周老師的北極星學堂

太陽系是一個以太陽為中心的天體系統，在整個系統內，所有天體都圍繞太陽旋轉

從太陽的中心出發，距離太陽最近的是水星，在水星的表面有著和月球一樣的環形山以及平原，近日點大約為4600萬公里。

離開水星之後是金星，金星也稱啟明星，是天空中最亮的星星，表面有著濃密的大氣層，距離太陽1.07億公里。

離開金星之後是我們的地球，這是一個特殊而又美麗的星球，在地球上孕育著無數的生命，是目前已知唯一有生命存在的地方，距離太陽大約為1個天文單位。

離開地球之後是火星，火星是一個沙漠行星，有著高山與峽谷、還有稀薄而寒冷的大氣層，距離太陽1.52個天文單位

離開火星之後是小行星帶，這是火星與木星軌道之間存在的一個天體密集區域，這些天體小的幾米大的幾百公里，距離太陽2.2個天文單位

離開小行星帶之後是木星，木星是太陽系中最大的行星，體積是地球的1321倍，主要由氫和氦構成，距離太陽4.9個天文單位。

離開木星之後是土星，土星也是一個氣態巨行星，質量僅次於木星，在它的外圍還有一個美麗的行星光環，距離太陽10個天文單位

離開土星之後是天王星，天王星主要成分是氫、氦和甲烷，溫度低至零下224攝氏度，距離太陽18個天文單位

離開天王星之後是行星的最後一站海王星，海王星是一顆藍色星球，也是唯一一個通過萬有引力定律預測的天體，質量是地球的17倍，距離太陽30個天文單位

離開海王星之後便是柯伊伯帶，柯伊伯帶是由無數小天體組成的一個圓盤區域，在早期的太陽原行星盤中，這些碎片未能結合成行星，從而形成了一個小天體密集區域，直徑大約為200個天文單位，距離太陽50個天文單位。

在離開柯伊伯帶之後是更廣闊的奧爾特雲，這是一個包裹整個太陽系的球體雲團，科學家認為奧爾特雲是在原始太陽系誕生之後，外圍留下來的殘餘物質，距離太陽大約為一光年，直徑長達兩光年。這便是太陽系的邊緣地帶，因此我們只有離開奧爾特雲才算是真正的離開了太陽系！

宇宙探索未解之迷

太陽系的邊界在哪兒？目前並沒有統一的定義。歷史上在天文望遠鏡沒有發現之前，我們對太陽系邊界的認知只能到達土星，所以那時候土星軌道就是太陽系的邊界。1781年威廉謝赫爾發現了天王星。太陽系的邊界拓展到了天王星軌道。1846年海王星又被發現了，太陽系的邊界就拓展到了海王星軌道。1930年克萊德湯泊發現冥王星以後，太陽系的邊界再次拓展至冥王星軌道。上個世紀末隨著人們對柯依伯星帶的研究不斷深入，太陽系的邊界被拓展到柯依伯星帶的邊緣。之後天文學家們又發現了很多黃道離散天體。太陽系的邊界進一步拓展。除了一行星的軌道來作為太陽系的邊界之外，還有一種說法就是以太陽風的作用範圍，作為太陽系的邊界。

筆耕南陽

我們常說可觀測宇宙直徑達到了930億光年，銀河系的直徑為10萬光年，然而其實我們連太陽系的真實範圍還沒搞清楚，不過下面有一張圖，看了之後你就能明白我們的太陽系應該有多大了：

我們以太陽為中心向外畫一條半徑線，那麼這條線將分別路過水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星等的軌道，太陽與地球之間的距離，被稱為一個天文單位，那麼很顯然上面的比例是不對的，因為木星距離我們最近也有6.3億公里，相當於太陽到地球距離的四倍多，而海王星距離太陽為30個天文單位，也就是說相當於地球到太陽距離的30倍，想象一下，海王星應該在圖中的什麼位置？實際上圖片已經根本盛不下了。

而海王星只是太陽系八大行星最外面的一顆而已，上圖中的旅行者1號以每秒鐘17公里的速度飛行了37年，才到達了上圖中的位置，那個地方被稱為太陽層頂，也就是太陽風所能影響到的最遠的地方，突破這一片界限，科學家認為就到了太陽之外的星際空間，如今旅行者一號已經到了距離太陽210億公里之外，就是剛進入上圖中日球頂層之外的黑暗區域，接近太陽的海王星距離的五倍，如果以它來計算太陽系的範圍大小的話，那麼太陽系就是一個直徑約為420公里的球狀空間，不過由於太陽的運動狀態，這個空間有點兒呈扁圓形，如下圖。

