“天左旋，地右动”(《春秋纬·元命苞》)，“地动则见于天象”（《运斗记》），“地恒动不止，人不知，譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也”（《尚书纬·考灵曜》）。公元前三世纪，古希腊学者阿利斯塔克推测太阳比地球大，认为地球绕太阳转动，而不是太阳绕地球转动。但是，从古代到中世纪，认为地球不动地居于宇宙中心的错误观念占据了统治地位。在中国，先后有“盖天说”、“浑天说”和“宣夜说”。在西方，有“九重天”的说法，认为星辰嵌在九层水晶球上，自内向外各层水晶球上嵌着月亮、水星、金星、太阳、火星、木星、土星，第八层球上钉着所有的恒星，第九层最高天是神灵居住处;九层天和谐地绕地球转动。后来，水晶球被圆轨道所代替。公元前四世纪，古希腊学者亚里士多德虽然正确地推测地球是球形的，但他认为地球不动地居于宇宙的中心。他还坚持天体完美论，认为天上的东西与地上的迥然不同，星星都沿完美的圆轨道运行。为了解释行星相对于恒星时而东移(“顺行”)、时而西移(“逆行”)现象，古希腊学者阿波隆尼提出“本轮均轮偏心模型”，认为五大行星在较小的圆轨道(“本轮”)上作等速转动，本轮中心则在一个较大的圆轨道（“均轮”）上绕地球等速转动，但地球位于偏离均轮中心处。约在公元140年，亚历山大城的天文学家托勒密写了《天文学大成》，总结和发展了前人成果，建立了地心体系，对“本轮”和“均轮”作了一些选择，来拟合行星的运动，并编制了行星星历表，大体上与当时低精度的观测位置相符合。地心体系由于同上帝创造日月星辰和人类的宗教教义合拍，长期受宗教统治者的庇护和利用。虽然随着社会的发展，在天文观测实践中越来越暴露出地心体系的谬误，但是，这一体系仍禁锢着人们的思想，不少人只在这一体系内修修补补。

波兰天文学家哥白尼总结和分析了前人关于日、月和行星的观测资料，并根据他自己三十多年的大量观测实践，在1543年发表的《天体运行论》中提出了日心体系，即“日心地动说”。他得出结论:地球不是宇宙中心，而太阳才是宇宙中心，地球只是一颗行星，和其他行星一起绕太阳公转；日月星辰的东升西落是地球自转的反映；月亮是地球的卫星，每月绕地球转一周，同时跟着地球绕太阳公转。这是人类认识史上的一次大飞跃，把自然科学从神学中解放出来。通过实践的检验，日心地动说日益得到公认和发展。十七世纪初，伽利略用望远镜发现了木星的四个大卫星，观测到金星的盈亏等。接着，德国天文学家开普勒分析了第谷的大量观测资料，提出行星运动三定律。十七世纪八十年代，牛顿发现万有引力定律，从理论上阐明了行星绕太阳运动的规律。十八世纪初，英国天文学家哈雷计算了许多彗星的轨道，成功地预言了哈雷彗星在1759年初的再次出现。1781年F.W.赫歇耳（见赫歇耳一家）发现天王星，后来又发现天王星的卫星。1846年在用天体力学方法推算的位置附近找到了海王星。1930年又发现了冥王星。此后，又发现更多的卫星。十九世纪以来，发现了许多小行星。

十八世纪五十年代和九十年代，康德和拉普拉斯各自提出了太阳系起源的星云假说，认为太阳系有其形成发展的历史，在宇宙万物不变这种僵化的自然观上打开了缺口。这是继哥白尼之后又一重大进步，从此，太阳系起源便成为一个著名的科学问题。星际航行以来，太阳系研究进入了新的时期。

综合迄今为止的观测资料，得到太阳系的主要特征如下：

（1）在太阳系中，太阳的质量占太阳系总质量的绝大部分(99.8％)，其他天体的质量总和只有太阳的约0.2%。太阳的引力控制着整个太阳系，使其他天体绕太阳公转。除了太阳之外，太阳系主要成员是九大行星（水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星），在这个意义上说，太阳系是一个“行星系”。九大行星分为性质不同的三类：类地行星（水星、金星、地球、火星）、巨行星（木星、土星）和远日行星（天王星、海王星、冥王星）。太阳是有热核能源辐射的发光恒星，其他天体都没有核能源辐射（巨行星有红外辐射热源），主要被太阳光照射而发亮。

