此条目介绍的是太阳和它的行星系统。关于其他类似的系统,请见“恒星系”。
太阳系
太阳和太阳系的行星
(距离未依照比例尺)
年龄45.68 亿年
位置
  • 本地星际云的本地泡
  • 银河系的猎户臂
系统质量1.0014 太阳质量
最近的恒星
  • 比邻星  (4.22 光年)
  • 南门二系统(4.37 ly)
已知最近的 行星系南门二系统  (4.37 ly)
行星系统
最外缘半长轴 ;已知的行星 (海王星)30.10 AU  (45.03亿公里)
至古柏断涯的距离50 AU
数量
恒星1  (太阳)
已知的行星
  • 8 (水星
  • 金星
  • 地球
  • 火星

  • 木星
  • 土星
  • 天王星
  • 海王星)
已知的矮行星可能有数百颗
目前国际天文学联合会认可的有5颗:
  • (谷神星
  • 冥王星
  • 鸟神星
  • 妊神星
  • 阋神星)
已知的天然卫星470
  • (173颗是行星的
  • 297颗是微型行星的)
已知的小行星707,664  (as of 2016-03-07)
已知的彗星3,406  (as of 2016-03-07)
确认是圆的卫星19
相对银河中心的轨道
不变的-至-星系盘面 倾角60.19°  (黄道)
至银河中心的距离27,000 ± 1,000 ly
轨道速度220 km/s
轨道周期225–250 Myr
Star-related properties
光谱类型G2V
冻结线≈5 AU
至日球层顶的距离≈120 AU
希尔球半径≈1–3 ly
太阳系
天体
  • 根据轨道
  • 根据大小
  • 根据发现时间
列表
  • 流体静力平衡天体
  • 可能的矮行星
  • 天然卫星
  • 小行星
  • 彗星
  • 小行星
太阳系主题
恒星主题

太阳系是一个受太阳引力约束在一起的行星系统,包括太阳以及直接或间接围绕太阳运动的天体。在直接围绕太阳运动的天体中,最大的八颗被称为行星,其余的天体要比行星小很多,比如矮行星、太阳系小行星和彗星。轨道间接围绕太阳运动的天体是卫星,其中有两颗比最小的行星水星还要大。

太阳系的形成大约始于46亿年前一个巨型星际分子云的引力坍缩。太阳系内大部分的质量都集中于太阳,余下的天体中,质量最大的是木星。位于太阳系内侧的是四颗较小的行星,分别是水星、金星、地球和火星,它们被称为类地行星,主要由岩石和金属构成。外侧的四颗行星被称为巨行星,其质量比类地行星要大得多。其中最大的两颗是木星和土星,它们都是气态巨行星,主要成分是氢和氦。最外侧的两颗行星是天王星和海王星,它们是冰巨星,主要由一些熔点比氢和氦更高的挥发成分组成,比如水、氨和甲烷。几乎所有的行星都在靠近黄道平面的圆轨道上运行。

太阳系也包含一些较小的天体位于火星和木星轨道之间的主小行星带,其中的大部分天体都是像类地行星那样由岩石和金属组成。在海王星轨道之外是柯伊伯带和离散盘,包含了有大量的海王星外天体,主要由冰组成,再往外还有新发现的类塞德娜天体(sednoid)。在这些天体中,有几十甚至上万颗足够大的天体,能靠自身的重力形成球体,,这些天体被称为为矮行星。已经被确认是矮行星的包括小行星带的谷神星,和海王星外天体的冥王星和阋神星。除了这两个区域,还有大量的小型天体自由的运动在两个区域之间,包括彗星,还有半人马小行星和行星际尘云。有6颗行星、4颗以上的矮行星和一些小天体都有天然的卫星环绕着。通常都依据月球被称为卫星。太阳系外侧的每颗行星都被由尘埃和小天体构成的行星环环绕着。

太阳风是向太阳外流出的带电粒子流,在星际物质中形成了一个气泡状区域,被称为太阳圈(或日球层)。日球层顶是太阳风和星际物质的压力达到平衡的位置,它延伸到离散盘的边缘。奥尔特云,被认为是长周期彗星的来源地,其位置可能比日球层顶还要远1000多倍。太阳系位于银河系的猎户臂上,与银河系中心的距离约26,000光年。

名词解释

参见:行星定义 太阳系的行星和矮行星。图中仅大小按比例绘制,距离不依比例。

轨道环绕太阳的天体被分为三类:行星、矮行星、和太阳系小天体。

行星是环绕太阳且质量够大的天体。这类天体:

  1. 有足够的质量使本身的形状成为球体;
  2. 有能力清空邻近轨道的小天体。

能成为行星的天体有8个:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星。

在2006年8月24日,国际天文联合会重新定义行星这个名词,首次将冥王星排除在大行星外,并将冥王星、谷神星和阋神星组成新的分类:矮行星。矮行星不需要将邻近轨道附近的小天体清除掉,其他可能成为矮行星的天体还有塞德娜、厄耳枯斯、和创神星。从第一次发现的1930年直至2006年,冥王星被当成太阳系的第九颗行星。但是在20世纪末期和21世纪初,许多与冥王星大小相似的天体在太阳系内陆续被发现,特别是阋神星更明确的被指出比冥王星大。

环绕太阳运转的其他天体都属于太阳系小天体。

卫星(如月球之类的天体),由于不是环绕太阳而是环绕行星、矮行星或太阳系小天体,所以不属于太阳系小天体。

天文学家在太阳系内以天文单位(AU)来测量距离。1AU是地球到太阳的平均距离,大约是149,597,871公里(92,955,807英里)。冥王星与太阳的距离大约是39AU,木星则约是5.2AU。最常用在测量恒星距离的长度单位是光年,1光年大约相当于63,240天文单位。行星与太阳的距离以公转周期为周期变化著,最靠近太阳的位置称为近日点,距离最远的位置称为远日点。