然而不少科學家們並不認為這裡就是太陽系的邊緣，因為太陽還處於奧爾特星雲之中，所以也許奧爾特星雲的邊緣才是太陽系的邊緣，然而奧爾特星雲的直徑達到了兩光年，以太陽為中心的話，那麼奧爾特星雲的邊緣有一光年之遙，相當於太陽到比鄰星距離的1/4，遠達9.46萬億公里，如果以奧爾特星雲來衡量太陽系的大小，那麼太陽系就是一個直徑約兩光年的球狀空間，這是一般意義上太陽系最大的空間範圍了，但形狀也有可能是不規則的，可參考下圖。

科普大世界

太陽系的範圍有多大？

NASA關於旅行者飛出太陽系的新聞發佈過兩次，第一次是2014年9月13日旅行者一號飛出太陽系，第二次是2018年11月5日飛出了太陽系，當然這是一件值得慶賀的事情，第一次所有人造飛行器到達距離地球這麼遠的位置，而且這是四十幾年前發射的探測器，依舊在繼續工作，但未來可能因核電池能量再無法支撐任何單一設備工作，再無法和地球取得任何聯繫！

但各位所要了解的是，旅行者飛出的太陽系僅僅只是我們定義的太陽系三個範圍中的一個而已，還有一個更小和更大的太陽系範圍，不妨我們來認識下太陽系尺度認識的小歷史！

從地心說到日心說

托勒密的地心說有一套非常嚴密的體系來描述行星環繞地球的詭異運動，當然我們現在知道這是錯的，但它的精度非常高，甚至可以作為初步的航海導航計算，可能連托勒密自己都不相信這個體系可以統治人類的宇宙觀將近1500年！

托勒密的宇宙體系圖

一直到1513年時哥白尼通過詳盡的觀測，提出了行星，包括地球環繞太陽公轉的《天體運行論》，也就是俗稱的日心說！不要以為哥白尼是一位天文學家，那只是他的業餘愛好，哥白尼的正當職業是宗教法博士和醫術高明的醫生，因此他很清楚提出日心說的後果有多嚴重，所以“老奸巨猾”的哥白尼選擇了將日心說在他去世前才發表，彌留之際他拿到了印刷版的《天體運行論》，可以說人生贏家哥白尼是絕對不會錯的。

隨後伽利略發現了木星和它的衛星，從觀測上證明了托勒密的地心說是站不住腳的。

開普勒則從火星的橢圓軌道著手，發現了行星運行三大定律，從數學到觀測上證明了日心說！

至此日心說已經開始全面替代地心說，人類的宇宙觀翻過了重要的一頁。

從天王星、海王星再到冥王星與太陽系邊緣的柯伊伯帶

從伽利略的望遠鏡指向天空開始，人類也從肉眼觀測進入瞭望遠鏡時代，但比較可惜伽利略並沒有發現更多的行星，大家依舊還停留在金木水火土！

1781年3月13日赫歇爾用自制的150MM反射鏡發現了天王星之後，太陽系成員擴大到了7大行星，但經過長時間的觀測，天文學家發現天王星軌道與計算不符，認為還有可以行星在干擾天王星！

1846年9月23日，柏林天文臺根據勒維耶的計算位置旁約1度的位置發現了海王星！

1930年2月18日，湯博發現了冥王星，至此太陽系九大行星地位確立！

1951年傑拉德·柯伊伯在天文物理學期刊上發表了一片文章，認為太陽系演化早期會在外圍形成一個塵埃盤，而這個塵埃盤現在仍然有可能存在！

20世紀的70年代，在距離太陽35-50天文單位，柯伊伯預言的位置，發現了大量短週期彗星。

因此確立了柯伊伯帶的存在！從太陽系形成塵埃盤來說，到柯伊伯帶為止，太陽系的主要範圍基本就已經確定了！

在二十世紀末和二十世紀初，在這個位置發現了多顆矮行星，都是和冥王星類似級別，這讓躋身九大行星的冥王星地位受到了威脅，最終國際天文聯合會在2006年經過討論將冥王星開除除了9大行星行列！

