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太阳系
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1.太阳系
来源:百度百科
太阳系 太阳系的意思 太阳系是什么意思 太阳系什么意思 太阳系的解释词条内容
概述和轨道太阳系的主角是位居中心的太阳,它是一颗光谱分类为G2V的主序星,拥有太阳系内已知质量的99.86%,并以引力主宰着太阳系 。木星和土星,是太阳系内最大的两颗行星,又占了剩余质量的90%以上,目前仍属于假说的奥尔特云,还不知道会占有多少百分比的质量。

太阳系内主要天体的轨道,都在地球绕太阳公转的轨道平面(黄道)的附近。行星都非常靠近黄道,而彗星和柯伊伯带天体,通常都有比较明显的倾斜角度。

由北方向下鸟瞰太阳系,所有的行星和绝大部分的其他天体,都以逆时针(右旋)方向绕着太阳公转。有些例外的,像是哈雷彗星。

环绕着太阳运动的天体都遵守开普勒行星运动定律,轨道都以太阳为椭圆的一个焦点,并且越靠近太阳时的速度越快。行星的轨 道接近圆形,但许多彗星、小行星和柯伊伯带天体的轨道则是高度椭圆的。

在这么辽阔的空间中,有许多方法可以表示出太阳系中每个轨道的距离。在实际上,距离太阳越远的行星或环带,与前一个的距离就会更远,而只有少数的例外。例如,金星在水星之外约0.33天文单位的距离上,而土星与木星的距离是4.3天文单位,海王星又在天王星之外10.5天文单位。曾有些关系式企图解释这些轨道距离变化间的交互作用。

依照至太阳的距离,行星序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星,(离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星,木星与土星称为近日行星,天王星与海王星称为远日行星)8 颗中的6颗有天然的卫星环绕着,这些星习惯上因为地球的卫星被称为月球而都被视为月球。在外侧的行星都有由尘埃和许多小颗粒构成的行星环环绕着,而除了地球之外,肉眼可见的行星以五行为名,在西方则全都以希腊和罗马神话故事中的神仙为名。

形成和演化太阳系的形成据信应该是依据星云假说,最早是在1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自独立提出的。这个理论认为太阳系是在46亿年前在一个巨大的分子云的塌缩中形成的。这个星云原本有数光年的大小,并且同时诞生了数颗恒星。研究古老的陨石追溯到的元素显示,只有超新星爆炸的心脏部分才能产生这些元素,所以包含太阳的星团必然在超新星残骸的附近。可能是来自超新星爆炸的震波使邻近太阳附近的星云密度增高,使得重力得以克服内部气体的膨胀压力造成塌缩,因而触发了太阳的诞生。

被认定为原太阳星云的地区就是日后将形成太阳系的地区,直径估计在7,000至20,000天文单位,而质量仅比太阳多一点(多0.1至0.001太阳质量)。当星云开始塌缩时,角动量守恒定律使它的转速加快,内部原子相互碰撞的频率增加。其中心区域集中了大部分的质量,温度也比周围的圆盘更热。当重力、气体压力、磁场和自转作用在收缩的星云上时,它开始变得扁平成为旋转的原行星盘,而直径大约200天文单位,并且在中心有一个热且稠密的原恒星。

对年轻的金牛T星的研究,相信质量与预熔合阶段发展的太阳非常相似,显示在形成阶段经常都会有原行星物质的圆盘伴随着。这些圆盘可以延伸至数百天文单位,并且最热的部分可以达到数千K的高温。

一亿年后,在塌缩的星云中心,压力和密度将大到足以使原始太阳的氢开始热融合,这会一直增加直到流体静力平衡,使热能足以抵抗重力的收缩能。这时太阳才成为一颗真正的恒星。

相信经由吸积的作用,各种各样的行星将从云气(太阳星云)中剩余的气体和尘埃中诞生:

1.当尘粒的颗粒还在环绕中心的原恒星时,行星就已经开始成长;

2.然后经由直接的接触,聚集成1至10公里直径的丛集;

3.接着经由碰撞形成更大的个体,成为直径大约5公里的星子;

4.在未来得数百万年中,经由进一步的碰撞以每年15厘米的的速度继续成长。

在太阳系的内侧,因为过度的温暖使水和甲烷这种易挥发的分子不能凝聚,因此形成的星子相对的就比较小(仅占有圆盘质量的0.6%),并且主要的成分是熔点较高的硅酸盐和金属等化合物。这些石质的天体最后就成为类地行星。再远一点的星子,受到木星引力的影响,不能凝聚在一起成为原行星,而成为现在所见到的小行星带。

在更远的距离上,在冻结线之外,易挥发的物质也能冻结成固体,就形成了木星和土星这些巨大的气体巨星。天王星和海王星获得的材料较少,并且因为核心被认为主要是冰(氢化物),因此被称为冰巨星。

一旦年轻的太阳开始产生能量,太阳风会将原行星盘中的物质吹入行星际空间,从而结束行星的成长。年轻的金牛座T星的恒星风就比处于稳定阶段的较老的恒星强得多。

根据天文学家的推测,目前的太阳系会维持直到太阳离开主序。由于太阳是利用其内部的氢作为燃料,为了能够利用剩余的燃料,太阳会变得越来越热,于是燃烧的速度也越来越快。这就导致太阳不断变亮,变亮速度大约为每11亿年增亮10%。

从现在起再过大约76亿年,太阳的内核将会热得足以使外层氢发生融合,这会导致太阳膨胀到现在半径的260倍,变为一个红巨星。此时,由于体积与表面积的扩大,太阳的总光度增加,但表面温度下降,单位面积的光度变暗。

随后,太阳的外层被逐渐抛离,最后裸露出核心成为一颗白矮星,一个极为致密的天体,只有地球的大小却有着原来太阳一半的质量。最后形成暗矮星。结构和组成太阳系是由受太阳引力约束的天体组成的系统是宇宙中的一个小天体系统,

太阳系的结构可以大概地分为五部分。

太阳(Sun)太阳是太阳系的母星,太阳也是太阳系里唯一会发光的恒星,也是最主要和最重要的成员。它有足够的质量让内部的压力与密度足以抑制和承受核融合产生的巨大能量,并以辐射的型式,例如可见光,让能量稳定的进入太空。 太阳在分类上是一颗中等大小的黄矮星,不过这样的名称很容易让人误会,其实在我们的星系中,太阳是相当大与明亮的。恒星是依据赫罗图的表面温度与亮度对应关系来分类的。通常,温度高的恒星也会比较明亮,而遵循此一规律的恒星都会位在所谓的主序带上,太阳就在这个带子的中央。但是,比太阳大且亮的星并不多,而比较暗淡和低温的恒星则很多。

太阳在恒星演化的阶段正处于壮年期,尚未用尽在核心进行核融合的氢。太阳的亮度仍会与日俱增,早期的亮度只是现在的75%。

计算太阳内部氢与氦的比例,认为太阳已经完成生命周期的一半,在大约50亿年后,太阳将离开主序带,并变得更大与更加明亮,但表面温度却降低的红巨星,届时它的亮度将是目前的数千倍。