（2）九大行星都在接近同一平面的近圆形轨道上，朝同一方向绕太阳公转，这就是行星轨道运动的共面性、近圆性和同向性。但各行星轨道并不是完全共面，而是对不变平面(见拉普拉斯不变平面)有不大的倾角；轨道也不是正圆，而都是偏心率不大的椭圆；其中冥王星和水星的倾角和偏心率较大。太阳也朝同一方向自转，太阳赤道面对不变平面倾角为5°56┡。

（3）三类行星的平均密度分布特点是:类地行星大，远日行星次之，巨行星小；行星的大小和质量的分布特点是：巨行星大，类地行星和远日行星小。

（4）行星同太阳的距离具有规律性，由提丢斯－波得定则表述。

（5）地球、火星、木星、土星、天王星和海王星的自转周期为几小时到一天左右(见等周律)，但水星、金星和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与公转方向相同，但金星则相反，而天王星和冥王星的自转轴与轨道面交角很小，呈现侧向自转。

（6）在太阳系中，质量占99.8％以上的太阳的角动量只占1％左右；而质量不到0.2％的其他天体的角动量总和却占99％左右，这就是太阳系角动量的特殊分布问题。

（7）除了水星和金星，其他行星都有卫星绕转，构成卫星系。现已确知，九大行星共有34个卫星，这些卫星又分为“规则卫星”和“不规则卫星”两类。此外，还发现木星、土星和天王星有环（见行星环）。

（8）在火星和木星轨道之间，有许多小行星，其质量总和约等于地球的万分之四，而且质量越小的数目越多。它们的轨道倾角和偏心率彼此相差较大，自转周期多为2小时到16小时。小行星可分为性质不同的两类:石质的和碳质的。此外，在地球轨道附近、木星轨道附近甚至土星和天王星轨道之间也发现有小行星。还发现几颗小行星也有卫星。

（9）已发现约1，600颗彗星，它们的轨道倾角和偏心率彼此相差很大，有些彗星的轨道是抛物线，甚至是双曲线。有些彗星(主要是长周期彗星和非周期彗星)是逆向公转的。彗星绕太阳运行中呈现奇特的形状变化，在不大的彗核周围有雾状彗发，走近太阳时生出长长的彗尾。

（10）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，称为流星群，已证实一些流星群是彗星瓦解的产物（见流星雨）。大流星体降落到地面成为陨石。陨石又分为石陨石、铁陨石和石铁陨石三大类。陨石中含有许多种矿物岩石，还发现了有机物。

此外，行星际还有稀疏的微尘粒和气体，集中于黄道面附近，产生黄道光。太阳不断地向行星际抛出等离子体，构成太阳风，它们耦合着磁场。有时这种抛射很猛烈，对行星、卫星和彗星等有相当大的影响。

九大行星所占的空间范围，其半径不到50天文单位，即使认为在离太阳10～15万天文单位处存在“彗星云”，作为太阳系的半径，整个太阳系也只是更大的天体系统──银河系的极微小部分。离我们最近的恒星（半人马座比邻星）的距离有20多万天文单位。太阳只是银河系中上千亿个恒星中的一个，它离银河系中心约10千秒差距，偏离银道面北约 8秒差距。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。

参考书目

1. 弗拉马利翁著，李珩译:《大众天文学《(第一、二分册)，科学出版社，北京，1965。（C.Flammarion，Astronomie Populaire，Flammarion Cie，Paris，1955.）
2. F.L.Whipple，Earth，Moon and Planets 3rd ed.，Harward Univ.Press，Cambridge，1968.
3. G.O.Abell，Exploration of the Universe，3rd ed.， Holt， Rinehart and Winston，New York，1975.
4. G.P.Kuiper.B.N.Middlehurst，The Solar System，Vol.I-Ⅳ，Univ.of Chicago Press，Chicago，1953～1963.

参考文章

• 什么是太阳系？天文天体
• 最早提出太阳系存在第十颗大行星的是谁？天文天体
• 宇宙大爆炸后90亿～92亿年（今日太阳系）天文天体
• 宇宙大爆炸后90亿～92亿年（太阳系的形成）天文天体
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