太阳系及八大行星
· 描述：我们所在的恒星系统
· 身份：包含太阳和八大行星、小行星带、柯伊伯带等
· 关键事实：位于银河系的猎户臂，直径约1光年，年龄约46亿年，是唯一已知存在生命的恒星系统。
太阳系及八大行星（第一篇幅）
引言：我们的宇宙家园
在浩瀚的银河系中，一颗普通的黄矮星——太阳——用引力编织出一个直径约1光年的“引力王国”。这个被人类称为“太阳系”的恒星系统，不仅承载着地球这颗唯一已知存在生命的星球，更藏着46亿年演化的壮丽史诗。从炽热的太阳核心到冰冷的小行星带，从气态巨行星的风暴到冰巨星的神秘环系，太阳系的每一个成员都在诉说着天体物理的法则与宇宙的奇迹。本文作为系列首篇，将系统梳理太阳系的定义、边界、起源演化，并聚焦于太阳与内太阳系类地行星的深层特征，揭开我们所在恒星系统的“身份档案”。
一、太阳系的定义与边界：从太阳到奥尔特云
1.1 恒星系统的基本构成
太阳系的本质是一个以太阳为中心、受其引力约束的天体系统。根据国际天文学联合会（IAU）的定义，其成员包括：
恒星：太阳（占太阳系总质量的99.86%）；
八大行星：按离太阳由近到远依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星（2006年冥王星被重新分类为矮行星）；
矮行星：如谷神星（位于小行星带）、冥王星（柯伊伯带）、阋神星等；
小天体：包括小行星（主要分布于小行星带、特洛伊群）、彗星（多来自柯伊伯带和奥尔特云）、卫星（行星的天然卫星，如地球的月球、木星的伽利略卫星）；
星际物质：太阳风与星际介质相互作用形成的“日球层”，以及更遥远的奥尔特云。
1.2 太阳系的物理边界
太阳系的“边界”是一个动态概念，通常以不同天体的引力或太阳风影响范围划分：
内太阳系：以小行星带为界（约2.2天文单位，AU），包含太阳、八大行星中的类地行星（水、金、地、火）及部分小行星；
中太阳系：小行星带至海王星轨道（约30AU），涵盖气态巨行星（木、土）与冰巨星（天、海）的过渡区域；
外太阳系：海王星轨道之外（30-1000AU），包括柯伊伯带（Kuiper Belt）、离散盘（Scattered Disk）及奥尔特云（Oort Cloud）。其中，奥尔特云被认为是长周期彗星的发源地，其边缘距太阳约1光年（约6.3万AU），标志着太阳系引力控制的极限。
值得注意的是，2023年欧洲空间局（ESA）的“盖亚”卫星通过恒星运动数据修正了太阳系在银河系的位置——它并非位于猎户臂中心，而是更靠近臂缘，距离银心约2.6万光年，以约220km/s的速度绕银心公转，每2.25亿年完成一次“银河年”。
二、太阳系的起源与演化：46亿年的星尘史诗
2.1 星云假说：从分子云到原行星盘
现代天文学对太阳系起源的主流解释是“太阳星云假说”（由康德、拉普拉斯在18世纪提出，经现代观测修正）。其核心脉络如下：
约46亿年前，在银河系猎户臂的一片分子云（主要成分为氢、氦，含少量重元素）中，某片区域因超新星爆发的冲击波或自身引力不稳定开始坍缩。中心区域的物质密度剧增，温度升至约1500万℃，触发氢核聚变——太阳由此诞生（原恒星阶段约持续1000万年）。
剩余物质在太阳周围形成一个旋转的盘状结构（原行星盘），直径约100AU。盘中物质分为三部分：
内盘（＜2.5AU）：温度高达1000℃以上，仅低熔点的金属（铁、镍）和岩石（硅酸盐）能凝结，形成类地行星的原料；
中盘（2.5-15AU）：温度降至-100℃左右，水、氨、甲烷等挥发性物质凝结为冰粒，为巨行星提供更多固体核；
外盘（＞15AU）：极低温环境使冰物质大量保存，成为柯伊伯带的物质基础。
2.2 行星形成：从尘埃到世界的碰撞史
原行星盘的演化遵循“吸积”法则：
星子阶段（微米级→千米级）：尘埃颗粒通过静电力黏附，碰撞合并成毫米级的“宇宙尘”，再进一步生长为千米级的“星子”（Protoplanet）；
原行星阶段（千米级→行星级）：星子在引力作用下清扫轨道附近物质，质量增长加速。内盘星子因物质有限（仅岩石/金属），最终形成体积小、密度高的类地行星；外盘星子因冰物质丰富，核心质量可达地球的10倍以上，进而捕获大量氢、氦气体，形成气态巨行星（木、土）；而天王星、海王星因位置更远，吸积气体时太阳风已增强，仅保留较薄的气态包层，成为“冰巨星”（主要成分为水、氨、甲烷冰）。
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