簡介

【太陽系】（solar system）太陽和圍繞它運(yùn)動的天體的總稱。太陽系包括太陽、九大行星及其衛(wèi)星、小行星、彗星、流星群以及行星際物質(zhì)。在太陽系中，太陽是中心天體，其他天體在太陽引力作用下繞太陽公傳。確切地說，九大行星和太陽本身都是繞太陽系質(zhì)心旋轉(zhuǎn)的。太陽系的總質(zhì)量中，太陽占99.8％，其他天體的質(zhì)量總和僅占 0．2％。太陽系的角動量，太陽只占0．579％，九大行星及其衛(wèi)星則占99.42％。整個太陽系還圍繞銀河系中心旋轉(zhuǎn)。太陽是熱核能源輻射的發(fā)光恒星，總輻射功率為3．83×1026J/s,有效溫度為5770K。其他天體主要被太陽光照射而發(fā)亮，木星和土星有紅外輻射源。太陽的熱輻射和太陽系的運(yùn)動狀態(tài)，對于地球大氣運(yùn)動有著決定性的影響。

概述和軌道

太陽系的主角是位居中心的太陽，它是一顆光譜分類為G2V的主序星，擁有太陽系內(nèi)已知質(zhì)量的99.86%，并以引力主宰著太陽系。木星和土星，是太陽系內(nèi)最大的兩顆行星，又占了剩余質(zhì)量的90%以上，目前仍屬于假說的奧爾特云，還不知道會占有多少百分比的質(zhì)量。

太陽系內(nèi)天體的軌道太陽系內(nèi)主要天體的軌道，都在地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面（黃道）的附近。行星都非常靠近黃道，而彗星和柯伊伯帶天體，通常都有比較明顯的傾斜角度。 由北方向下鳥瞰太陽系，所有的行星和絕大部分的其他天體，都以逆時針（右旋）方向繞著太陽公轉(zhuǎn)。有些例外的，像是哈雷彗星。

環(huán)繞著太陽運(yùn)動的天體都遵守開普勒行星運(yùn)動定律，軌道都以太陽為橢圓的一個焦點(diǎn)，并且越靠近太陽時的速度越快。行星的軌道接近圓形，但許多彗星、小行星和柯伊伯帶天體的軌道則是高度橢圓的。 在這么遼闊的空間中，有許多方法可以表示出太陽系中每個軌道的距離。在實(shí)際上，距離太陽越遠(yuǎn)的行星或環(huán)帶，與前一個的距離就會更遠(yuǎn)，而只有少數(shù)的例外。例如，金星在水星之外約0.33天文單位的距離上，而土星與木星的距離是4.3天文單位，海王星又在天王星之外10.5天文單位。曾有些關(guān)系式企圖解釋這些軌道距離變化間的交互作用。

依照至太陽的距離，行星序是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，（離太陽較近的水星、金星、地球及火星稱為類地行星,木星與土星稱為近日行星，天王星與海王星稱為遠(yuǎn)日行星）8 顆中的6顆有天然的衛(wèi)星環(huán)繞著，這些星習(xí)慣上因?yàn)榈厍虻男l(wèi)星被稱為月球而都被視為月球。在外側(cè)的行星都有由塵埃和許多小顆粒構(gòu)成的行星環(huán)環(huán)繞著，而除了地球之外，肉眼可見的行星以五行為名，在西方則全都以希臘和羅馬神話故事中的神仙為名。

形成和演化

藝術(shù)家筆下的原行星盤太陽系的形成據(jù)信應(yīng)該是依據(jù)星云假說，最早是在1755年由康德和1796年由拉普拉斯各自獨(dú)立提出的。這個理論認(rèn)為太陽系是在46億年前在一個巨大的分子云的塌縮中形成的。這個星云原本有數(shù)光年的大小，并且同時誕生了數(shù)顆恒星。研究古老的隕石追溯到的元素顯示，只有超新星爆炸的心臟部分才能產(chǎn)生這些元素，所以包含太陽的星團(tuán)必然在超新星殘骸的附近。可能是來自超新星爆炸的震波使鄰近太陽附近的星云密度增高，使得重力得以克服內(nèi)部氣體的膨脹壓力造成塌縮，因而觸發(fā)了太陽的誕生。