有时会将太阳系非正式地分成几个不同的区域:“内太阳系”,包括四颗类地行星和主要的小行星带;其余的是“外太阳系”,包含小行星带之外所有的天体。其它的定义还有海王星以外的区域,而将四颗大型行星称为“中间带”。

发现和探测

主条目:太阳系的探测和发现 安德烈亚斯·塞拉里乌斯的插图:哥白尼体系,出自Harmonia Macrocosmica(1660年)。

在历史上的很长一段时期,人类都没有认识或理解到太阳系的概念。直到中世纪晚期的文艺复兴时代,大多数人仍认为地球是静止不动的,处于宇宙的中心,与那些穿过天空的物体是截然不同的。古希腊的哲学家阿里斯塔克斯曾经推测了日心说体系,但是,直到尼古拉·哥白尼才提出了第一个日心说宇宙的数学模型。到了17世纪,伽利略·伽利莱、约翰内斯·开普勒和艾萨克·牛顿拓展了人们对物理学的理解,人们开始普遍接受地球围绕太阳运动的观念,认为地球和其他行星遵循同样的物理规律。望远镜的发明,使人们发现了更多的行星和卫星。望远镜改进和无人航天器的应用,使人们得以对其他行星的地质现象进行研究,比如山、坑穴等,另外还可以气象现象进行观察,比如云、沙尘暴和冰帽等。

望远镜的观测

主条目:太阳系年表 艾萨克·牛顿的望远镜复制品

太阳系的第一次探测是由望远镜开启的,始于天文学家首度开始绘制这些因光度暗淡而肉眼看不见的天体之际。

伽利略是第一位发现太阳系天体细节的天文学家。他发现月球的火山口,太阳的表面有黑子,木星有4颗卫星环绕着。惠更斯追随着伽利略的发现,发现土星的卫星泰坦和土星环的形状。后继的乔凡尼·多美尼科·卡西尼发现了4颗土星的卫星,还有土星环的卡西尼缝、木星的大红斑。

爱德蒙·哈雷认识到在1705年出现的彗星,实际上是每隔75-76年就会重复出现的一颗彗星,现在称为哈雷彗星。这是除了行星之外的天体会围绕太阳公转的第一个证据。

1781年,威廉·赫歇耳在观察一颗它认为的新彗星时,戒慎恐惧的宣布在金牛座发现了彗星。事实上,它的轨道显示是一颗行星,天王星,这是第一颗被发现的行星。

1801年,朱塞普·皮亚齐发现谷神星,这是位于火星和木星轨道之间的一个小世界,而一开始他被当成一颗行星。然而,接踵而来的发现使在这个区域内的小天体多达数以万计,导致他们被重新归类为小行星。

到了1846年,天王星轨道的误差导致许多人怀疑是不是有另一颗大行星在远处对它施力。埃班·勒维耶的计算最终导致了海王星的发现。在1859年,因为水星轨道的近日点有一些牛顿力学无法解释的微小运动(“水星近日点进动”),因而有人假设有一颗水内行星祝融星(中文常译为“火神星”)存在;但这一运动最终被证明可以用广义相对论来解释,但某些天文学家仍未放弃对“水内行星”的探寻。

为解释外行星轨道明显的偏差,帕西瓦尔·罗威尔认为在其外必然还有一颗行星存在,并称之为X行星。在他过世后,他的罗威尔天文台继续搜寻的工作,终于在1930年由汤博发现了冥王星。但是,冥王星是如此的小,实在不足以影响行星的轨道,因此它的发现纯属巧合。就像谷神星,他最初也被当作行星,但是在邻近的区域内发现了许多大小相近的天体,因此在2006年冥王星被国际天文学联合会重新分类为矮行星。

在1992年,夏威夷大学的天文学家大卫·朱维特和麻省理工学院的珍妮·刘发现1992 QB1,被证明是一个冰冷的、类似小行星带的新族群,也就是现在所知的柯伊伯带,冥王星和凯伦都只是其中的成员。

米高·布朗、乍德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨在2005年宣布发现的阋神星是比冥王星大的离散盘上天体,是在海王星之后绕行太阳的最大天体。

太空船的观测

主条目:太阳系探索时间线 艺术家笔下的先驱者10号,它在1983年飞越冥王星的轨道,最后的讯息是在2003年传送回来的,当时的距离大约是82天文单位。这艘35岁高龄的太空船目前正以每小时27,000公里的速度远离太阳。

自从进入太空时代,许多的探测都是各国的太空机构所组织和执行的无人太空船探测任务。

太阳系内所有的行星都已经被由地球发射的太空船探访,进行了不同程度的各种研究。虽然都是无人的任务,人类还是能观看到所有行星表面近距离的照片,在有登陆艇的情况下,还进行了对土壤和大气的一些实验。

第一个进入太空的人造天体是前苏联在1957年发射的史泼尼克一号,成功的环绕地球一年之久。美国在1959年发射的探险家6号,是第一个从太空中送回影像的人造卫星。

第一个成功的飞越过太阳系内其他天体的是月球1号,在1959年飞越了月球。最初是打算撞击月球的,但却错过了目标成为第一个环绕太阳的人造物体。水手2号是第一个环绕其他行星的人造物体,在1962年绕行金星。第一颗成功环绕火星的是1964年的水手4号。直到1974年才有水手10号前往水星。

暗淡蓝点是旅行者1号从60亿公里外拍摄的地球影像(圆圈中的点)。条状的光纹是来自太阳的衍射光芒(延伸到框架的左边)。

探测外行星的第一艘太空船是先驱者10号,在1973年飞越木星。在1979年,先驱者11号成为第一艘拜访土星的太空船。旅行者计划在1977年先后发射了两艘太空船进行外行星的大巡航,在1979年探访了木星,1980和1981年先后访视了土星。旅行者2号继续在1986年接近天王星和在1989年接近海王星。旅行者太空船已经远离海王星轨道外,在发现和研究终端震波、日鞘和日球层顶的路径上继续前进。依据NASA的资料,两艘旅行者太空船已经在距离太阳大约93天文单位处接触到终端震波。

