在我们的印象中,太阳系就像是一个巨大的盘子,是一个扁平状的恒星系。有了这个印象之后,相信大家一定会比较好奇,既然太阳系像是一个盘子,那么这个盘子的上方和下方是什么呢?

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(1)

因为在宇宙空间中并没有上下之分,所以在讨论这个问题之前,我们必须先来人工定义一下何谓太阳系的“上下”。地球围绕太阳公转所在的平面,人们称之为黄道面,我们可以将黄道面定义为太阳系这个盘子的“盘面”,再根据“上北下南”的原则,将地球北部所对应的方向定义为“上”,而将其反方向定义为“下”。

太阳系中靠内区域的天体,之所以基本上都在黄道面上围绕着太阳运动,主要是因为太阳以及各大行星之间的引力平衡作用。而在这个区域之外,各种天体所受到的引力影响,会随着距离的增加而逐渐减少,这时它们的运行轨道就可能会偏离黄道面,比如说冥王星的运行轨道相对于黄道面的倾角就有17度。

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(2)

(上图中紫色的轨道就是冥王星的轨道)

除了冥王星以外,科学家还观测到了不少类似的矮行星以及其他小天体,因此可以说,在太阳系的上方和下方,我们最早可以观测的,就是这些偏离黄道面的矮行星、小行星以及彗星等小型天体。

广义的太阳系是以奥特星云为界的,这是一个弥散在太阳系外围大约3万个天文单位至1光年区域内的巨大球形星云,科学家估计奥特星云拥有约1万亿颗冰质彗星,很明显,假如把眼光放远一点,那么在太阳系的上方和下方,我们都可以找到这些天体。

那么在太阳系之外呢?

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(3)

上图为太阳系为中心的恒星分布图,范围是100光年,我们可以看到,在这个范围内太阳系上方是没有什么恒星系的,而在太阳系的下方就是大名鼎鼎的半人马座α星了。

半人马座α星是一个三合星系统,三颗恒星的编号分别是A、B、C星,这个C星就是我们所熟悉的离地球最近的恒星——比邻星(Proxima Centauri),它们的大小如下图所示(最左边的是太阳)。

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(4)

半人马座α星虽然由三颗恒星构成,但是并不是所谓“三体系统”,实际上它们是这样组合的:半人马座α星A和B是一个稳定的双星系统,而比邻星则是运行在这个双星系统外围的伴星,它们之间大约有1.3万个天文单位的距离。

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(5)

顺便讲一下,常有人问起,既然太阳系像是一个盘子,那么为什么当初的旅行者1号和2号不垂直于黄道面发射出去呢?

月亮和太阳的形状是什么样的(太阳系像是一个盘子)(6)

其实这有三个原因,一是太阳的引力并不是只作用于黄道面,因此往哪个方向发射都是一样的,二是旅行者1号和2号需要利用太阳系内各大行星的引力弹弓来给自己加速,三是垂直于黄道面发射不利于抵近观测太阳系内的各种天体。


好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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