太阳是在宇宙演化后期才诞生的第一星族恒星,它比第二星族的恒星拥有更多的比氢和氦重的金属(这是天文学的说法:原子序数大于氦的都是金属。)。比氢和氦重的元素是在恒星的核心形成的,必须经由超新星爆炸才能释入宇宙的空间内。换言之,第一代恒星死亡之后宇宙中才有这些重元素。最老的恒星只有少量的金属,后来诞生的才有较多的金属。高金属含量被认为是太阳能发展出行星系统的关键,因为行星是由累积的金属物质形成的。

行星际物质

除了光,太阳也不断的放射出电子流(等离子),也就是所谓的太阳风。这条微粒子流的速度为每小时150万公里,在太阳系内创造出稀薄的大气层(太阳圈),范围至少达到100天文单位(日球层顶),也就是我们所认知的行星际物质。 太阳的黑子周期(11年)和频繁的闪焰、日冕物质抛射在太阳圈内造成的干扰,产生了太空气候。伴随太阳自转而转动的磁场在行星际物质中所产生的太阳圈电流片,是太阳系内最大的结构。

地球的磁场从与太阳风的互动中保护著地球大气层。水星和金星则没有磁场,太阳风使它们的大气层逐渐流失至太空中。 太阳风和地球磁场交互作用产生的极光,可以在接近地球的磁极(如南极与北极)的附近看见。

宇宙线是来自太阳系外的,太阳圈屏障著太阳系,行星的磁场也为行星自身提供了一些保护。宇宙线在星际物质内的密度和太阳磁场周期的强度变动有关,因此宇宙线在太阳系内的变动幅度究竟是多少,仍然是未知的。

行星际物质至少在在两个盘状区域内聚集成宇宙尘。第一个区域是黄道尘云,位于内太阳系,并且是黄道光的起因。它们可能是小行星带内的天体和行星相互撞击所产生的。第二个区域大约伸展在10-40天文单位的范围内,可能是柯伊伯带内的天体在相似的互相撞击下产生的。

内太阳系内太阳系在传统上是类地行星和小行星带区域的名称,主要是由硅酸盐和金属组成的。这个区域挤在靠近太阳的范围内,半径还比木星与土星之间的距离还短。

内行星 四颗内行星或是类地行星的特点是高密度、由岩石构成、只有少量或没有卫星,也没有环系统。它们由高熔点的矿物,像是硅酸盐类的矿物,组成表面固体的地壳和半流质的地幔,以及由铁、镍构成的金属核心所组成。四颗中的三颗(金星、地球、和火星)有实质的大气层,全部都有撞击坑和地质构造的表面特征(地堑和火山等)。内行星容易和比地球更接近太阳的内侧行星(水星和金星)混淆。行星运行在一个平面,朝着一个方向。

水星(Mercury)(0.4 天文单位)是最靠近太阳,也是最小的行星(0.055地球质量)。它没有天然的卫星,仅知的地质特征除了撞击坑外,只有大概是在早期历史与收缩期间产生的皱折山脊。 水星,包括被太阳风轰击出的气体原子,只有微不足道的大气。目前尚无法解释相对来说相当巨大的铁质核心和薄薄的地幔。假说包括巨大的冲击剥离了它的外壳,还有年轻时期的太阳能抑制了外壳的增长。

金星 (Venus)(0.7 天文单位)的体积尺寸与地球相似(0.86地球质量),也和地球一样有厚厚的硅酸盐地幔包围着核心,还有浓厚的大气层和内部地质活动的证据。但是,它的大气密度比地球高90倍而且非常干燥,也没有天然的卫星。它是颗炙热的行星,表面的温度超过400°C,很可能是大气层中有大量的温室气体造成的。没有明确的证据显示金星的地质活动仍在进行中,但是没有磁场保护的大气应该会被耗尽,因此认为金星的大气是经由火山的爆发获得补充。

地球(Earth)(1 天文单位)是内行星中最大且密度最高的,也是唯一地质活动仍在持续进行中并拥有生命的行星。它也拥有类地行星中独一无二的水圈和被观察到的板块结构。地球的大气也于其他的行星完全不同,被存活在这儿的生物改造成含有21%的自由氧气。它只有一颗卫星,即月球;月球也是类地行星中唯一的大卫星。地球公转(太阳)一圈约365天,自转一圈约1天。(太阳并不是总是直射赤道,因为地球围绕太阳旋转时,稍稍有些倾斜。)

火星(Mars)(1.5 天文单位)比地球和金星小(0.17地球质量),只有以二氧化碳为主的稀薄大气,它的表面,例如奥林匹斯山有密集与巨大的火山,水手号峡谷有深邃的地堑,显示不久前仍有剧烈的地质活动。火星有两颗天然的小卫星,戴摩斯和福伯斯,可能是被捕获的小行星。

小行星带

小行星是太阳系小天体中最主要的成员,主要由岩石与不易挥发的物质组成。

主要的小行星带位于火星和木星轨道之间,距离太阳2.3至3.3 天文单位,它们被认为是在太阳系形成的过程中,受到木星引力扰动而未能聚合的残余物质。

小行星的尺度从大至数百公里、小至微米的都有。除了最大的谷神星之外,所有的小行星都被归类为太阳系小天体,但是有几颗小行星,像是灶神星、健神星,如果能被证实已经达到流体静力平衡的状态,可能会被重分类为矮行星。

小行星带拥有数万颗,可能多达数百万颗,直径在一公里以上的小天体。尽管如此,小行星带的总质量仍然不可能达到地球质量的千分之一。小行星主带的成员依然是稀稀落落的,所以至今还没有太空船在穿越时发生意外。

直径在10至10.4 米的小天体称为流星体。

谷神星 (Ceres)(2.77 天文单位)是主带中最大的天体,也是主带中唯一的矮行星。它的直径接近1000公里,因此自身的引力已足以使它成为球体。它在19世纪初被发现时,被认为是一颗行星,在1850年代因为有更多的小天体被发现才重新分类为小行星;在2006年,又再度重分类为矮行星。

小行星族

在主带中的小行星可以依据轨道元素划分成几个小行星群和小行星族。小行星卫星是围绕着较大的小行星运转的小天体,它们的认定不如绕着行星的卫星那样明确,因为有些卫星几乎和被绕的母体一样大。

在主带中也有彗星,它们可能是地球上水的主要来源。

特洛依小行星的位置在木星的 L4或L5点(在行星轨道前方和后方的不稳定引力平衡点),不过"特洛依"这个名称也被用在其他行星或卫星轨道上位于拉格朗日点上的小天体。 希耳达族是轨道周期与木星2:3共振的小行星族,当木星绕太阳公转二圈时,这群小行星会绕太阳公转三圈。