还没有太空船曾经造访过柯伊伯带天体。而在2006年1月19日发射的新视野号将成为第一艘探测这个区域的人造太空船。这艘无人太空船预计在2015年飞越冥王星。如果这被证明是可行的,任务将会扩大以继续观察一些柯伊伯带的其他天体。

在1966年,月球成为除了地球之外第一个有人造卫星绕行的太阳系天体(月球10号),然后是火星在1971年(水手9号),金星在1975年(金星9号),木星在1995年(伽利略号,也在1991年首先飞掠过小Gaspra),爱神星在2000年(会合-舒梅克号),和土星在2004年(卡西尼号-惠更斯号)。信使号太空船在2011年3月18日开始第一次绕行水星的轨道;同一时间,黎明号太空船将设定轨道在2011年环绕灶神星,并在2015年探索谷神星。

第一个在太阳系其它天体登陆的计划是前苏联在1959年登陆月球的月球2号。从此以后,抵达越来越遥远的行星,在1966年计划登陆或撞击金星(金星3号),1971年到火星(火星3号),但直到1976年才有维京1号成功登陆火星,2001年登陆爱神星(会合-舒梅克号),和2005年登陆土星的卫星泰坦(惠更斯)。伽利略太空船也在1995年抛下一个探测器进入木星的大气层;由于木星没有固体的表面,这个探测器在下降的过程中被逐渐增高的温度和压力摧毁掉。

载人探测

载人的探测目前仍被限制在邻近地球的环境内。第一个进入太空(以超过100公里的高度来定义)的人是前苏联的太空人尤里·加加林,于1961年4月12日搭乘东方一号升空。第一个在地球之外的天体上漫步的是美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗,它是在1969年7月21日的阿波罗11号任务中,于月球上完成的。美国的航天飞机是能够重复使用的太空船,前苏联也曾经开发航天飞机并已完成一次的无人航天飞机升空任务,苏联瓦解后,俄罗斯无力继续维护任其荒废。第一个空间站是前苏联的礼炮1号。在2004年,太空船1号成为在私人的基金资助下第一个进入次轨道的太空船。同年,美国总统乔治·沃克·布什宣布太空探测的远景规划:替换老旧的航天飞机、重返月球、甚至载人前往火星,但这计划在几年后遭到终止。

构造和成分

太阳系中最主要的成员是太阳,它是一颗G2主序星,占据了太阳系所有已知质量的99.86%,太阳系内的天体在太阳引力的约束下运动。剩余的质量中,有99%的质量由太阳系的4颗大天体,即巨行星组成,而木星和土星又合占了其中的90%以上。太阳系中其余的天体(包括4颗类地行星、矮行星、卫星、小行星和彗星),总质量还不到太阳系的0.002%。

环绕太阳运转的大天体都躺在地球轨道平面,称为黄道附近的平面。行星都非常靠近黄道,而彗星案柯伊伯带天体通常都有明显的倾斜角度。所有的行星和大多数的太阳系其它天体都以相同的方向绕着太阳转动(从地球的北极鸟瞰是逆时针方向),但也有逆向的,像是哈雷彗星。

太阳系内已探测到的区域总体上分为:太阳、小行星带以内的四颗较小的行星和柯伊伯带环绕的四颗巨行星。天文学家有时会非正式的将这些结构分成不同的区域。内太阳系包括四颗类地行星和小行星带。外太阳系在小行星带以外的区域,包括了四颗巨行星。自从柯伊伯带被发现以后,人们认为太阳系的最外层空间和海王星外侧附近的区域显著不同。

太阳系的8颗行星(依降幂排列大小)依序是木星、土星、天王星、海王星、地球、金星、火星、和水星。

在太阳系的天体多数都有它们自己的次系统,环绕行星的天体称为卫星(其中有两颗比水星大),并且4颗巨行星都有由极小的微粒构成极薄的行星环一起围绕着。多数天然的大卫星是同步转动,永远以同一面朝向它的母体。

太阳系所有的行星都躺得非常靠近黄道。越接近太阳的,它们运行的速度越快(内行星在左边,除了海王星,右图有除了海王星之外的所有行星)

开普勒定律描述天体公转太阳的轨道。根据开普勒定律,天体沿着各自的椭圆轨道公转太阳,而太阳位在其中的一个焦点上。越靠近太阳的天体(半长轴越短),因为受到较大的太阳引力,运行的轨道速度也就越快。在一个椭圆轨道上,天体与太阳的距离会随着公转的年(周期)不断的变化。它在轨道上最接近太阳的位置称为它的近日点,距离太阳最远的位置称为远日点。行星的轨道接近圆形,但许多彗星、小行星和柯伊伯带天体运行在极度椭圆的轨道。这些天体的位置可以使用数值模拟来预测。

虽然太阳主宰著太阳系的质量,但它只占有2%的角动量。行星,以木星为主,以它们的质量占有其余绝大部分的角动量,还有距离太阳遥远的彗星,对角动量可能也有重大的贡献。

太阳,几乎囊括太阳系中所有的物质,大约98%是由氢和氦组成。木星和土星,几乎拥有其余的全部质量,主要的组成成分也是氢和氦。太阳系组成的其他成分,受到热和光压的影响,成梯度的存在太阳系,越靠近太阳的是熔点越高的元素,离太阳越远的距离,组成物质的熔点也越低。挥发性物质能够在外太阳系凝聚的边界称为冻结线,大约在距离太阳5AU之处。