日球層頂與奧爾特雲

當然柯伊伯帶並非太陽系真正的邊界，根據天文學家推測，這是一個圍繞太陽公轉，主要由塵埃和冰微行星構成的塵埃團，距離太陽最遠可達2光年左右，也就是到半人馬座南門二三星系一半的距離，這個位置是太陽引力的最邊緣，當然引力是範圍是無限的，但此處已經是和三星系的拉格朗日點，過了這點就是三星系的引力天下了！

不過這裡實在太遠了，2光年的距離對於旅行者來說，數萬年才能到達，因此天文學家又定義了另一個太陽系的邊界-日球層頂

這是太陽風所能到達的最遠區域，太陽風是太陽上受到輻射壓驅動的高能帶電粒子，以200-800km/s的速度向周圍擴散，但受到銀河系星際塵埃的作用從超音速下降到亞音速的過渡區域，這就是日球層頂內的邊界的端震波，在終端震波和日球層頂中間的區域就是日鞘！

日球層頂大約距離太陽100天文單位，當然這是太陽環繞銀河系前進的方向，而在另一個方向則會更遠一些。

旅行者一號和二號突破的就是這個日球層頂，也就是在柯伊伯帶和奧爾特雲之間的日球層頂，以它作為邊界，也不是不可以，因為奧爾特雲實在是太遙遠了，因此NASA給自己制定了個小目標，跨過一小步，給大家些許信心，否則幾萬年才爬出去，那實在有些喪氣！

星辰大海路上的種花家

我想很多人印象中的太陽系是這樣的？

圖示：太陽系示意圖

太陽系的中心是一個巨大的太陽，太陽系中的八顆大行星和矮行星冥王星都在各自的橢圓形的軌道上圍繞著太陽旋轉著。行星和行星之間的距離感覺離得好近。這讓我們感覺太陽系並不是很大。其實，這只是太陽系主要成員的示意圖。如果我們要把真實的太陽系按比例縮小畫到一張A4紙上，而且還要看清楚八顆大行星的樣子的話，就連科學家表示也做不到的。因為太陽系遠比我們想象的要大。

太陽系的範圍有多大？如果我們把真實的太陽系縮小比例畫在一張紙上，這張紙得需要多大呢？咱們一起來畫一下吧！

圖示：地球到太陽的平均距離1.5億公里為一個天文單位

首先我們要設定一個比例。在衡量太陽系天體的距離時，天文學家會把地球到太陽的平均距離大約1.5億公里作為一個天文單位。例如火星到太陽的平均距離是2.28億公里，也就是大約1.5個天文單位。我們可以理解為火星到太陽的平均距離是地球到太陽距離的1.5倍。那麼我們就以紙張上的1釐米代表一個天文單位的距離也就是1.5億公里。

現在我們在紙張的中心畫一個太陽。地球的位置就位於太陽身邊1釐米的地方。而水星和金星位於地球軌道的內側，分別距離太陽0.39個天文單位和0.72個天文單位。所以我們在太陽身邊大約4毫米的地方畫上水星，在大約7毫米的地方畫上金星。然後是火星大於位於紙上太陽位置的1.5釐米處。

圖示：左起水星、金星、地球和火星

這時候我們會感覺太陽系非常的擁擠。火星外面是最大的行星木星。木星距離太陽大約7.8億公里，也就是5.2個天文單位。因此木星距離太陽5.2釐米。木星之外是土星、天王星和海王星，它們到太陽的距離在縮小比例後分別位於9.5釐米、19釐米和30釐米。如果太陽畫在一張A4只的一角，這樣我們還可以在這之上勉強畫上太陽系的八大行星。

冥王星是海王星外側的矮行星。他曾經是太陽系的第九大行星。它到太陽的距離最遠的時候是49個天文單位（大約73億公里），最近的時候是29個天文單位（大約44億公里），平均距離39個天文單位。因此冥王星在紙上所畫的太陽的39釐米遠的地方。

圖示：太陽系的柯伊伯帶

冥王星並不是太陽系的邊緣。冥王星屬於柯伊伯帶天體。現在科學家在這裡發現眾多和冥王星差不多大小的天體。柯伊伯帶是距離太陽50到500個天文單位，因此太陽系的“廣袤”的感覺從這裡才剛剛開始。如果在紙上畫出柯伊伯帶的話，這就是一個以太陽為中心，半徑為50釐米到5米的大圓環了。