被認(rèn)定為原太陽星云的地區(qū)就是日后將形成太陽系的地區(qū)，直徑估計在7,000至20,000天文單位，而質(zhì)量僅比太陽多一點(diǎn)（多0.1至0.001太陽質(zhì)量）。當(dāng)星云開始塌縮時，角動量守恒定律使它的轉(zhuǎn)速加快，內(nèi)部原子相互碰撞的頻率增加。其中心區(qū)域集中了大部分的質(zhì)量，溫度也比周圍的圓盤更熱。當(dāng)重力、氣體壓力、磁場和自轉(zhuǎn)作用在收縮的星云上時，它開始變得扁平成為旋轉(zhuǎn)的原行星盤，而直徑大約200天文單位，并且在中心有一個熱且稠密的原恒星。

對年輕的金牛T星的研究，相信質(zhì)量與預(yù)熔合階段發(fā)展的太陽非常相似，顯示在形成階段經(jīng)常都會有原行星物質(zhì)的圓盤伴隨著。這些圓盤可以延伸至數(shù)百天文單位，并且最熱的部分可以達(dá)到數(shù)千K的高溫。一億年后，在塌縮的星云中心，壓力和密度將大到足以使原始太陽的氫開始熱融合，這會一直增加直到流體靜力平衡，使熱能足以抵抗重力的收縮能。這時太陽才成為一顆真正的恒星。相信經(jīng)由吸積的作用，各種各樣的行星將從云氣（太陽星云）中剩余的氣體和塵埃中誕生：

1.當(dāng)塵粒的顆粒還在環(huán)繞中心的原恒星時，行星就已經(jīng)開始成長；

2.然后經(jīng)由直接的接觸，聚集成1至10公里直徑的叢集；

3.接著經(jīng)由碰撞形成更大的個體，成為直徑大約5公里的星子；

4.在未來得數(shù)百萬年中，經(jīng)由進(jìn)一步的碰撞以每年15厘米的的速度繼續(xù)成長。

在太陽系的內(nèi)側(cè)，因?yàn)檫^度的溫暖使水和甲烷這種易揮發(fā)的分子不能凝聚，因此形成的星子相對的就比較小（僅占有圓盤質(zhì)量的0.6%），并且主要的成分是熔點(diǎn)較高的硅酸鹽和金屬等化合物。這些石質(zhì)的天體最后就成為類地行星。再遠(yuǎn)一點(diǎn)的星子，受到木星引力的影響，不能凝聚在一起成為原行星，而成為現(xiàn)在所見到的小行星帶。

在更遠(yuǎn)的距離上，在凍結(jié)線之外，易揮發(fā)的物質(zhì)也能凍結(jié)成固體，就形成了木星和土星這些巨大的氣體巨星。天王星和海王星獲得的材料較少，并且因?yàn)楹诵谋徽J(rèn)為主要是冰（氫化物），因此被稱為冰巨星。一旦年輕的太陽開始產(chǎn)生能量，太陽風(fēng)會將原行星盤中的物質(zhì)吹入行星際空間，從而結(jié)束行星的成長。年輕的金牛座T星的恒星風(fēng)就比處于穩(wěn)定階段的較老的恒星強(qiáng)得多。

根據(jù)天文學(xué)家的推測，目前的太陽系會維持直到太陽離開主序。由于太陽是利用其內(nèi)部的氫作為燃料，為了能夠利用剩余的燃料，太陽會變得越來越熱，于是燃燒的速度也越來越快。這就導(dǎo)致太陽不斷變亮，變亮速度大約為每11億年增亮10％。從現(xiàn)在起再過大約76億年，太陽的內(nèi)核將會熱得足以使外層氫發(fā)生融合，這會導(dǎo)致太陽膨脹到現(xiàn)在半徑的260倍，變?yōu)橐粋€紅巨星。此時，由于體積與表面積的擴(kuò)大，太陽的總光度增加，但表面溫度下降，單位面積的光度變暗。隨后，太陽的外層被逐漸拋離，最后裸露出核心成為一顆白矮星，一個極為致密的天體，只有地球的大小卻有著原來太陽一半的質(zhì)量。最后形成暗矮星。