内太阳系的天体大多数的成分是岩石,高熔点的化合物,如硅酸盐、铁或镍,几乎都是在原行星云的条件下就凝聚成固体的物质。木星和土星的主要成分是气体,具有极低的熔点和高蒸气压,像是氢、氦和氖,它们在星云阶段都是气体的状态。冰,像是水、甲烷、氨和二氧化碳,熔点都在数百K,它们可以以冰、液体或气体存在太阳系不同的位置,而在星云阶段它们既可以是固体,也可以是气体状态。巨行星的卫星和天王星与海王星(所谓的冰巨星)以及海王星轨道外众多的小天体,主要的成分是冰冷的物质;这些气体和冰统称为挥发物。

精确缩小太阳系天体大小和距离的太阳系模型。将太阳至海王星的距离缩小至一个足球场,太阳的直径大约是高尔夫球的三分之二,4颗类地行星的大小有如尖细的铅笔尖点出的小点大小,4颗巨行星的大小有如BB弹。(在右下角的插图显示,典型的有关距离的描述如何严重的被扭曲了好几个数量级。)

距离和尺度

从地球到太阳的距离被定义为 1天文单位(150,000,000千米),也就是1单位。作为对比,太阳的半径是0.0047 AU(700,000 km)。因此,太阳的体积只占地球轨道半径这个球体积的0.00001%(10 %),而地球的体积又大约只是太阳的百万分一(10)。木星,太阳系最大的行星,与太阳的距离是5.2天文单位(780,000,000千米),半径是71,000 km(0.00047 AU),而距离最远的行星,海王星与太阳的距离是30 AU(4.5×10 km)。

有少数的例外,距离太阳越远的行星或环带,轨道与轨道之间的距离,也就是从一个轨道到下一个轨道间的间隔,就越大。例如,金星到太阳的距离比水星远0.33AU,而土星到太阳的距离比木星远4.3AU,海王星又比天王星要远10.5AU。有些方程(例如提丢斯-波得定则)企图建立与确定这些轨道之间的关联性,但没有可以被接受的理论。在这一章节开头的影像显示了在不同尺度上的太阳系各种组成的轨道。

一些太阳系模型试图传达涉及人类关系的相对尺度。有些规模很小(可能是机械的 -称为太阳系仪)-而有些会扩展而跨越城市或区域。尺度最大的模型,瑞典太阳系模型,使用位于斯德哥尔摩110米(361英尺)的爱立信球形体育馆作为太阳的替代物,接下来的规模是距离40公里(25英里)的阿兰达国际机场一个 7.5米(25英尺)的球;目前已知最远的天体塞德娜,是在912公里(567英里)远的一个10公分(4英寸)的小球。

如果,太阳至海王星的距离是100米的尺度,那么太阳只是一个直径大约3公分的小球(大约高尔夫球直径的三分之二),所有巨行星的尺度都将小于3毫米,而地球和其他类地行星的直径在这种规模下会比一只跳蚤(0.3毫米)还要小得多。

将大小和距离以不同尺度显示的太阳系模型。相对的距离未依比例呈现。

太阳系中所选择的天体与太阳的距离。每个条形的左右边缘分别对应于天体近日点和远日点,长条表示高的轨道离心率。太阳的半径约70万公里,木星(最大的行星)约7万公里,都太小,在这个图像中显示不出来。

更近的视角

将距离缩小到只有八大行星与哈雷彗星的范围:

若将视野缩得更小,只限于内行星的范围:


形成和演化

主条目:太阳系的形成与演化、恒星演化和行星的形成

太阳系形成于45亿6,800万年前的大型分子云的引力坍塌区域中。这个初始的元气可能有数光年大,并且诞生好几颗恒星。由于是典型的分子云,其成分主要是氢与一些氦,还有前几代恒星融合的少量重元素。当这个区域将形成太阳系前,被称为前太阳星云,坍缩时因为角动量守恒,使它转动得越来越快。中心,集中了大部分的质量,成为比周围环绕的盘面越来越热的区域。收缩的星云越转越快,它开始变得扁平,成为原行星盘,直径大约200AU,在中心是高温、高密度的原恒星。行星经由盘中的吸积形成,在尘埃和气体的引力相互吸引下,逐渐凝聚形成越来越大的天体。在太阳系的早期可能有数以百计的原行星,但因合并或摧毁,留下行星、矮行星和残余物构成的小天体。硅酸盐和金属的熔点很高,只有它们能在内太阳系的温度下保持固体形态,这些物质最终组成了岩态行星,分别是水星、金星、地球和火星。由于金属成分在原始太阳星云中只占据了一小部分,类地行星都没有发展得很大。冻结线在火星与木星之间的位置,巨行星(木星、土星、天王星和海王星)形成于冻结线的外侧,这里的温度很低,挥发物质能以固态形式存在。这一区域的冰比组成类地行星的金属和硅酸盐更多,所以该区域的行星发育得很大,可以捕获大量的氢和氦,它们是太阳系中含量最丰富的元素。太阳系中余下的那些不可能组成行星的物质聚集在小行星带、柯伊伯带和奥尔特云区域。尼斯模型解释了这些区域的形成原理,以及外侧的行星可能在形成后又受到各种复杂引力的作用才到了它们今天的位置。

最初的五千万年内,在原恒星中心处,氢的密度和压力都大得足以发生热核反应。在反应过程中,氢的温度、反应速率、压力和密度都一直在增加,直到流体的热压力与引力相抵消,达到静力平衡状态。到此,太阳就成了一颗主序星。太阳的主序星阶段从开始到结束约有100亿年,而其他的所有阶段,包括残骸生命期等总共只有20亿年。从太阳出发的太阳风形成了日球层,并将残余的气体和尘埃从原行星盘吹入星际空间,阻碍了行星的发育。此后,太阳越来越亮,主序星早期的亮度只有现在的70%。