離開了柯伊伯帶，在太陽系的最外層就是奧爾特雲。這裡分佈著太陽系大量活躍的彗星，距離太陽大約5萬到10萬個天文單位。這裡才是太陽系的邊緣，那麼我們如果要畫上太陽系的邊緣的話，這就要畫到500米到1000米之外去了。

圖示：太陽系的“全景”外層是奧爾特雲

現在我們清楚了，我們得需要至少邊長1000米的紙張才能畫出真實比例的太陽系！回過頭來看看紙上地球到太陽那1釐米的距離和太陽系邊緣的500米到1000米的差距是有多麼的巨大啊。

太陽系的範圍有多大？現在大家清楚了吧？

兔斯基聊科學

答：由於邊界的認定存在爭議，目前太陽系的大小還沒有明確定論，較為普遍的說法是以奧爾特云為邊界，直徑大約2光年。

太陽系是銀河系中非常普通的一個恆星系統，周圍有著八大行星、小行星帶和科伊伯帶，還有數不清的小行星和矮行星，依據不同的邊界定義方式，太陽系的範圍也有所不同。

日球層為界

太陽系整體以250公里/秒的速度繞銀河系中心旋轉，使得太陽發出的太陽風，會受到星際物質阻礙形成太陽風停滯邊界，日球層就是太陽風的影響區域，離開日球層就徹底進入了星際空間。

旅行者一、二號均攜帶了粒子探測儀，當探測儀監測到的太陽風粒子急劇降為零，同時宇宙射線大幅增加時，就說明探測器飛出了日球層，比如旅行者二號於2018年11月5日開始進入星際空間，旅行者一號是在2012年5月開始進入星際空間的。

日球層並非球體，在太陽運動方向的距離大約是120個天文單位（約0.002光年，通訊時差約17小時），旅行者一號以每秒17公里左右的速度，飛了整整35年；如果以日球層為太陽系邊界，那麼旅行者一號和二號算是飛出了太陽系。

奧爾特云為界

在天文學上，更普遍的說法是以奧爾特云為邊界，奧爾特雲是一個包裹著太陽系半徑約1光年的球形雲體，該雲體內的物質是50億年前太陽系形成時殘留下來的，總質量5~100倍地球質量。

奧爾特雲中的天體，偶爾受到行星或者恆星引力的影響從而偏離軌道，就有可能落入太陽系內部形成彗星，奧爾特雲基本處於太陽系引力影響的邊界，如果以太陽引力影響範圍來定義太陽系邊界，那麼奧爾特雲就是太陽系邊界的標誌。

旅行者一、二號雖然飛出了日球層，但是距離奧爾特雲還有很遠的距離，以探測器目前的速度，旅行者一號飛出奧爾特雲還需要2萬年，旅行者二號還需要3萬年。

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艾伯史密斯

我們對太陽系的認識是隨著科技的進步而逐漸清晰的。

自從日心說被確立以來，太陽系逐漸出現在人們的視野中，到18世紀星雲說出現後，太陽系的概念才正式建立起來。

最早的太陽系只是到土星，這就是太陽系的邊界了，但是隨著天王星和海王星的發現，太陽系的疆界不斷擴大。不過海王星發現之後，這個趨勢便停止了，雖然根據預測，太陽系應該還有第9大行星，但直到20世紀30年代，冥王星才被發現並確認。

至此，9大行星成為了太陽系的新邊界。

到了20世紀末，太陽系的邊界再次擴大，而且這次擴大的不是一星半點了，現實柯伊伯帶，然後是奧爾特雲，雖然這兩個概念很早就有人提出了，但是確認其範圍，還是到了20世紀末。

今天我們確認的太陽系邊界是奧爾特雲，其最大的外側可以延伸到距離太陽1光年遠的位置，由於奧爾特雲是球狀分佈的，所以太陽系的邊界是半徑1光年的一個球狀範圍。

不過，根據計算，太陽的引力範圍還要更遠，計算的結果是可以達到2光年的半徑，這是理論上太陽引力的範圍。但目前還沒有觀測到奧爾特雲以外的天體屬於太陽系，所以，目前太陽系範圍的界定還是以奧爾特雲作為邊界。