内太阳系也包含许多“淘气”的小行星与尘粒,其中有许多都会穿越内行星的轨道。

中太阳系太阳系的中部地区是气体巨星和它们有如行星大小尺度卫星的家,许多短周期彗星,包括半人马群也在这个区域内。此区没有传统的名称,偶尔也会被归入“外太阳系”,虽然外太阳系通常是指海王星以外的区域。在这一区域的固体,主要的成分是“冰”(水、氨和甲烷),不同于以岩石为主的内太阳系。

外行星

在外侧的四颗行星,也称为类木行星,囊括了环绕太阳99%的已知质量。木星和土星的大气层都拥有大量的氢和氦,天王星和海王星的大气层则有较多的“冰”,像是水、氨和甲烷。有些天文学家认为它们该另成一类,称为“天王星族”或是“冰巨星”。这四颗气体巨星都有行星环,但是只有土星的环可以轻松的从地球上观察。“外行星”这个名称容易与“外侧行星”混淆,后者实际是指在地球轨道外面的行星,除了外行星外还有火星。

木星(Jupiter)(5.2 天文单位),主要由氢和氦组成,质量是地球的318倍,也是其他行星质量总合的2.5倍。木星的丰沛内热在它的大气层造成一些近似永久性的特征,例如云带和大红斑。木星已经被发现的卫星有63颗,最大的四颗,甘尼米德、卡利斯多、埃欧、和欧罗巴,显示出类似类地行星的特征,像是火山作用和内部的热量。甘尼米德比水星还要大,是太阳系内最大的卫星。

土星(Saturn)(9.5 天文单位),因为有明显的环系统而著名,它与木星非常相似,例如大气层的结构。土星不是很大,质量只有地球的95倍,它有60颗已知的卫星,泰坦和恩塞拉都斯,拥有巨大的冰火山,显示出地质活动的标志。泰坦比水星大,而且是太阳系中唯一实际拥有大气层的卫星。

天王星(Uranus)(19.6 天文单位),是最轻的外行星,质量是地球的14倍。它的自转轴对黄道倾斜达到90度,因此是横躺着绕着太阳公转,在行星中非常独特。在气体巨星中,它的核心温度最低,只辐射非常少的热量进入太空中。天王星已知的卫星有27颗,最大的几颗是泰坦尼亚、欧贝隆、乌姆柏里厄尔、艾瑞尔、和米兰达。

海王星(Neptune)(30 天文单位)虽然看起来比天王星小,但密度较高使质量仍有地球的17倍。他虽然辐射出较多的热量,但远不及木星和土星多。海王星已知有13颗卫星,最大的崔顿仍有活跃的地质活动,有着喷发液态氮的间歇泉,它也是太阳系内唯一逆行的大卫星。在海王星的轨道上有一些1:1轨道共振的小行星,组成海王星特洛伊群。

彗星归属于太阳系小天体,通常直径只有几公里,主要由具挥发性的冰组成。 它们的轨道具有高离心率,近日点一般都在内行星轨道的内侧,而远日点在冥王星之外。当一颗彗星进入内太阳系后,与太阳的接近会导致她冰冷表面的物质升华和电离,产生彗发和拖曳出由气体和尘粒组成、肉眼就可以看见的彗尾。

短周期彗星是轨道周期短于200年的彗星,长周期彗星的轨周期可以长达数千年。短周期彗星,像是哈雷彗星,被认为是来自柯伊伯带;长周期彗星,像海尔·波普彗星,则被认为起源于奥尔特云。有许多群的彗星,像是克鲁兹族彗星,可能源自一个崩溃的母体。有些彗星有着双曲线轨道,则可能来自太阳系外,但要精确的测量这些轨道是很困难的。 挥发性物质被太阳的热驱散后的彗星经常会被归类为小行星。

半人马群是散布在9至30 天文单位的范围内,也就是轨道在木星和海王星之间,类似彗星以冰为主的天体。半人马群已知的最大天体是10199 Chariklo,直径在200至250 公里。第一个被发现的是2060 Chiron,因为在接近太阳时如同彗星般的产生彗发,目前已经被归类为彗星。有些天文学家将半人马族归类为柯伊伯带内部的离散天体,而视为是外部离散盘的延续。

外海王星区在海王星之外的区域,通常称为外太阳系或是外海王星区,仍然是未被探测的广大空间。这片区域似乎是太阳系小天体的世界(最大的直径不到地球的五分之一,质量则远小于月球),主要由岩石和冰组成。

柯伊伯带,最初的形式,被认为是由与小行星大小相似,但主要是由冰组成的碎片与残骸构成的环带,扩散在距离太阳30至50 天文单位之处。这个区域被认为是短周期彗星——像是哈雷彗星——的来源。它主要由太阳系小天体组成,但是许多柯伊伯带中最大的天体,例如创神星、伐楼拿、2003 EL61、2005 FY9和厄耳枯斯等,可能都会被归类为矮行星。估计柯伊伯带内直径大于50 公里的天体会超过100,000颗,但总质量可能只有地球质量的十分之一甚至只有百分之一。许多柯伊伯带的天体都有两颗以上的卫星,而且多数的轨道都不在黄道平面上。

柯伊伯带大致上可以分成共振带和传统的带两部分,共振带是由与海王星轨道有共振关系的天体组成的(当海王星公转太阳三圈就绕太阳二圈,或海王星公转两圈时只绕一圈),其实海王星本身也算是共振带中的一员。传统的成员则是不与海王星共振,散布在39.4至47.7 天文单位范围内的天体。传统的柯伊伯带天体以最初被发现的三颗之一的1992 QB1为名,被分类为类QB1天体。

冥王星和卡戎

目前还不能确定卡戎(Charon)是否应被归类为当前认为的卫星还是属于矮行星,因为冥王星和卡戎互绕轨道的质心不在任何一者的表面之下,形成了冥王星-卡戎双星系统。另外两颗很小的卫星尼克斯(Nix)与许德拉(Hydra),则绕着冥王星和卡戎公转。

冥王星在共振带上,与海王星有着3:2的共振(冥王星绕太阳公转二圈时,海王星公转三圈)。柯伊伯带中有着这种轨道的天体统称为类冥天体。

离散盘与柯伊伯带是重叠的,但是向外延伸至更远的空间。离散盘内的天体应该是在太阳系形成的早期过程中,因为海王星向外迁徙造成的引力扰动才被从柯伊伯带抛入反覆不定的轨道中。多数黄道离散天体的近日点都在柯伊伯带内,但远日点可以远至150 天文单位;轨道对黄道面也有很大的倾斜角度,甚至有垂直于黄道面的。有些天文学家认为黄道离散天体应该是柯伊伯带的另一部分,并且应该称为"柯伊伯带离散天体"。

