我们居住的行星所在的天体系统是太阳系。我们已经对包括地球在内的这群小型天体是如何自成体系有所了解了。对于宇宙而言,太阳系是渺小的,但对于人类却有着非常重要的意义,是我们的生存基础。在对太阳系的重要组成部分进行详细介绍之前,我们先简要了解一下太阳系是由什么构成和如何构成的。
首先要讲的一定是太阳。这个天体被命名为太阳,它的重要性可见一斑。太阳是位于太阳系中央的一个巨大球体,不停地向外辐射光和热,并且凭借自身强大的引力维持着整个太阳系的运行。
接下来是各种行星。它们在各自的轨道上环绕着太阳运行,我们赖以生存的地球就是其中的一颗。行星这个词的本意为“游移不定”,古人之所以这样命名,应该是因为行星会在恒星之间穿梭,而不是固定不动。行星可以分为截然不同的两类:大行星和小行星。
太阳系中有八颗大行星,是整个系统中仅次于太阳的最大天体,它们与太阳之间的距离由远至近有规律地排列。最近的是水星(距离太阳5800万千米),绕太阳一周只需要3个月;最远的是海王星(距离太阳约45亿千米),绕太阳一周要近165年。
八颗大行星若按质量大小和结构特征来分,又可以分为类地行星和类木行星。主要由石、铁等物质构成的类地行星,它们的特点是体积小、密度大、自转速度慢以及卫星少。水星、金星和火星都是类地行星。类木行星主要由氢、氦、氨、甲烷等物质构成,它们的特点刚好与类地行星相反,体积大、密度小、自转速度快,不仅卫星众多,还有由碎石、冰块或气尘组成的美丽光环。类木行星的成员包括木星、土星、天王星和海王星。
大行星被分为两个团体,距离太阳较近的四颗为一个团体,其余四颗为一个团体。两个团体之间有一道很宽的间隙,组成内层的四颗类地行星比外层的类木行星小,它们的体积总和还没有外层最小的行星体积的1/4大。在两个大行星团体之间运行的是无数小行星。与大行星相比,小行星非常小,几乎都集中在一条宽宽的带状区域,如果以太阳为参考,这条带状区域的范围从离地球不远的地方开始,一直到几乎10倍于地日距离为止。大部分小行星与太阳的距离都是地球与太阳距离的3至4倍。这些小行星与大行星最大的不同是数量特别多,还有更多新的小行星不断被发现,因此总数难以确定。
太阳系中的第三类天体是卫星,比如月亮。它们常常围绕着大行星运行,伴随大行星围绕太阳公转。就我们目前所知,除了最内层的水星和金星没有卫星外,其他行星都有数目确定的卫星。地球只有一颗卫星,就是月球;外层的土星已经被发现了82颗卫星;木星被发现的卫星有79颗 。因此,除了水星和金星之外,其余每颗大行星都位于一个类似于太阳系的系统的中央。好比太阳系以位于中心的太阳命名一样,这些系统也以中心天体的名字命名。如由火星及其卫星组成的火星系,由木星及其79颗卫星组成的木星系,由土星、土星环及其82颗卫星组成的土星系。
太阳系中的第四类天体是彗星。它们绕太阳运行的轨道是一个很扁的椭圆形状。我们只能在彗星接近太阳时才能看见它们,它们中的大部分需要我们等上几百年甚至几千年才会出现一次。即使彗星出现了,也需要很好的观测条件,情况稍有不利,我们依然难以一睹它们的真颜。
除了以上我们讲到的这些天体,还有许多微小的岩石块(我们称其为流星体)也沿着固定的轨道围绕太阳运行,它们都与小行星和彗星有一些联系。如果它们没有恰好进入地球周围的大气层中,形成“流星”,我们是无法看到它们的。
下面这个表格是以距离太阳远近的顺序排列的行星及其卫星数量:
表3–1 行星及其卫星数量
在这本书中,我们不会按这个表格的顺序来为大家讲述各大行星。我们将在介绍完太阳之后,跳过水星和金星,先来认识地球和月亮,然后再叙述其他行星。