太阳系中除了上边讲的中心天体——太阳，重要天体——九大行星以及行星的卫星之外，还有一些更小的天体和星际物质，如小行星、彗星、流星体等。

　　小行星是指主要分布在火星与木星两颗行星轨道之间，沿着椭圆轨道绕太阳运行的数以万计的小天体。它们与太阳的距离大约在2.2～3.6个天文单位。小行星一般都为石质和碳质，体积很小。直径多为几千米到几十千米，超过100千米的只有112个，最大的叫谷神星，直径为770千米。估计小行星总数有50万颗以上，但总质量只是地球质量的万分之四。目前已编号命名的有3 000多颗。

　　在小行星中体积较大的一般为球形，有的还有卫星（如大力神星）。但是，大多数形状很不规则。小行星的表面有陨坑，没有大气。有人认为小行星是原来位于火星与木星之间的一颗行星爆炸后的碎块，但爆炸的原因尚无合理的解释。

　　彗星又名妖星、异星、扫帚星等。大多数彗星和行星一样，也沿着闭合轨道绕太阳运行，轨道呈椭圆形，这种彗星的出现具有周期性。由于彗星轨道偏心率特别大，有的轨道为抛物线或双曲线，因此它们的出现很难预测，有的不再重现。彗星出现时，往往拖着长长的尾巴，形状很特殊。由于彗星的形态以及运行特点，与天空中其它天体相比较，显得很奇异，过去人们认为它的出现是不祥的预兆，其实是毫无科学道理的。迄今观测到的彗星约有1500多颗，其中已有600多颗计算出运行轨道，每年出现的彗星平均约为10颗。著名的哈雷彗星，绕日公转周期为76年，最近一次是1986年2月经过近日点的。有的彗星周期为数百年或更长，对它们的了解就更加困难。

　　彗星的物质成份，一般为氰、碳和水等组成的冰冻物质，好像个脏雪球。彗星的主要部分是彗核。当彗核沿着自己轨道运行到近日点附近时，因受太阳光热作用冰冻物质汽化，在其周围形成彗发。彗发物质在太阳的光压和太阳风的作用下，被推到背向太阳的一侧，形成一个长长的彗尾。彗核的直径为1～100千米，彗发可达几万千米，彗尾可达1亿千米。但是，彗发和彗尾都是些极稀薄的气体，比地球上一般的真空还“空”。

　　每颗彗星在每次接近太阳时，总会有一部分冰冻物质升华为彗发和彗尾，尔后散失在星际空间。所以，短周期彗星的彗尾很难见到。一颗彗星千百次经过近日点之后，彗核物质就会只剩下一些固体尘埃，在各种较大天体作用下，继续绕太阳运行。

　　流星体是指星际空间，特别是在地球轨道附近的空间，环绕太阳公转的细小天体。一般都是些绕太阳运转的单个的或成群的固体块或尘粒。主要是小行星和彗星的碎裂与瓦解的产物。小的仅有几克，大的可达几十至几百吨。当它们运行到地球附近，受到地球引力闯入地球大气层时，因摩擦生热而燃烧，发出鲜明的光亮，这就是人们所看到的流星。进入地球大气层中的流星体，多数被燃烧而化为灰烬，留在大气之中；少数残体落到地面，称为陨星或陨石。按其组成成份，可分为铁陨石（主要含铁镍成份）、石陨石（主要含硅酸盐类）、石铁陨石（由硅酸盐和铁镍组成）。目前地球上发现的最大铁陨石为60吨（非洲纳米比亚的戈巴铁陨石）。我国新疆有一铁陨石为30吨。1976年3月8日在我国吉林省降过一次罕见的“陨石雨”，其中最大的一块重1770千克，是目前世界上最大的石陨石。世界上目前发现的最大陨石坑直径达64千米（加拿大）。

　　流星体虽然很小（小的实际上是宇宙尘，大的实际上是小行星），但对它们的研究，意义很大。一是它们都属于从天而降的自然标本。二是它们体积小，温度低，没有像地球上岩石那样受过高温岩浆活动等影响，自形成以来未经变质或很少变质。因而保存着很多古老的，甚至是太阳系初期的信息。是我们探究太阳系、地球及其生命起源或演化的实物证据，也是探求地球内部状态和组成的重要借鉴。

　　2.太阳系的主要特征及其运动规律

　　太阳系作为一个比地月系更高层次的天体系统，处于宇宙之中，已发展和演变几十亿年了。它的特征及其运动规律，归纳起来表现在以下几个方面：

　　第一，在物质组成方面具有一致性。太阳系中不论是唯一的恒星太阳，还是九大行星，甚至最小的流星体，组成物质都是相通的。也就是说，太阳系中至今还未发现地球上尚未发现的物质。而且，类木行星与太阳相似，以氢、氦等轻物质为主，小行星和彗星等与类地行星接近，以铁、氧、硅、镁等重物质为主。而且小行星、彗星和流星体在物质组成上，没有明显界限，只是体积的大小和运转的轨道不同。