太阳将基本保持现在的状态,直到五十亿年后,位于太阳中心的氢完全转化为了氦。这也标志着太阳主序星阶段结束了。这时,太阳的核心开始崩塌,其输出的能量比现在更大。太阳最外层的直径将扩张到目前的260倍左右,太阳成了一颗红巨星。由于表面积的急剧扩张,太阳表面的温度将比主序星阶段低很多(最低大约为2,600K)。不断扩大的太阳将会使水星蒸发掉,并且使得地球的环境不再适合居住。最终,太阳核心的温度高得足以使氦发生聚变,太阳在燃烧氢的时候会有小部分的时间来燃烧氦。太阳的质量还不足以使得比氢氦更重的元素发生聚变反应,太阳核心的反应将会变弱。太阳外层物质会散逸到太空,剩下的部分形成了白矮星,它的密度特别大,质量约为太阳的一半,但体积和地球差不多。散逸出去的外层物质形成了所谓的行星状星云,将一些组成太阳的物质返还给星际空间,但这时其中会包含像碳之类的重元素。

太阳

主条目:太阳 太阳和行星大小的比较。

太阳是太阳系内的恒星,和系统中目前质量最大(332,900地球质量)的原件。在核心产生足够高的温度和压力,以维持氢合成 氦的核聚变反应,使它成为一颗主序星。这会释放出大量的能量,主要是辐射至空间的电磁波,辐射的峰值在可见光的波段。

太阳是一颗G2型主序星。越热的主序星越明亮,太阳的温度介于炙手可热的恒星和最冷的恒星之间。比太阳更热和更亮的恒星很罕见,在银河系中85%的恒星都是比太阳暗淡且低温的红矮星。

太阳是第一族恒星;比第二族恒星拥有更高丰度比氦重的元素(在天文用语是金属)。比氢和氦重的元素是在恒星核心的核聚变过程中形成的,经由古老的恒星爆炸才释放进宇宙中。最老的恒星只有少量的金属,越晚诞生的恒星金属的含量就越多。这高金属量是太阳能发展出行星系统极为重要的关键,因为行星是由“金属”的吸积形成。

行星际物质

主条目:行星际物质和太阳风 太阳圈电流片。

太阳系绝大部分的区域都接近真空,已知的只有行星际物质。随着光,太阳持续的辐射出带电粒子(等离子体),也就是所谓的太阳风。这股粒子流以大约每小时150万公里的速度向外传播,创造出扩散至100AU范围的稀薄大气层,弥漫着行星际物质(参见 § 太阳圈)。太阳表面的活动,像是闪焰和日冕大量抛射,扰动着太阳圈,创造太空天气和造成地磁风暴。太阳圈内最大的结构是太阳圈电流片,是由太阳自转活动带动的磁场,在行星际物质间转动产生的螺旋。

地球磁场阻止地球大气层被太阳风剥夺。金星和火星没有磁场,因此太阳风造成它们的大气层逐渐流失进入太空。日冕大量抛射和相似的事件,从太阳表面吹出大量的物质和磁场。这种磁场和物质与地球磁场的相互作用,使带电粒子像从过漏斗般地进入地球大气层,在靠近磁极的附近创造出可见的极光。

太阳和行星的磁场(对于那些有它们的行星)屏蔽掉了部分从星际空间进入太阳系,被称为宇宙射线的高能粒子。在非常长时间的尺度,宇宙射线在星际物质的密度和太阳磁场的强度各不相同,所以宇宙射线渗入太阳系的普及程度也不进相同,有许多仍是未知的力量。

行星际物质中至少有两个圆盘状的区域像是宇宙尘的家。第一个在内太阳系,是形成黄道光的黄道尘云。它可能是小行星带内的小行星受到行星引力扰动,造成小行星互相碰撞形成的。第二个尘埃云从大约10AU延伸至40AU,并且可能是柯伊伯带内的类似碰撞形成的。

内太阳系

内太阳系是包括类地行星和小行星带的区域。主要成分是硅酸盐和金属,相对而言是太阳系内较靠近太阳的区域,而整个区域的半径小于木星轨道和土星轨道之间的距离。这个区域也在冻结线,距离太阳略小于5AU(大约7亿公里)的范围内。

内行星

主条目:类地行星 内行星。从左至右依序为地球、火星、金星和水星(大小合乎比例)。

4颗类地行星或内行星有致密的岩石成分,有少许或没有卫星,也没有环系统。它们很大程度上是由耐熔质的矿物,如硅酸盐组成地壳和地幔;和金属,例如铁和镍构成它们的核心。4颗行星中有3颗(金星、地球和火星)有大气层,会产生实质的天气变化;所有的行星表面都有撞击坑和地质构造的特征,像是裂谷和火山。不要将内行星内侧行星这两个名词混淆了,后者是指比地球更靠近太阳的行星(也就是水星和金星)。

水星

主条目:水星
水星是最靠近太阳(距离太阳0.4天文单位),也是太阳系内最小(0.055地球质量)的行星。水星没有天然卫星;仅知的地质特征,除了撞击坑外,只有浅裂的山脊或大概是在早期历史扩张与收缩期间产生的峭壁。水星只有非常稀薄的大气层,它是由太阳风炸飞表面的原子形成的。它有目前还没有完美解释,相对于薄薄的地幔而言是非常巨大的铁核。主流的假设是它的外层被巨大的撞击剥离;或著年轻太阳的能量抑制了它外壳的生长。

金星

主条目:金星
金星(距太阳0.7 天文单位)的体积与地球相似(0.815地球质量),没有天然的卫星。它和地球一样有厚厚的硅酸盐地幔包围着铁的核心,还有内部地质活动的证据。它有浓厚的大气层,但是非常干燥,而且密度比地球高90倍,其主要成分是二氧化碳,还有极少量的氮。它是颗炙热的行星,表面的温度超过400℃(752℉),很可能是大气层中有大量的温室气体造成的。目前没有表面有地质活动的确切证据,但是金星没有磁场可以阻止实质大气层的流失,这暗示它有火山活动来补充。