寒蕭99

前幾日在一個叫Wylie Overstree 的網站看到一部影片，一群充滿著激情的人根據真實比例建立了完整的太陽系行星軌道模型，他們用了廣闊的空間完成了太陽系的模型。其實在2014年有人就做過類似的事，以北京天文館作為太陽所在地，八大行星按比例分佈在北京城內和周邊，當時的海王星是一個直徑1米的氣球，被放置在天津薊縣，與北京天文館的直線距離是81公里，被放置在距天文館88公里外的天津武清的冥王星僅僅只有一個乒乓球的大小，而地球在太陽系中就是一顆彈珠大小的存在，這樣的距離和比例，真的震撼人心。

太陽系

第一站

太陽系共有八大行星，166個衛星，還有一些矮行星和其他小天體。太陽處於太陽系的主宰地位，它的質量佔整個太陽系總質量的99.86％，它也是太陽系唯一的恆星，唯一的能源基地。地球上的生物生存離不開的光和熱都來自太陽，而地球和太陽的距離又剛好是那麼“完美”，才有了這樣生機蓬勃的地球。

太陽系到底有多大，用具體數字來描述一下太陽系。描述太陽系尺度常用的單位是天文單位。簡單地說，天文單位就是日地平均距離，用AU表示，一個天文單位=14959780700米。太陽系最外層的行星海王星與太陽的距離是30AU或約45億千米，光從太陽傳到海王星約需4小時09分。看到這裡，相信大家心裡已經有一個概念了，太陽系真的大到超乎我們的想象。

太陽系

第二站

小小的星系

滿滿的秘密

太陽系

第三站

太陽系的物質分佈有6重界限。第1重是水星、金星、地球、火星4顆類地行星，空間範圍0.39~1.52AU；第2重是小行星帶，分佈著幾千萬個以岩石為主要成分的小行星，空間範圍2.17~3.64AU；第3重是木星、土星、天王星、海王星4顆類木行星，空間範圍5.2~30AU；第4重是以冥王星為首的又一個小天體環帶——柯伊伯帶，空間範圍30~55AU；第5重是太陽風粒子能到達的區域，最遠到100個AU，完全籠罩著所有大行星和柯伊伯帶天體，呈球狀分佈，太陽位於中央。太陽物理學家稱這個大球為“日球”，也叫太陽風層；第6重是離日球邊界最遠的地方，知道離太陽3萬~10萬AU的區域，叫奧爾特彗星雲。

●結束●

這樣一重一重的界限一定讓你看花了眼，事實上真的沒有一張圖片可以讓我們完全感受到真實的太陽系是什麼樣的。當我們離開地球，地球就會越來越小，豎起大拇指，可以把地球藏在大拇指後，曾經所知道的一切都藏在大拇指之後。

我們的太陽系究竟有多大？正常的想象恐怕已經是想不出來的了，一個地球在太陽系中不過一顆玻璃彈珠的大小，你試試用自己的手一把能握住多少顆玻璃彈珠？我們在一顆彈珠上，而它漂浮在虛無中。

創意風向標

說多少千米什麼的單位太煩了，而且很難想象清楚太陽系的大小。

那就這樣說吧：以一張大報紙為例，把太陽以黃豆的大小畫在紙張中心，而第八大行星則畫在離太陽的三十釐米的地方。

這樣看似是很小，然而，太陽的最外層是一圈碎隕石帶，像一層碎石“保護罩”似的全方位包圍著太陽系。

這太陽系最外層的“保護罩”，如果表達在紙上，則需要以這張紙為中心點，向外擴展一公里才到達這些隕石帶！你現在可以想象到這太陽系會有多麼大了吧！

教案本\n

太陽系的範圍，就是指在太空中受太陽這顆恆星影響的空間。離太陽最近的恆星是比鄰星，與太陽距離約4光年多點，它質量與太陽接近，在這個方向上受太陽影響的範圍約兩光年。在共它方向上，因恆星間距大。受太陽影響的空間範圍要大的多。也就是說，太陽系的範圍不是一個完美的球型空間而是桃子型或其它不規則型狀。若比如成桃型，則桃子的蒂就是比鄰星方向。約離太陽兩光年。這是最小的半徑。

關鍵字: 太陽系 水星 太陽