阋神星(136199 Eris)(平均距离68 天文单位),又名齐娜,是已知最大的黄道离散天体,并且引发了什么是行星的辩论。他的直径至少比冥王星大15%,估计有2,400公里(1,500英里),是已知的矮行星中最大的。阋神星有一颗卫星,阋卫一(Dysnomia),轨道也像冥王星一样有着很大的离心率,近日点的距离是38.2 天文单位(大约是冥王星与太阳的平均距离),远日点达到97.6 天文单位,对黄道面的倾斜角度也很大。

美国加州技术研究所的科学家2003年在太阳系的边缘发现了这颗行星,编号为2003UB313,暂时命名为齐娜,直到2005年7月29日才向外界公布这个发现。据悉,各国天文学家于2006年8月24日的国际天文学联合会大会上否认其为大行星。

据介绍,齐娜的直径约一千四百九十英里,较太阳系边缘的矮行星冥王星还要大七七英里。而齐娜距离太阳九十亿英里,这个距离大约是冥王星和太阳间距离的三倍,也就是大约97.6个天文单位,一个天文单位指的太阳与地球之间的距离。齐娜绕行太阳一周,得花五百六十年它也是迄今为止我们所知道的太阳系中最远的星体,是“库伊伯尔星带”里亮度占第三位的星体。它比冥王星表面的温度低,约零下214℃,是一个非常不适合居住的地方。

这个星体呈圆形,最大可能是冥王星的两倍。他估计新发现的这颗星星的直径估计有2100英里,是冥王星的1.5倍。

这个星体与太阳系统的主平面保持着45度的夹角,大部分其它行星的轨道都在这个主平面里。布朗说,这就是它一直没有被发现的原因。

最远的区域太阳系于何处结束,以及星际介质开始的位置没有明确定义的界线,因为这需要由太阳风和太阳引力两者来决定。太阳风能影响到星际介质的距离大约是冥王星距离的四倍,但是太阳的洛希球,也就是太阳引力所能及的范围,应该是这个距离的千倍以上。

日球层顶

太阳圈可以分为两个区域,太阳风传递的最大距离大约在95 天文单位,也就是冥王星轨道的三倍之处。此处是终端震波的边缘,也就是太阳风和星际介质相互碰撞与冲激之处。太阳风在此处减速、凝聚并且变得更加纷乱,形成一个巨大的卵形结构,也就是所谓的日鞘,外观和表现得像是彗尾,在朝向恒星风的方向向外继续延伸约40 天文单位,但是反方向的尾端则延伸数倍于此距离。太阳圈的外缘是日球层顶,此处是太阳风最后的终止之处,外面即是恒星际空间。

太阳圈外缘的形状和形式很可能受到与星际物质相互作用的流体动力学的影响,同时也受到在南端占优势的太阳磁场的影响;例如,它形状在北半球比南半球多扩展了9个天文单位(大约15亿公里)。在日球层顶之外,在大约230天文单位处,存在着弓激波,它是当太阳在银河系中穿行时产生的。

还没有太空船飞越到日球层顶之外,所以还不能确知星际空间的环境条件。而太阳圈如何保护在宇宙射线下的太阳系,目前所知甚少。为此,人们已经开始提出能够飞越太阳圈的任务。

奥尔特云(Oort cloud)

是一个假设包围着太阳系的球体云团,布满着不少不活跃的彗星,距离太阳约50,000至100,000个天文单位,差不多等于一光年,即太阳与比邻星(Proxima)距离的四分一。

理论上的奥尔特云有数以兆计的冰冷天体和巨大的质量,在大约5,000 天文单位,最远可达10,000天文单位的距离上包围着太阳系,被认为是长周期彗星的来源。它们被认为是经由外行星的引力作用从内太阳系被抛至该处的彗星。奥尔特云的物体运动得非常缓慢,并且可以受到一些不常见的情况的影响,像是碰撞、或是经过天体的引力作用、或是星系潮汐。

塞德娜和内奥尔特云

塞德娜(Sedna)是颗巨大、红化的类冥天体,近日点在76 天文单位,远日点在928 天文单位,12,050年才能完成一周的巨大、高椭率的轨道。米高·布朗在2003年发现这个天体,因为它的近日点太遥远,以致不可能受到海王星迁徙的影响,所以认为它不是离散盘或柯伊伯带的成员。他和其他的天文学家认为它属于一个新的分类,同属于这新族群的还有近日点在45 天文单位,远日点在415 天文单位,轨道周期3,420年的2000 CR105,和近日点在21 天文单位,远日点在1,000 天文单位,轨道周期12,705年的(87269) 2000 OO67。布朗命名这个族群为"内奥尔特云",虽然它远离太阳但仍较近,可能是经由相似的过程形成的。塞德娜的形状已经被确认,非常像一颗矮行星。

疆界

我们的太阳系仍然有许多未知数。考量邻近的恒星,估计太阳的引力可以控制2光年(125,000天文单位)的范围。奥尔特云向外延伸的程度,大概不会超过50,000天文单位。尽管发现的塞德娜,范围在柯伊伯带和奥尔特云之间,仍然有数万天文单位半径的区域是未曾被探测的。水星和太阳之间的区域也仍在持续的研究中。在太阳系的未知地区仍可能有所发现。

矮行星

目前被确认的矮行星有五个:谷神星(Ceres)、冥王星(Pluto)、阋神星(Eris)、鸟神星(Makemake)、妊神星(Haumea)。星系的关联太阳系位于一个被称为银河系的星系内,直径100,000光年,拥有约二千亿颗恒星的棒旋星系。我们的太阳位居银河外围的一条旋涡臂上,称为猎户臂或本地臂。太阳距离银心25,000至28,000光年,在银河系内的速度大约是220公里/秒,因此环绕银河公转一圈需要2亿2千5百万至2亿5千万年,这个公转周期称为银河年。 太阳系在银河中的位置是地球上能发展出生命的一个很重要的因素,它的轨道非常接近圆形,并且和旋臂保持大致相同的速度,这意味着它相对旋臂是几乎不动的。因为旋臂远离了有潜在危险的超新星密集区域,使得地球长期处在稳定的环境之中得以发展出生命。太阳系也远离了银河系恒星拥挤群聚的中心,接近中心之处,邻近恒星强大的引力对奥尔特云产生的扰动会将大量的彗星送入内太阳系,导致与地球的碰撞而危害到在发展中的生命。银河中心强烈的辐射线也会干扰到复杂的生命发展。即使在太阳系目前所在的位置,有些科学家也认为在35,000年前曾经穿越过超新星爆炸所抛射出来的碎屑,朝向太阳而来的有强烈的辐射线,以及小如尘埃大至类似彗星的各种天体,曾经危及到地球上的生命。