地球

主条目:地球
地球(距离太阳1 AU)是质量和密度都最大的内行星,也是唯一已知有地质活动和生命存在的行星。它液体的水圈是类地行星中独一无二的,也是唯一有板块活动出现的星球。地球的大气层完全不同于其它的行星,被现存的生物改变成有21%自由氧气的大气层。它有一颗天然卫星-月球,是太阳系类地行星拥有的唯一大卫星。

火星

主条目:火星
火星(距太阳1.5天文单位)比地球和金星小,其质量为地球的10.7%。火星大气主要由二氧化碳构成,火星表面的气压为6.1毫巴(大约是地球大气压的0.6%)。其表面有大量火山和裂谷,比如奥林匹斯山和水手峡谷,火星在过去200万年间都有火山活动,这表明火星的地质活动至少可以追溯到2百万年前。火星表面呈红色是因为其土壤中含有氧化铁(铁锈)。火星有两颗较小的天然卫星(傅博斯和戴摩斯),它们被认为是火星捕获到的小行星。

小行星带

主条目:小行星带 火星和木星轨道之间的小行星带,小行星散布在其中,整体有如甜甜圈的形状。
      太阳
      特洛伊小行星
      行星轨道
      小行星带
      希尔达小行星
      近地天体(选定区域)

除了最大的谷神星之外,所有的小行星都属于太阳系小天体,并且主要成分都是耐熔质的岩石和金属的矿物,与些许的冰。它们的大小从几米到几百公里都有。小于一米的小行星通常称为流星体或微流星体(榖粒的尺寸),只是依据大小的不同,是有点过于武断的定义。

小行星带分布在火星轨道和木星轨道间,距离太阳2.3AU至3.3AU的范围内。它被认为是受到木星的引力干扰而不能凝聚成型的失败行星,是太阳系形成时遗留下的物质。小行星带包含成千上万,甚至数百万颗直径过一公里的小天体。尽管这样,估计小行星带的总质量不会超过地球的千分之一。小行星带是非常空旷的,太空船经常飞越这个区域,都未曾发生任何事件。

谷神星

谷神星

主条目:谷神星
谷神星(距离太阳2.77AU)是最大的小行星、原行星和矮行星。它的直径仅略低于1,000公里,但质量够大,可以用其自身的重力将表面拉平成为球体。谷神星在1801年发现之后被当作行星,到1850年代因为观测发现有众多的小天体,才重新分类为小行星。它在2006年被国际天文学联合会的行星定义再归类为新创建的矮行星。
智神星

智神星

主条目:智神星
智神星是第二大的小行星,仅次于谷神星,体积介于谷神星和灶神星之间的过渡性,但是其质量是值得注意的。若不计算外海王星天体,智神星是太阳系内仍未被直接观测(以望远镜或探测器)其表面的天体中最大的。它也有可能是太阳系内最大的不规则物体,即自身的重力不足以将天体聚成球形。另一个候选天体是外海王星天体2003 EL61。智神星体积虽然甚大,但作为小行星带中间的天体,它的轨道却相当倾斜,而且偏心率较大。
灶神星

灶神星

主条目:灶神星
灶神星(4 Vesta)是第四颗被人类发现的小行星,也是小行星带质量最高的天体之一,灶神星的直径约为483公里,质量估计达到所有小行星带天体的9%。同时,灶神星的表面比不少小行星光亮,成为唯一一颗可在地球上可以肉眼看到的小行星。

小行星群

在小行星带的小行星依据其轨道特征可以分为小行星群和小行星族;小行星卫星是环绕较大的小行星公转的小行星。它们被称为卫星有时并不适当,因为它们有时与为主的伙伴几乎一样大。小行星带中也有彗星,称为主带彗星,它们可能是地球上的水的来源。
木星特洛伊是位置在木星的L4或L5点(在行星轨道前方和后方的引力稳定地区)前导或尾随的小行星。“特洛伊”这个术语也用于其它位于其它行星或天体拉格朗日点上的小天体。
希尔达小行星是与木2:3轨道共振的小行星。那就是木星每绕太阳公转2圈,它们就绕会太阳公转3圈。
内太阳系也有近地小行星,它们是轨道会穿越过内行星轨道的小行星。它们之中有一些是会威胁到地球安危的潜在威胁天体。

外太阳系

外太阳系区域是巨行星和它们的大卫星的家,半人马小行星和许多短周期彗星的轨道也在这一区。由于它们离太阳更远,外太阳系包含的固体物质比内太阳系含有更多的挥发性物质,像是水、氨和甲烷的比例都较高,而因为温度低,使得这些化合物都成为固态。

外行星

主条目:外行星和巨行星 由上而下:海王星、天王星、土星和木星(蒙太奇的近似颜色和相对大小)。

外面的4颗行星,或是巨行星(过去常称为类木行星),它们囊括已知轨道环绕太阳天体的99%质量。木星和土星合起来的质量超过地球的400倍,而且绝大部分是氢和氦;天王星和海王星的规模也远较地球大(每颗都超过10地球质量),而主要由冰组成。出于这个原因,有些天文学家建议它们应属于自己的别:“冰巨星”。虽然只有土星环可以很容易地观测到,但所有这4颗巨行星都有环。地外行星superior planet)这个词是指地球外侧的行星,因此包括4颗外行星和火星。

