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【宇宙科普】太陽系半徑1光年,卻幾乎空無一物,太陽系空曠的無法想象
2021/09/09
2021/09/09
 

哇!真的第一次見哎,知識不會,衹是姿勢不對;科學凡此種種,用人話講才能聽懂

文/天空之城團隊

 

太陽位于太陽系的中央,八顆行星圍在太陽的身邊轉動。它們之間一個挨著一個地排在一起。這讓我想起了上學時在食堂排隊打飯的情形。在火星和木星之間還有一個小行星帶。在一些科幻電影中小行星帶通常被描繪成是異常兇險的地方。那裡到處是橫衝直撞的小行星,稍不留神太空船就會被小行星撞個大窟窿。這是我們對太陽系的初始印象

太陽系太陽系真如我們看到的這樣擁擠不堪嗎?真相並非如此。太陽系很空曠,空得讓人覺得不可思議。今天咱們一起來瞭解一下真實的太陽系空間。我們從3個方面聊一下

太陽系中有多少天體?

太陽系中有多少天體呢?目前天文學家在太陽系中已經發現了8顆行星,5顆矮行星,230顆衛星,大約12萬顆小行星,4100多顆彗星。

這些都是在太陽系中已經發現的天體。然而太陽系中的成員數量要遠大于此。在太陽系中發現的小行星絕大多數都是來自位于火星和木星之間的小行星帶。天文學家估計小行星帶聚集了50萬顆以上的小行星。

小行星帶天體在海王星軌道外側的柯伊伯帶也是一個天體密集分佈的區域。柯伊伯帶類似于小行星帶,但是它要比小行星頻寬20倍,而且質量估計是小行星帶的20~200倍。

奧爾特雲天文學家認為在太陽系的最外層有一個球狀雲團。它是50億年前形成太陽系的那片星雲的殘餘物質,並包裹著太陽系。科學家把它稱為奧爾特雲。奧爾特雲距離太陽十分的遙遠。在這裡看太陽,太陽已經變成了一顆十分普通的星星了。

奧爾特雲是一個巨大的冰庫。它是長週期彗星的發源地。1975年發現的威斯特大彗星就是來自奧爾特雲。科學家估計,奧爾特雲裡面可能有1000億顆彗星,總質量大約是地球的5~100倍。

威斯特彗星太陽、行星、衛星、矮行星、小行星、彗星加上柯伊伯帶和奧爾特雲中的天體。這些就是太陽系中所有的天體成員了。

太陽系有多大?

太陽系中有數量如此多的天體?它們在一起共同組成了太陽系。所有受到太陽的引力約束而直接或間接圍繞太陽旋轉的天體都是太陽系的成員。那麼太陽系有多大呢?目前太陽系的大部分仍然是未知領域。因此太陽系具體有多大?科學家還無法得出結論。

太陽系有多大如果以太陽的引力場可以超越周圍的恒星占主導地位的引力范圍作為太陽系邊界的話,太陽的半徑范圍大約是2光年,大約19萬億公里。如果以奧爾特雲作為太陽系邊界的話,太陽系的半徑范圍大約為0.8~1.6光年,約為7.5萬~15萬億公里。前面提到的威斯特大彗星,遠日點距離太陽大約1.1光年。它是目前已知最遙遠的太陽系天體,就來自奧爾特雲。

奧爾特雲中的天體不管是以太陽的引力范圍還是以奧爾特雲作為太陽系的邊界,太陽系的大都是超乎我們的想象的。曾經拜訪過冥王星的新視野號探測器速度達到了21.219公里/秒,時速76388公里。它只需14秒鐘就可以飛過上海到南京的距離。但是新視野號探測器以這樣快的速度飛出太陽系至少需要11200年。

太陽系的質量有多大?

太陽系中包含了這麼多的天體,那麼太陽系的質量有多大呢?令人不可思議的是,太陽系的總質量僅僅是太陽質量的1.0014倍。也就是說太陽占到了整個太陽系質量的99.86%。八大行星、衛星、矮行星和彗星等太陽系中的其他天體的質量加起來僅僅占到了太陽系總質量的0.14%。可以說,太陽系中除了太陽之外,幾乎是「空無一物」了。

太陽和八大行星科學家經過計算得出,太陽的質量大約是2×10^30千克,是地球質量的33萬倍。簡單地計算一下,太陽系中除去太陽後剩下的天體總質量大約是2.8×10^27千克。在這之中,木星的質量大約是2×10^27千克,佔據了71%;土星占了大約20%;海王星和天王星一共占了大約4%;以地球為首的4顆類地行星占了0.4%。這樣太陽中的八大行星佔據了太陽系中除太陽以外質量的95.4%。

那剩下的4.6%的質量為太陽系中的衛星、小行星和彗星等天體所瓜分。太陽系中的大部分物質都集中在了太陽和八大行星少數天體上。

八大行星假設太陽系的半徑范圍為1光年,那麼太陽系的平均密度約為5.64×10^-19千克/立方米。地球上空氣的密度都要比它大2萬億億倍!這麼看來,太陽系是名副其實的「地廣人稀」啊!太陽系空曠地讓我們難以想象。

那麼太陽系究竟有多空曠呢?我們不妨換個角度來瞭解一下。我們把八大行星並排放在一起會是多大一段距離呢?我們把八大行星的平均直徑加起來看一下。木星的直徑是139822公里;土星的直徑116464公里;天王星的直徑50724公里;海王星的直徑49244公里;地球的直徑12756公里;金星的直徑12103公里;火星的直徑6779公里;水星的直徑4880公里,總共是392772公里。

八大行星並排放進地球和月球之間地球和月球之間的平均距離是38.44萬公里,近地點距離36.33萬公里,遠地點距離40.55萬公里。因此,將八大行星並排起來完全可以放進地球和月球之間。

太陽系的八大行星中海王星是距離太陽最遠的一顆。它到太陽的平均距離是45億公里。如果把八大行星都放進地球和月球之間,那麼太陽到海王星這方圓45億公里之內也就沒有多少物質了。

 

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