太阳向点(apex)是太阳在星际空间中运动所对着的方向,靠近武仙座接近明亮的织女星的方向上。

邻近的区域

太阳系所在的位置是银河系中恒星疏疏落落,被称为本星际云的区域。这是一个形状像沙漏,气体密集而恒星稀少,直径大约300光年的星际介质,称为本星系泡的区域。这个气泡充满的高温等离子,被认为是由最近的一些超新星爆炸产生的。 在距离太阳10光年(94.6万亿公里)内只有少数几颗的恒星,最靠近的是距离4.3光年的三合星,半人马座α。半人马座α的A与B是靠得很近且与太阳相似的恒星,而C(也称为半人马座比邻星)是一颗小的红矮星,以0.2光年的距离环绕着这一对双星。接下来是距离6光年远的巴纳德星、7.8光年的沃夫359、8.3光年的拉兰德21185。在10光年的距离内最大的恒星是距离8.6光年的一颗蓝巨星——天狼星,它质量约为太阳2倍,有一颗白矮星(天狼B星)绕着其公转。在10光年范围内,还有距离8.7光年,由两颗红矮星组成的鲸鱼座UV;和距离9.7光年,孤零零的红矮星罗斯154。与太阳相似而我们最接近我们的单独恒星是距离11.9光年的鲸鱼座τ,质量约为太阳的80%,但光度只有60%。发现和探测数千年以来直到17世纪的人类,除了少数几个例外,都不相信太阳系的存在。地球不仅被认为是固定在宇宙的中心不动的,并且绝对与在虚无飘渺的天空中穿越的对象或神祇是完全不同的。当哥白尼与前辈们,像是印度的数学与天文学家Aryabhata和希腊哲学家亚里斯塔克斯(Aristarchus),以太阳为中心重新安排宇宙的结构时,仍是在17世纪最前瞻性的概念,经由伽利略、开普勒和牛顿等的带领下,才逐渐接受地球不仅会移动,还绕着太阳公转的事实;行星由和支配地球一样的物理定律支配着,有着和地球一样的物质与世俗现象:火山口、天气、地质、季节和极冠。

最靠近地球的五颗行星,水星、金星、火星、木星和土星,是天空中最明亮的五颗天体,在古希腊被称为行星,意思是漫游者,已经被知道会在以恒星为背景的天球上移动,这就是这个名词的由来。天王星在最亮时虽然也能用肉眼看见,但仍然逃过了裸眼的观测,直到1781年才被发现。

望远镜的观测太阳系的第一次探测是由望远镜开启的,始于天文学家首度开始绘制这些因光度暗淡而肉眼看不见的天体之际。

伽利略是第一位发现太阳系天体细节的天文学家。他发现月球的火山口,太阳的表面有黑子,木星有4颗卫星环绕着。惠更斯追随着伽利略的发现,发现土星的卫星泰坦和土星环的形状。后继的卡西尼发现了4颗土星的卫星,还有土星环的卡西尼缝、木星的大红斑。

1705年,爱德蒙·哈雷认识到在1682年出现的彗星,实际上是每隔75-76年就会重复出现的一颗彗星,现在称为哈雷彗星。这是除了行星之外的天体会围绕太阳公转的第一个证据。

1781年,威廉·赫歇尔在观察一颗它认为的新彗星时,在金牛座发现了联星。事实上,它的轨道显示是一颗行星,天王星,这是第一颗被发现的行星。

1801年,朱塞普·皮亚齐发现谷神星,这是位于火星和木星轨道之间的一个小世界,而一开始他被当成一颗行星。然而,接踵而来的发现使在这个区域内的小天体多达数以万计,导致他们被重新归类为小行星。

到了1846年,天王星轨道的误差导致许多人怀疑是不是有另一颗大行星在远处对他施力。埃班·勒维耶的计算最终导致了海王星的发现。在1859年,因为水星轨道近日点有一些牛顿力学无法解释的微小运动(“水星近日点进动”),因而有人假设有一颗水内行星祝融星(中文常译为“火神星”)存在;但这一运动最终被证明可以用广义相对论来解释,但某些天文学家仍未放弃对“水内行星”的探寻。

为解释外行星轨道明显的偏差,帕西瓦尔·罗威尔认为在其外必然还有一颗行星存在,并称之为X行星。在他过世后,它的罗威尔天文台继续搜寻的工作,终于在1930年由汤博发现了冥王星。但是,冥王星是如此的小,实在不足以影响行星的轨道,因此它的发现纯属巧合。就像谷神星,他最初也被当作行星,但是在邻近的区域内发现了许多大小相近的天体,因此在2006年冥王星被国际天文学联会重新分类为矮行星。

在1992年,夏威夷大学的天文学家大卫·朱维特和麻省理工学院的珍妮·卢发现1992 QB1,被证明是一个冰冷的、类似小行星带的新族群,也就是现在所知的柯伊伯带,冥王星和卡戎都被是其中的成员。

米高·布朗、乍德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨在2005年宣布发现的阋神星是比冥王星大的离散盘上天体,是在海王星之后绕行太阳的最大天体。太空船的观测自从进入太空时代,许多的探测都是各国的太空机构所组织和执行的无人太空船探测任务。

太阳系内所有的行星都已经被由地球发射的太空船探访,进行了不同程度的各种研究。虽然都是无人的任务,人类还是能观看到所有行星表面近距离的照片,在有登陆艇的情况下,还进行了对土壤和大气的一些实验。

第一个进入太空的人造天体是前苏联在1957年发射的史泼尼克一号,成功的环绕地球一年之久。美国在1959年发射的先驱者6号,是第一个从太空中送回影像的人造卫星。

第一个成功的飞越过太阳系内其他天体的是月球1号,在1959年飞越了月球。最初是打算撞击月球的,但却错过了目标成为第一个环绕太阳的人造物体。水手2号是第一个环绕其他行星的人造物体,在1962年绕行金星。第一颗成功环绕火星的是1964年的水手4号。直到1974年才有水手10号前往水星。

探测外行星的第一艘太空船是先驱者10号,在1973年飞越木星。在1979年,先驱者11号成为第一艘拜访土星的太空船。旅行者计划在1977年先后发射了两艘太空船进行外行星的大巡航,在1979年探访了木星,1980和1981年先后访视了土星。旅行者2号继续在1986年接近天王星和在1989年接近海王星。 旅行者太空船已经远离海王星轨道外,在发现和研究终端震波、日鞘和日球层顶的路径上继续前进。依据NASA的资料,两艘旅行者太空船已经在距离太阳大约93天文单位处接触到终端震波。

还没有太空船曾经造访过柯伊伯带天体。而在2006年1月19日发射的新视野号将成为第一艘探测这个区域的人造太空船。这艘无人太空船预计在2015年飞越冥王星。如果这被证明是可行的,任务将会扩大以继续观察一些柯伊伯带的其他天体。

在1966年,月球成为除了地球之外第一个有人造卫星绕行的太阳系天体(月球10号),然后是火星在1971年(水手9号),金星在1975年(金星9号),木星在1995年(伽利略号,也在1991年首先飞掠过小Gaspra),爱神星在2000年(会合-舒梅克号),和土星在2004年(卡西尼号-惠更斯号)。信使号太空船正在前往水星的途中,预计在2011年开始第一次绕行水星的轨道;同一时间,黎明号太空船将设定轨道在2011年环绕灶神星,并在2015年探索谷神星。