木星

主条目:木星
木星(距离太阳5.2AU),质量是地球的318倍,是其它行星质量总和的2.5倍,其组成绝大部分是氢和氦。木星内部丰沛的热能在大气层中创造出半永久性的特征,例如云带和大红斑。木星已知的卫星有67颗,4颗最大的,盖尼美德、卡利斯多、埃欧和欧罗巴,显示出类似于类地行星的性质,像是火山和内热。盖尼美德是太阳系内最大的卫星,比水星还要大。

土星

主条目:土星
土星(距离太阳9.5 AU),最大的特征是宽阔环系统,有些与木星相似的性质,像是大气成分和磁气圈等。虽然土星的体积是木星的60%,但质量不到木星的三分之一,只是地球的95倍。土星是太阳系内唯一密度比水低的行星。土星环由小冰块和岩石颗粒组成;已知土星的卫星有62颗。其中两颗:泰坦和恩克拉多斯显示有地质活动的迹象。 泰坦是太阳系第二大的卫星,也比水星大,并且是太阳系内唯一有大气层的卫星。

天王星

主条目:天王星
天王星(距离太阳19.2AU),质量是地球的14倍,是最轻的外行星。 它是颗独特的行星,侧躺在轨道上,对黄道的转轴倾角超过九十度。相较于其他的巨行星,它的核心是最冷的,辐射到太空的热量很少。天王星已知的卫星有27颗,最大的几颗卫星是泰坦妮亚、奥伯龙、乌姆柏里厄尔、艾瑞尔、米兰达。

海王星

主条目:海王星
海王星(距离太阳30.1 AU),虽然体积略小于天王星,但质量却较大(相当于17倍的地球质量),因而有较高的密度。它散发出较多的内热,但没有木星和土星的多。已知的海王星卫星有14颗,最大的崔顿地质异常活跃,有冰火山和液态氮。海卫一是唯一有着逆行轨道的大卫星。有几颗小行星在轨道上伴随着,称为海王星特洛伊,与海王星有着1:1的轨道共振。

半人马小行星

主条目:半人马小行星

半人马小行星是类似冰彗星的天体,轨道半长轴介于木星(大于5.5AU)和 海王星(小于30AU)之间。已知最大的半人马小行星是(10199 女凯龙星,直径约250公里。第一颗被发现的半人马小行星是(2060) 凯龙,但因为在接近太阳时表现出彗星的特质,已经被重新分类为彗星(95P)。

彗星

主条目:彗星 出现在1997年的海尔-波普彗星。

彗星是太阳系小天体,通常只有几公里的直径,成分大部分是挥发性冰。它们的轨道有很高的离心率,近日点在内行星的区域内,而远日点远在冥王星轨道之外。当一颗彗星进入内太阳系,会导致它冰冷的表面升华和电离,创造出彗发,和经常可以用肉眼看见,由气体和尘埃构成的长长彗尾。

短周期彗星是轨道周期短于200年的彗星,长周期彗星的轨道周期可以长达数千年。短周期彗星被认为起源于柯伊伯带,长周期彗星,像是海尔-波普彗星,被认为起源于奥尔特云。许多彗星群体,像是克鲁兹族彗星,是从单一母彗星的解体。有些有着双曲线轨道的彗星,可能是来自太阳系外,但是很难精确的测量出它们的轨道。挥发性物质被太阳热耗尽的老彗星通常会被归类为小行星。

海王星外的区域

在海王星轨道之外,还存在着海王星外天体、甜甜圈形状的柯伊伯带、冥王星和一些其它的矮行星,和部分和柯伊伯带重叠,但向盘面倾斜到达更远处的离散盘天体。整个地区仍是大量未探索的空间。它似乎是压到性的全部由数以千计的小天体组成 --最大的直径不到地球的五分之一,且质量远小于月球,主要由冰和岩石组成。这个地区有时被描述为“太阳系第三区”,包围着内太阳系和外太阳系。

柯伊伯带

主条目:柯伊伯带 已知的柯伊伯带天体
      太阳
      木星特洛伊
      巨行星
      柯伊伯带
      离散盘
      海王星特洛伊
一些大型海王星外天体与地球的大小比较: 冥王星和它的卫星、阋神星、鸟神星、妊神星、塞德娜、2007 OR10、创神星和亡神星。

柯伊伯带是由大量碎屑组成,类似于小行星带,但是组成物体的主要成分是冰。它延伸在距离太阳30AU至50AU的空间之间,虽然估计其间包含直径数百米到数千米的矮行星,但主要还是由太阳系小天体组成。许多大的柯伊伯带天体,像是创神星、伐罗那和亡神星,当有近一步的资料后,可能会是矮行星。估计柯伊伯带有100,000颗直径大于50公里的小天体,但柯伊伯带的总质量只有地球的十分之一或甚至只有百分之一。许多柯伊伯带天体都有多颗卫星,和大多数的轨道都在黄道平面之外。

柯伊伯带可以粗略的分成传统带和共振带。共振的是轨道周期和海王星的轨道周期偶简单的整数比(例如,海王星公转太阳三周,它公转两周;海王星公转两周,它公转一周)。其实海王星本身也是共振带中的一员;传统带的成员则是不与海王星共振,是散布在39.4至47.7天文单位范围内的天体。传统的柯伊伯带天体以被发现的第一颗这种天体,(15760) 1992 QB1,被分类为QB1。它们都在基本的位置附近,并且离心率都较低。

冥王星和卡戎

主条目:冥王星和冥卫一 曾被视为第九大行星的冥王星
矮行星冥王星(与太阳的平均距离约39AU)是已知最大的柯伊柏带天体。当它在1930年被发现时,被认为是第9颗行星;在2006年通过了正式的行星定义改变了它的地位。冥王星的离心轨道平面相对于黄道倾斜17度,与太阳的距离从29.7AU(近日点,在海王星轨道内侧)到49.5AU(远日点)。冥王星的轨道和海王星有3:2的共振,意味着冥王星绕太阳二圈,海王星会绕太阳三圈。分享这种轨道的柯伊柏带天体被称为冥族小天体(plutino)。
卡戎,是冥王星最大的卫星。因为与冥王星轨道的共同质心在它们两者的表面之外,所以有时被描述为联星系统。除了卡戎之外,冥王星还有4颗卫星环绕着这个系统:尼克斯(Nix)、许德拉(Hydra)、科伯罗司(Kerberos)、斯堤克斯(Styx)。

