太阳系概况

序言

　　从远古时代，人类就对宇宙充满了神奇的想象。星星是什么？天又是什么？谁在上面居住？它们由谁主宰和掌管……伴随着问题的讨论，于是就产生了古代中国和古代希腊关于“地球是宇宙的中心”和“天国众神主宰一切”的神话。事实上，从远古起直到哥白尼时代，人类对宇宙的认识一直处于原始、蒙昧、迷茫和梦幻中。伽里略和牛顿的望远镜以及哥白尼的日心说，打破了这种蒙昧和梦幻，才使人类直接通过科学的观测手段逐步认识到，我们的地球不仅不是宇宙的中心，而且在地球以外还有太阳系、银河系以及诸多的星系……

　　这要归功于众多的天文和宇宙学的科学家和爱好者，是他们日以继夜、前赴后继的工作，才使我们有了今天对宇宙的正确认识。他们善于攻克坚固的知识堡垒，揭示前人留下的谜团，就像普罗米修斯,从天堂取来圣火，照亮了隐没在黑暗中的自然法则。人类在发展，新的问题也在不断出现。他们站在时代的前列，献身于人类研究、认识大自然的前沿，驱散迷雾、赶走黑暗，为人类编织着辉煌的明天。

第一章、太阳系

　　我们居住在地球上，地球是太阳系行星家族的一个成员。太阳是个恒星，看来很亮很大，其实它不过是和天上许多星星一样的一颗星，只是它是离地球最近（1.5×10⁸km或仅仅只有1.6×10^-5 l.y.）的恒星。天上有许多星，人用肉眼可以看到的不过2000颗。看上去绵延不断的银河其实也由许多恒星组成，这最初是伽利略用自己发明的望远镜发现的，而今天用先进的望远镜就能轻松的证实这个结论。观测指出，银河大约包含10¹¹颗恒星。这些恒星聚集成铁饼的形状（图1），直径约10⁵光年，中间的厚度约为10⁴光年，太阳系就处在铁饼中离中心3×10⁴光年的地方。由于在地球上只能从侧面看到这一群星，再加上我们的肉眼难以分辨，所以在我们的眼中，银河系就成了夜晚星空中的一条亮河，我们中国人称其为银河，而在西方则称其为the Milky Way（奶路）或the Galaxy（星系）。

　　在广漠的宇宙中，太阳系尽管不大，却俨然是一个群星的家庭。围绕其运转的核心就是太阳，而我们的地球则是她的第三颗行星。目前，地球被认为是唯一一颗生机勃勃的绿色星球，因为形形色色的无数生命在她上面繁衍生息，并且至今人们借助于现代科学手段也没有找到其他星球上存在着生命的证据，就使得我们的地球及其她的生命圈显得无比的珍贵。

　　人类认识太阳系已有相当的历史了。中国早在秦汉之前，就已经认识了太阳、月亮和金、木、水、火、土五大行星，而古希腊则提出了地心说的原始宇宙模型……就像瞎子摸象一样，这些认识都带着片面、唯心和残缺的浓厚色彩。直到16世纪，哥白尼才对太阳系有了一个清晰正确的大致描述。随着探测技术的不断进步，尤其是空间技术的发展和应用，人们才对太阳系的各成员有了更多的了解。特别是本世纪以来，计算机的诞生和科学技术的发达，使人类得到了许多太阳系前所未有的知识。

图1-1 太阳系大家庭

　　太阳系由太阳、九大行星及其66颗卫星、小行星和彗星以及行星际间的介质等组成。大行星是一些绕太阳公转的较大星体，卫星是绕行星公转的各种大大小小的星体如月球，小行星则是众多密集的绕太阳公转的小型星体，而彗星则是沿着以太阳为焦点的高度偏心轨道公转着的一系列冰质的小个体，行星间的介质则是无数的星际尘埃、气体等。然而，太阳系的实际内容要比这复杂，例如在冥王星以外，人们推测还存在着“柯依柏环带”（Kuiper）和不断派发出彗星的“奥尔特星云”（Oort）。近来不断有消息传来，人们不仅发现了太阳系内、外的一些新的小行星，而且还似乎发现了太阳系的第十大行星“塞德娜”。太阳系挤满了大大小小的众多天体，它们分布在尺度为几十亿千米的太空中，主要是围绕着太阳朝一个方向旋转。太阳系内也存在着双星系统，例如地球——月球和冥王星——冥卫一的有时就被认为是“双星系统”。尽管现代科学技术帮助人类取得了观测太阳系的许多新进展，但至今我们也不能肯定人类已经完全认识了太阳系。

　　人们习惯根据结构的组成将太阳系的九大行星划分为“类地”和“类木”行星：

　　类地行星是由固态的岩石和金属构成的行星，它们有水星，金星，地球和火星。它们密度较高，自转较慢，表面呈固态，没有光环，卫星较少。它们的直径都小于13000千米。

　　类木星星则是一些大块头的气态行星，它们有木星，土星，天王星和海王星。它们多数由氢和氦构成，密度低，自转速度快，大气层厚，有光环和很多卫星。它们的直径都大于48000千米。

　　冥王星则是一个比较特殊的行星，它是九大行星中最小的一员，其运行轨道的偏心率却是九大行星里最大的。冥王星的个头小于地球和月亮，而质量却不足地球的24/10000。由于距离的遥远，人们对它尚缺少深入的观测和了解。因此很难将它归入“类地”还是“类木”，有人说它很可能是一颗被太阳摄入行星轨道的彗星，也有人说它根本就不是行星，而是一颗地道的彗星。

　　天文学中也常常根据相对于太阳的位置类划分九大行星：

　　以火星和木星之间的小行星带为界限，将水星，金星，地球和火星归为内层行星，而将木星，土星，天王星，海王星和冥王星划做外层行星。有时也以地球为界限，将水星和金星叫做地内行星，而将火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星、叫做地外行星。地内行星看起来如同地球上看月亮，有时不完整，亮区有亏损，而地外行星的亮区看起来通常都比较完整或近乎完整。

　　九大行星都以太阳为中心沿着椭圆轨道公转，其中水星和冥王星的轨道比较接近圆形。行星的轨道或多或少地处在同一平面内，该平面则称为黄道面，它以地球公转轨道面为基准。黄道面与太阳赤道仅有7度的倾斜，而冥王星的轨道却大部分脱离了黄道面，倾斜度达17度之多。除金星和天王星外，其他大行星绕轨道运动的方向与地球一致，即从太阳北极上看是逆时针（右旋）方向，自转方向也如此。

　　不但邻近地球的其他星体会对地球的运行产生重要的影响，而且小行星和彗星也从来就没有停止过对我们地球施加影响和威胁。让我们从认识和了解太阳系开始，来逐步认识我们所在的宇宙。

78　冰冻人之谜
123　圣经中的谜团