第一个在太阳系其它天体登陆的计划是前苏联在1959年都登陆月球的月球2号。从此以后,抵达越来越遥远的行星,在1966年计划登陆或撞击金星(金星3号),1971年到火星(火星3号),但直到1976年才有维京1号成功登陆火星,2001年登陆爱神星(会合-舒梅克号),和2005年登陆土星的卫星泰坦(惠更斯号)。伽利略太空船也在1995年抛下一个探测器进入木星的大气层;由于木星没有固体的表面,这个探测器在下降的过程中被逐渐增高的温度和压力摧毁掉。载人探测载人的探测目前仍被限制在邻近地球的环境内。第一个进入太空(以超过100公里的高度来定义)的人是前苏联的太空人尤里·加加林,于1961年4月12日搭乘东方一号升空。第一个在地球之外的天体上漫步的是尼尔·阿姆斯特朗,它是在1969年的太阳神11号任务中,于7月21日在月球上完成的。美国的航天飞机是唯一能够重覆使用的太空船,并已完成许多次的任务。在轨道上的第一个太空站是NASA的太空实验室,可以有多位乘员,在1973年至1974年间成功的同时乘载着三位太空人。第一个真正能让人类在太空中生活的是前苏联的和平号空间站,从1989年至1999年在轨道上持续运作了将近十年。它在2001年退役,后继的国际空间站也从那时继续维系人类在太空中的生活。在2004年, 太空船1号成为在私人的基金资助下第一个进入次轨道的太空船。同年,美国前总统乔治·布什宣布太空探测的远景规划:替换老旧的航天飞机、重返月球、甚至载人前往火星。研究和其他研究太阳系对太阳系的长期研究,分化出了这样几门学科:

太阳系化学:空间化学的一个重要分科,研究太阳系诸天体的化学组成(包括物质来源、元素与同位素丰度)和物理-化学性质以及年代学和化学演化问题。太阳系化学与太阳系起源有密切关系。

太阳系物理学:研究太阳系的行星、卫星、小行星、彗星、流星以及行星际物质的物理特性、化学组成和宇宙环境的学科。

太阳系内的引力定律:太阳系内各天体之间引力相互作用所遵循的规律。

太阳系稳定性问题:天体演化学和天体力学的基本问题之一

其他行星系(包括地月系)虽然学者同意另外还有其他和太阳系相似的天体系统,但直到1992年才发现别的行星系。至今已发现几百个行星系,但是详细材料还是很少。这些行星系的发现是依靠多普勒效应,通过观测恒星光谱的周期性变化,分析恒星运动速度的变化情况,并据此推断是否有行星存在,并且可以计算行星的质量和轨道。应用这项技术只能发现木星级的大行星,像地球大小的行星就找不到了。

此外,关于类似太阳系的天体系统的研究的另一个目的是探索其他星球上是否也存在着生命。运动太阳系是银河系的一部分。银河系是一个螺旋形星系,直径十万光年,包括两千多亿颗星。太阳是银河系较典型的恒星,离星系中心大约两万五千到两万八千光年。太阳系移动速度约每秒220公里,两亿两千六百万年在星系转一圈。

太阳系中的八大行星都位于差不多同一平面的近圆轨道上运行,朝同一方向绕太阳公转。除金星以外,其他行星的自转方向和公转方向相同。

彗星的绕日公转方向大都相同,多数为椭圆形轨道,一般公转周期比较长。提丢斯数列提丢斯—波得定则(Titius—Bode law),简称“波得定律”,是关于太阳系中行星轨道的一个简单的几何学规则。 它是在1766年德国的一位中学教师戴维·提丢斯(Johann Daniel Titius,1729~1796)发现的。后来被柏林天文台的台长波得(Johann Elert Bode)归纳成了一个经验公式来表示。

行星同太阳平均距离的经验定律。1766年﹐德国人提丢斯提出﹐取一数列0﹐3﹐6 ﹐12﹐24﹐48﹐96﹐192……﹐然后将每个数加上4﹐再除以10﹐就可以近似地得到以天文单位表示的各个行星同太阳的平均距离。1772年﹐德国天文学家波得进一步研究了这个问题﹐发表了这个定则﹐因而得名为提丢斯—波得定则﹐有时简称提丢斯定则或波得定则。这个定则可以表述为﹕从离太阳由近到远计算﹐对应于第n 个行星(对水星而言﹐n 不是取为1﹐而是-∞)﹐其同太阳的距离a =0.4+0.3×2^(n-2)(天文单位)

行星 公式推得值 实测值

水星 0.4 0.39

金星 0.7 0.72

地球 1.0 1.00

火星 1.6 1.52

小行星带2.8 2.9

木星 5.2 5.20

土星 10.0 9.54

天王星 19.6 19.18

海王星 38.8 30.06

冥王星 77.2 39.44

注:冥王星于2006年被降级为矮行星,九大行星修订为八大行星,冥王星仍属太阳系。太阳系八大行星水星平均日距 57,910,000 km (0.38 AU) 直径 4,878 km

质量 3.30e23 kg

密度 5.43 gm/cm

重力 0.376 G

公转 87.97 地球天

自转 58.65 地球天 水星是最靠近太阳的行星,由于水星距离太阳实在太近了,表面温度很高,太空船不易接近,在地球上也不容易观测,因为可观测的时间都集中在清晨太阳出来的前几分钟,和夕阳落下后的几分钟,时间不容易掌握,而且,在背景亮度尚高的情况下,要去找一颗比月亮大不了多少的水星,实在不是件轻松的事水星是最靠近太阳的行星,所以它运行的速度比其他行星都快,每秒的速度接近48公里,并且不到88天就公转太阳一周。水星非常小,是由岩石构成的,表面布满被流星撞击而形成的环形山和坑洞,另外有平滑,稀疏的坑洞平原。水星表面另外还有山脊,这是行星在40亿年前核心逐渐冷却与收缩所形成的,因此表面起伏不平。水星自转的速度非常缓慢,自转一周将近59个地球日,所以水星的一个太阳日(从日出到另一个日出)差不多要176个地球日—相当于水星一年88日的两倍长。水星的表面温度很悬殊, 向阳面高达摄氏430度,阴暗面则在摄氏零下170 度。当黑夜降临时,由于水星几乎没有大气层温度下降很快。大气成分包括由太阳风所捕捉到的微量氦和氢,或许还有一点其他的气体。金星平均日距 108,200,000 km (0.72 AU) 直径 12,103.6 km

质量 4.869e24 kg

密度 5.24 gm/cm

重力 0.903 G

公转 224.7 地球天

自转 243 地球天

金星是太阳系第二颗行星,全天最亮的行星就是金星,通常是在清晨或傍晚才看得到,最亮时的亮度可超过 -4,有如一盏挂在山边的路灯,一般的望远镜即可观测,常可看到如月球的盈亏现象。在古代的西方世界,金星代表著美丽的女神金星是一颗岩石构成的行星,也是距离太阳第二远的行星。金星在绕太阳公转的同时也缓慢的反方向自转,因此使它成为太阳系中自转周期最长的行星,大约需243个地球日。