　　第二，在星体结构上都具有圈层特点。太阳、九大行星和较大的呈球状的小行星，在星体结构上，一般都有自中心向外的核、幔、壳和外围大气，密度逐渐变小，而且都呈扁球形。要说有差别也只是物质存在形态上的不同。

　　第三，在天体成员分布上遵循一定的规律性。这个简单的规律是德国人提丢斯和波德发现的，称为提丢斯-波德定律。其内容为：

　　以数列0，3，6，12，24，48，96，192为基础，前三项是以3为公差的等差级数；第二项起为以 2为公比的等比级数。这样， 只要每项都加上常数4，再除以10，就成为另一个数列：

　　0.4，0.7，1.0，1.6，2.8，5.2，10.0，19.6。

　　如果以日地平均距离（天文单位）为单位，这个数列正好表示当时已知的六大行星与太阳的距离。而且后发现的天王星和小行星带的与日距离也与此相一致（小行星带就是以此发现的）。

　　这个定律的实质是，行星在太阳周围的分布规律为里密外疏。只是后来发现的海王星和冥王星的与日距离与此不太相符。

　　天体都是物质的，物质都是运动的，运动又都是有一定规律的。太阳系的运动规律主要表现在以下六个方面：

　　一是以质量决定的引力大小为依据，一律按照以小绕大的形式运转。较大的小行星有更小的天体绕其运转，卫星绕行星运转，行星绕太阳运转。而太阳又带领着整个太阳系的所有天体在银河系中围绕着银核运转。

　　二是行星在绕太阳公转的同时，又都绕着自己的轴自转，并且运转的方向具有同向性。即不但九大行星的公转方向都与太阳自转方向相一致，皆为逆时针的自西向东运行；而且自转方向也与公转方向相同，并随着轨道半径的增大，自转加快，密度减小，其中，只有金星和天王星的自转方向是顺时针的。

　　三是行星的公转轨道具有近圆性。即行星的公转轨道虽然都是形状和大小不同的椭圆，太阳处在一个焦点上，但是多数轨道椭圆的偏心率都很小（只有水星和冥王星较大）近似正圆形，太阳基本处于圆心的位置上。

　　四是行星的公转轨道具有共面性。即多数行星的轨道面基本上是重合的。如以地球轨道面为基准，其它行星轨道面与其交角一般都不超过3°（只有水星和冥王星分别为7°和17°）。

　　五是在公转的过程中，行星的向径（太阳中心与行星中心的连线）在单位时间内所扫过的面积相等（开普勒等面积定律）。如图1-14所示，从A1——A2，A3——A4，A5——A6，时间t相同，面积S1=S2=S3。若用公式表示，为：

　　mγv=恒量

　　式中m、v、γ分别代表行星的质量、轨道线速度、向径。这表明，对于某个行星来说，m是个定值，公转中线速度与向径成反比（动量矩守恒定律）。

　　六是行星公转周期的平方与它们到太阳的平均距离的立方成正比。即行星的轨道半径愈大，其公转的周期愈长，反之就愈短。若用公式表示，为：

　　在此式中T1，T2，T3……表示行星的公转周期。a1，a2，a3……表示行星与太阳的平均距离。从此式中可知，若已知某一行星的公转周期和与日平均距离，就可通过所求行星的公转周期推算其与日的平均距离，或者通过所求行星的与日平均距离推算其公转周期。

　　在上述有关行星运动的六条规律中，第三、五、六条称为开普勒三定律。它定量地解决了行星运动的基本规律，但没能从物理原理上给予解释。英国大物理学家牛顿在总结了开普勒三定律的基础上，从理论上解决了物体之间引力与质量、距离之间的关系。这就是著名的万有引力定律。从此，牛顿用物体之间的力学原理第一次揭示了天体的运动规律。万有引力的表述为：宇宙中一切物体之间都是相互吸引的，引力的大小同这两个物体质量的乘积成正比，和它们之间的距离平方成反比。用公式表示为：

　　公式中m1、m2分别表示两个物体的质量，r表示两物体之间的距离，F表示引力，G为万有引力常数，其值为6.67×10-8达因·厘米2/克2。由此公式看出，两上物体的质量愈大，距离愈近，它们之间的引力就愈大。反之就愈小。

　　太阳系天体之间之所以都各自在自己的轨道上作有规律地运动，就是因为相互间的引力克服了它们作直线运动的惯性力的结果。否则行星就会依靠原来的运动惯性，沿着直线方向前进，而脱离太阳。有了这种引力，就使它们各自沿着一定的轨道，围绕太阳运行不止。
　　本文标题：太阳系(3)
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