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通俗天文学
1.3.1 第一节 太阳系的结构
第一节 太阳系的结构

现在,我们已经了解了地球及其周围的天体是如何构成一个团体的。在宇宙中,这个团体是非常渺小的,而且微不足道,但对于我们有着重要意义,是我们生存的基础。在详细介绍太阳系的重要组成部分之前,我们先来简单解释一下太阳系的结构。

我们首先想到的是太阳。既然这个团体是以太阳的名字命名,由此可知太阳的重要性。太阳位于太阳系中央,是一个能够发光发热的巨大球体,将光和热不停地向外辐射,并且通过自己的引力维持着太阳系的运行。

接着是各种行星。它们环绕在太阳周围,沿着各自的轨道运行,其中一颗就是我们赖以生存的地球。行星(planet)一词的本来含义是游移不定,古人以这个词为它们命名的原因是,它们不像恒星一样在天空中的位置固定不变,而是不停地在恒星之间穿梭。行星可以分为两类:一类是大行星,另一类是小行星。

在太阳系中,有8颗大行星,它们是除了太阳之外的最大天体。它们与太阳之间的距离有近有远,好像是以有规律的方式排列而成。最近的是水星(5800万千米),最远的是海王星(大约是45亿千米)。水星绕着太阳运行一周的时间不足三个月,而海王星却要花费将近165年的时间。

根据八大行星的质量和结构,可以将它们分为两类:一类是类地行星,另一类是类木行星,即与地球相似的行星和与木星相似的行星。类地行星的主要成分是石和铁等物质,体积小,密度大,自转速度慢,而且卫星少。类地行星有水星、金星、火星;类木行星的主要成分是氢、氦、冰、氨、甲烷等物质,体积大,密度小,自转速度快,而且卫星多,周围是由碎石、冰块或者气尘形成的光环。类木行星有土星、天王星、海王星。

大行星分为两群,由一道相当宽的空隙隔开。内层是4颗类地行星,它们要比外层的类木行星小得多,而这4颗行星的体积总和还不到外层天王星体积的1/4。

两群大行星之间的空隙是无数小行星(asteroids)。与大行星相比,它们非常渺小。它们几乎全部位于一条非常宽的带子中,这条带子的起点在距离地球不远的地方,终点在10倍个地日距离外。其中,大部分小行星位于带子的中间部分。它们与大行星的主要区别是:数量特别多。我们已经知道的小行星有一万多颗,而且还在不断地发现新的小行星,所以小行星的总数无法确定。

在太阳系中,第三类天体是卫星(satellites),月亮(moon)就是其中之一。这些小天体常常围绕着大行星运行。最内层的水星和金星没有卫星,地球只有一颗卫星(我们所熟悉的月亮),而外层土星已经被发现的卫星有62颗,木星被发现的卫星是66颗(截止到2012年2月)。因此,除了水星和金星之外,每一颗大行星都可以看成是类似于太阳系的小系统的中心,好像太阳系中心的太阳一样。这些小系统也是以中央主星命名的。于是,便出现了火星系——火星及其两颗卫星;木星系——木星及其66颗卫星,还有木星光环;土星系——土星及其62颗卫星,还有土星光环……

在太阳系中,第四类天体是彗星(comets)。它们绕着太阳运行的轨道是扁长的椭圆。只有彗星接近太阳时我们才能看见它们,但对于它们中的大部分来说,往往要经过几百年甚至几千年才会出现一次。即使是彗星出现时,如果出现不利情况,我们依然无法看见它们。

除了上述的各个天体之外,许多微小的岩石块(我们叫做流星体)都沿着一定的轨道绕着太阳运行,它们与小行星和彗星有着一点儿联系。我们无法看见它们,除非是它们进入到地球周围的大气层中,那时我们将它们称为“流星”(shooting stars)。

接下来,我们以由近到远的顺序观察一下太阳周围的行星表:

不过,我们不会根据这个表格顺序讲述各大行星。在我们描述完太阳之后,将会跳过水星和金星,开始论述我们的地球和月亮,然后再返回去讨论其他行星。