金星比地球稍微小一点,内部构造或许也类似。金星是除了太阳与月球外,天空中最亮的天体,这是因为它的大气层能强烈的反射阳光。大气层的主要成分是二氧化碳,它能在温室效应下吸收更多的热,因此,金星成了最热的行星,表面高温度可达摄氏480度。厚的云层内含有硫酸的小滴,并由风以每小时接近360公 里的速度吹向行星各处。虽然金星需要243个地球日才能自转一周,但高速的风只需4个地球日就把云吹得环绕行星一圈。高温、酸云和极高的大气压力,(大约是地球表面的90倍),显示金星的环境恶劣。地球平均日距 149,600,000 km (1.00 AU)

直径 12,756.3 km 质量 5.976e24 kg

密度 5.52 gm/cm

重力 1 G(9.8 m/s2)

公转 365.26 地球天

自转 1 地球天

美丽的地球,生命的奇迹,是宇宙的巧合或是上帝的杰作?地球是太阳系第三颗行星,有一卫星称为月亮,地球大气层的保护及距离太阳位置的适当,是生命起源的重要条件。

地球是距离太阳第三远的行星,也是直径最大和比重最大的岩石行星,同时也是唯一 己知有生命存在的行星。地球内部的岩石和金属显示它是一颗典型的板块组成,由于板块推挤,因此交界处会发生地震和火山等活动。地球的大气层和同一张保护层,它能阻挡来自太阳有害人体的辐射,并防止流星撞击行星表面,除此之外,还能积存足 够的热,防止气温急遽下降。地球表面有百分之七十为水所包围,其他行星的表面都未发现这类液态形式的水。地球有一个天然卫星——月球,它的表面布满了大大小小的环形山,月球大得足以把这两个天体视为一个双行星系统。火星平均日距 227,940,000 km (1.52 AU)

直径 6,794 km

质量 6.4219e23 kg 密度 3.94 gm/cm

重力 0.38 G

公转 686.98 地球天

自转 1.026 地球天

火星是太阳系第四个行星,在晴朗的夜空里,代表战神的火星闪著火色的光芒,吸引著古今千万人的视线。十万年前有一颗来自火星的岩石坠落于地球的极区,冰封。人们在此陨石里发现了,可能是生命所留下的痕迹化石,这化石是三十亿年前在火星上形成的,科学家正积极的研究,并探测这颗表面充满神秘河道及火山的星球,火星上曾经有生命吗?

火星即常所说的红色行星,火星是太阳系中第三小的行星直径约为地求的二分之一,体积约为地球的十分之一,表面的重力约地球的三分之一强。火星的大气层比地球稀薄,只有地球大气层的百分之一,主要成分是二氧化碳。同时还有少量的云层和晨雾。因为大气层很薄,在火星上没有温室效应。火星赤道附近温度白天可达到27C,在夜晚可降至零下111C。

火星的北半球有许多由凝固的火山熔岩所形成的大平原,南半球有许多环形山与大的撞击盆地,另外还有几个大的、己熄灭的火山,例如奥林帕斯山,宽600公里,还有许多峡谷和分岔的河床。峡谷是 地壳移动所 造成的而河床一般认为是己乾涸的河流形成的。在火星上高纬度的地方,冬天时由于温度太低,大气中的二氧化碳会冻结,而在五十公里高的地方形成云,到了春天便消失。夏天时由于日照强烈,地面温度很高,地面附近的大气 因受热而产生强劲的上什气流。这个股气流会将地面的灰尘往上卷,在空中吸收阳光的热而进一步提高大气的温度,使上升的速度增快,因此火星上常可看到大规模的暴石砂。

火星上最大的火山-------奥林柏斯山,高出地面24公里,几乎是地球上最高山3倍,同时也是太阳系最高的山。木星平均日距 778,330,000 km (5.20 AU) 直径 142,984 km (equatorial)

质量 1.900e27 kg

密度 1.31 gm/cm

重力 2.34 G

公转 11.86 地球年

自转 0.414 地球天

木星是太阳系第五颗行星,也是整个太阳系最大的行星,位于火星与土星之间,用一般的天文望远镜(60mm 72倍)即可看到它表面的条纹及四颗明亮的卫星,是全天第二亮的行星仅次于金星,木星的亮度最高可超过 -2。木星是距离太阳第五远的行星,也是四大气体行星中的第一个 。它是最大且重的行星,直径有地球的11倍,质量是其他八个行星总和的2.5倍。木星可能有个小的石质核心 ,四周是由金属氢(液态氢,性质如同金属)所构成的内地函。内土诡函的外面是由液愈氢和氦所构成的 外地函,它们融合成气态的大气层。木星的快速自转使大气层中的云形成带状与区层 稳定的乱流形成白与红斑等特别的云,这两种都是巨大的风暴。最有名的云是一个称为大红斑的风暴,它由一个比地球宽三倍, 升起于高云之上约七公里的旋涡圆 柱状云所构成。

木星有一个薄、暗的主环,里面有个由朝向行星延伸的微粒所形成稀薄光环。目前己知有16个卫星。四个最大的卫星(称为伽利略木卫)是甘尼八德、卡利斯、埃欧和欧罗巴。甘尼八德与卡利斯多表面有许多坑洞,或许还有冰。欧罗巴表面表滑, 并覆著冰,或许还有水。埃欧表面有许多发亮的红色、橘色和黄色的斑点。这些颜色来自于活火山的硫磺物质,由喷出表面高达数百公里的绒毛状熔岩所造成的。土星平均日距 1,429,400,000 km (9.54 AU)

直径 120,536 km (equatorial)

质量 5.688e26 kg

密度 0.69 gm/cm

重力 1.16G

公转 29.46 地球年

自转 0.436 地球天

土星是太阳系第六颗行星,也是体积第二大的行星,有着美丽的环,在地球以一般的望远镜即可看见,土星、木星、天王星和海王星表面都是气体,故自转都相当快。土星的环主要是由冰及尘粒构成,据科学家推测,可能是因某卫星受不了土星强大的吸引力而解体成碎片。

土星的环平面与土星公转面不在同一个平面上,故当土星公转至某一位置时,土星的环平面刚好与我们的视线平行,我们在地球上便无法看到此一土星环,因为土星环实在太薄了,我们无法从侧面看到,另外,当土星环与阳光平行时,因环平面没有受光,故我们也无法看到。

土星是从太阳算起的第六颗行星,也是一个几乎和木星一样大的气体巨星,赤道直径约 120500公里。土星可能有一个岩石与冰构成的小核心,周围是金属氢(液态氢,性质如同金属)构成的内地函。在内地函的外面是是由液态氢构成的外地函、融合成为气态的大气层。