鸟神星和妊神星

主条目:鸟神星和妊神星
鸟神星(与太阳平均距离45.79AU),虽然比冥王星小,但是已知最大的柯伊伯带传统天体(也就是不与海王星共振的柯伊伯带天体),并且有一颗天然卫星。鸟神星是继冥王星之后最亮的柯伊伯带天体,它在2008年被评定为一颗矮行星。它的轨道倾角比冥王星更大,达到29°。
妊神星(与太阳平均距离43.13AU)是颗轨道与鸟神星相似,但与海王星有7:12的轨道共振。它的大小与鸟神星相似,并且有两颗天然卫星。3.9小时的快速自转,使它的形状是扁平的细长形。它在2008年被评定为矮行星,并获得命名。

离散盘

主条目:离散盘和黄道离散天体 阋神星和卫星阋卫一。

离散盘,在黄道部分与柯伊伯带重叠,并进一步向外延伸,被认为是短周期彗星的来源。离散盘的天体被认为是在太阳系形成时,海王星早期向外迁移时受到引力影响,被喷出进入不稳定轨道。多数离散盘天体(SDOs)的近日点在柯伊伯带内,但远日点又远远超过(有些距离太阳远达150AU)。离散盘天体的轨道对黄道面有着高度的倾斜,甚至于垂直黄道面。有些天文学家认为离散盘天体只是柯伊伯带的另一个区域,因此描述离散盘天体为“离散柯伊伯带天体”。也有些天文学家将半人马小行星归类为向内离散柯伊伯带天体,而一并将离散盘天体归类为向外离散柯伊伯带天体。

阋神星

主条目:阋神星
阋神星(与太阳平均距离68AU)是目前已知最大的离散盘天体,并且是引发什么是行星争议的天体,因为它的质量比冥王星大25%,又与冥王星有相近的直径。它是已知矮行星中质量最大的。已知它有一颗卫星,迪丝诺美亚。如同冥王星,它的轨道有着高离心率,近日点距离太阳38.2AU(大约是冥王星至太阳的平均距离),远日点距离太阳97.6AU,对黄道的倾斜也很大。
矮行星与候选矮行星(直径大于800公里)[编辑]
天体英文名编号半径
(公里)
质量
(10千克)
平均轨道半径
(天文单位)
分类
柯伊伯带包括冥族小天体、
QB1天体、其它共振天体
谷神星Ceres1475±20.942.77小行星带
冥王星Pluto1343401,185±1013.0539.26冥族小天体
阋神星Eris1361991,163±616.767.67离散盘
鸟神星Makemake136472715±7345.79QB1天体
妊神星Haumea136108620±304.0143.13其它共振天体
2007 OR10225088640±105267.21离散盘
冥卫一CharonPluto I604±21.5239.26冥族小天体或卫星
创神星Quaoar50000555±31.443.58QB1天体
赛德娜Sedna90377498±400.8518.57离散盘或内奥尔特云
2002 MS4307261470±300.741.93QB1天体或离散盘
亡神星Orcus90482460±100.6439.17冥族小天体
潫神星Salacia120347430±200.4542.19QB1天体或离散盘

最遥远的区域

从太阳至最近的恒星:太阳系的距离是天文单位的对数指数。

太阳系和星际空间的分界点并不明确,因为在边界上有两股独立的力量:太阳风和太阳引力。太阳风影响的范围大约是太阳至冥王星距离的4倍,这是日鞘的位置,日球层的外侧边缘,也被认为是星际物质开始的位置。太阳的希尔球,引力能有效主导的范围,被认为还要向外延伸1,000倍,抵达理论上的奥尔特云所在之处。

日球层

主条目:日球层 气泡状的日球与它的各种过渡区在星际物质内移动。

日球是一个星风泡,是太空中由太阳主导的区域,它辐射出的太阳风是带电的电粒子流,速度大约每秒400公里,直到随着太阳风碰撞到星际物质才会停止。

与星际物质碰撞处会产生终端震波,迎风面的距离大约在80-100AU,顺风面则大约在200AU处。在这儿的风速会急遽放缓、凝结,并变得更为动荡,形成被称为日鞘的巨大椭圆形结构。这种结构被认为外观和行为非常像彗星的彗尾,在迎风面可以向外延伸到40AU的距离,而在顺风面可以延伸数倍于此的距离;来自卡西尼号和星际边界探测器的证据,建议是受到星际磁场的约束作用,因而被迫形成气泡的形状。

日球层的外边界,日球层顶,是太阳风终止的最后位置,并且是星际空间的起点。旅行者1号和旅行者2号已经分别报告距离太阳在94AU和84AU之处进入日鞘,旅行者1号报告是在2012年8月进入日鞘。

太阳圈外缘的形状和形式很可能受到与星际物质相互作用的流体动力学的影响,同时也受到在南端占优势的太阳磁场的影响;例如,它的形状在北半球比南半球多扩展了9个天文单位(大约15亿公里)。超越日球层顶,大约在230AU,存在着弓形激波,它是太阳在银河系中穿越时留下的等离子体。

缩小的太阳系:

由于资料的缺乏,对本地星际空间的条件缺乏了解,预期当NASA的旅行者太空船穿越日球层顶时,将传送回有关辐射和太阳风的宝贵资料。由于日球层的遮蔽,

www.139001.net
问题反馈联系QQ:1215,也可发qq邮箱。