土星的云层形成带状与区层,颇似木星,但由于外层的云薄而显得较模糊。风暴和漩涡发生在云中,看起来为呈红或白色椭圆。

土星有一个极薄但却很宽的环状系统,虽然厚不到一公里,却从行星表面朝外延伸约420000公里。主环包括数千条狭窄的细环, 由小微粒和大到数公尺宽的冰块所构成。土星己有18颗卫星,其中有些在光环内运行, 这会施加重力,影响到环的形状。有趣的是,卫星中的7颗为共内轨道,与别的卫星分享同一个轨道。天文学家相信这些共用轨道的卫星为来自同一,但后来碎裂的卫星。天王星平均日距 2,870,990,000 km (19.218 AU)

直径 51,118 km (equatorial)

质量 8.686e25 kg

密度 1.28 gm/cm

重力 1.15G

公转 84.81 地球年

自转 0.72 地球天

天王星是太阳系第七颗行星,在太空船未到以前,人类并不知道它也有如土星一样美丽的环,天王星是人类用肉眼所能看到的最远的一颗行星,但,如果你没有受过专业的训练的话,是很难在众星里寻到的天王星(Uranus)的最大特徵是自转的倾斜度很大。一般行星的自转轴与其公转面都很接近垂共直,唯独天王星的自转轴成九十八度的倾斜,几乎是横躺著运行。因此, 太阳有时整天都照在北极上,而这时的南半球就全天黑暗。天王星表面发出带有白色的蓝绿光彩,因此推测它的大气可能含有很多甲烷。而天王星的直径约为地球的四倍,质量约十四倍,但密度却不及地球的四分之一,这是因为天王星与其他木星型行一样,它们都是以氢、氦等气体为主要成分形成的。

九条细环天王星的赤道上空也有九条环,这九条环合起来的宽度约十万公里,大约为土星环三分之一宽。天王星的环之构造及成分与土星及木星的环大不相同,土星环是由几千条环夹著很狭窄的空隙形成的,而天王星的九条环却彼此都隔得很远。九条环中内侧的八条宽约十几公里,最外侧的一条则宽达一百公里以上。海王星平均日距 4,504,000,000 km (30.06 AU)

直径 49,528 km (equatorial)

质量 1.0247e26 kg

海王星是太阳系第八颗行星,有八颗卫星,海王星表面主要也是气体组成,也有类似木星表面的大红斑风暴云,我们称之为大黑斑,这个大风暴约是木星大红斑的一半,但也容得下整个地球。海王星亦有如土星的环,只是此环比天王星更细小 。

由冰粒形成的木星环及土星环看起来非常明亮,但天王星竹环是由碳粒石或岩石粒形成的,所以非常暗淡,海王星是离太阳最远的行星,平均距离分别为45亿公里。海王星是一个巨大的气体行星,有小的石质核心,周围由液态与气态的混合体所组成。大气层内的云有显著的特微,其中最明显的是大黑斑,如地球般宽,还有小黑斑与速克达。大、小黑斑都是巨大的风暴,以每小时2000公里的速度吹遍整个行星。速克达是范围很广的卷云。海王星有四个稀薄的环和8颗卫星。崔顿是海王星最大的卫星,也是太阳系中,最冷的星体, 温度在摄氏零下235度。有别于太阳系中大部分的卫星,崔顿是以海王星自转的反方向来绕其母行星运行。

海王星的四个又窄且暗细环,这环被造成原因是由微小的陨石猛烈的撞击海王星的卫星所造成灰尘微粒而形成。最远的区域太阳系于何处结束,以及星际介质开始的位置没有明确定义的界线,因为这需要由太阳风和太阳引力两者来决定。太阳风能影响到星际介质的距离大约是冥王星距离的四倍,但是太阳的洛希球,也就是太阳引力所能及的范围,应该是这个距离的千倍以上。

日球层顶

太阳圈可以分为两个区域,太阳风传递的最大速度大约在95 天文单位,也就是冥王星轨道的三倍之处。此处是终端震波的边缘,也就是太阳风和星际介质相互碰撞与冲激之处。太阳风在此处减速、凝聚并且变得更加纷乱,形成一个巨大的卵形结构,也就是所谓的日鞘,外观和表现得像是彗尾,在朝向恒星风的方向向外继续延伸约40 天文单位,但是反方向的尾端则延伸数倍于此距离。太阳圈的外缘是日球层顶,此处是太阳风最后的终止之处,外面即是恒星际空间。

太阳圈外缘的形状和形式很可能受到与星际物质相互作用的流体动力学的影响, [72]同时也受到在南端占优势的太阳磁场的影响;例如,它的形状在北半球比南半球多扩展了9个天文单位(大约15亿公里)。在日球层顶之外,在大约230天文单位处,存在着弓激波,它是当太阳在银河系中穿行时产生的。[73]

还没有太空船飞越到日球层顶之外,所以还不能确知星际空间的环境条件。而太阳圈如何保护在宇宙射线下的太阳系,目前所知甚少。为此,人们已经开始提出能够飞越太阳圈的任务。

奥尔特云

艺术家描绘的柯伊伯带和假设中的奥尔特云。主条目:奥尔特云

理论上的奥尔特云有数以兆计的冰冷天体和巨大的质量,在大约5,000 天文单位,最远可达10,000天文单位的距离上包围着太阳系,被认为是长周期彗星的来源。它们被认为是经由外行星的引力作用从内太阳系被抛至该处的彗星。奥尔特云的物体运动得非常缓慢,并且可以受到一些不常见的情况的影响,像是碰撞、或是经过天体的引力作用、或是星系潮汐。

塞德娜和内奥尔特云

塞德娜是颗巨大、红化的类冥天体,近日点在76 天文单位,远日点在928 天文单位,12,050年才能完成一周的巨大、高椭率的轨道。米高·布朗在2003年发现这个天体,因为它的近日点太遥远,以致不可能受到海王星迁徙的影响,所以认为它不是离散盘或柯伊伯带的成员。他和其他的天文学家认为它属于一个新的分类,同属于这新族群的还有近日点在45 天文单位,远日点在415 天文单位,轨道周期3,420年的2000 CR105,[78]和近日点在21 天文单位,远日点在1,000 天文单位,轨道周期12,705年的(87269) 2000 OO67。布朗命名这个族群为“内奥尔特云”,虽然它远离太阳但仍较近,可能是经由相似的过程形成的。[79] 塞德娜的形状已经被确认,非常像一颗矮行星。

疆界

我们的太阳系仍然有许多未知数。考量邻近的恒星,估计太阳的引力可以控制2光年(125,000天文单位)的范围。奥尔特云向外延伸的程度,大概不会超过50,000天文单位。尽管发现的塞德娜,范围在柯伊伯带和奥尔特云之间,仍然有数万天文单位半径的区域是未曾被探测的。水星和太阳之间的区域也仍在持续的研究中。在太阳系的未知地区仍可能有所发现。