結(jié)構(gòu)和組成

太陽系是由受太陽引力約束的天體組成的系統(tǒng)是宇宙中的一個小天體系統(tǒng)，太陽系的結(jié)構(gòu)可以大概地分為五部分。

太陽是太陽系的母星，太陽也是太陽系里唯一會發(fā)光的恒星，也是最主要和最重要的成員。它有足夠的質(zhì)量讓內(nèi)部的壓力與密度足以抑制和承受核融合產(chǎn)生的巨大能量，并以輻射的型式，例如可見光，讓能量穩(wěn)定的進(jìn)入太空。太陽在赫羅圖上的位置太陽在分類上是一顆中等大小的黃矮星，不過這樣的名稱很容易讓人誤會，其實(shí)在我們的星系中，太陽是相當(dāng)大與明亮的。恒星是依據(jù)赫羅圖的表面溫度與亮度對應(yīng)關(guān)系來分類的。通常，溫度高的恒星也會比較明亮，而遵循此一規(guī)律的恒星都會位在所謂的主序帶上，太陽就在這個帶子的中央。但是，比太陽大且亮的星并不多，而比較暗淡和低溫的恒星則很多。

太陽在恒星演化的階段正處于壯年期，尚未用盡在核心進(jìn)行核融合的氫。太陽的亮度仍會與日俱增，早期的亮度只是現(xiàn)在的75%。

計算太陽內(nèi)部氫與氦的比例，認(rèn)為太陽已經(jīng)完成生命周期的一半，在大約50億年后，太陽將離開主序帶，并變得更大與更加明亮，但表面溫度卻降低的紅巨星，屆時它的亮度將是目前的數(shù)千倍。

太陽是在宇宙演化后期才誕生的第一星族恒星，它比第二星族的恒星擁有更多的比氫和氦重的金屬（這是天文學(xué)的說法：原子序數(shù)大于氦的都是金屬。）。比氫和氦重的元素是在恒星的核心形成的，必須經(jīng)由超新星爆炸才能釋入宇宙的空間內(nèi)。換言之，第一代恒星死亡之后宇宙中才有這些重元素。最老的恒星只有少量的金屬，后來誕生的才有較多的金屬。高金屬含量被認(rèn)為是太陽能發(fā)展出行星系統(tǒng)的關(guān)鍵，因?yàn)樾行鞘怯衫鄯e的金屬物質(zhì)形成的。

行星際物質(zhì) 除了光，太陽也不斷的放射出電子流（等離子），也就是所謂的太陽風(fēng)。這條微粒子流的速度為每小時150萬公里，在太陽系內(nèi)創(chuàng)造出稀薄的大氣層（太陽圈），范圍至少達(dá)到100天文單位（日球?qū)禹敚簿褪俏覀兯J(rèn)知的行星際物質(zhì)。 太陽的黑子周期（11年）和頻繁的閃焰、日冕物質(zhì)拋射在太陽圈內(nèi)造成的干擾，產(chǎn)生了太空氣候。伴隨太陽自轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動的磁場在行星際物質(zhì)中所產(chǎn)生的太陽圈電流片，是太陽系內(nèi)最大的結(jié)構(gòu)。

地球的磁場從與太陽風(fēng)的互動中保護(hù)著地球大氣層。水星和金星則沒有磁場，太陽風(fēng)使它們的大氣層逐漸流失至太空中。 太陽風(fēng)和地球磁場交互作用產(chǎn)生的極光，可以在接近地球的磁極（如南極與北極）的附近看見。

宇宙線是來自太陽系外的，太陽圈屏障著太陽系，行星的磁場也為行星自身提供了一些保護(hù)。宇宙線在星際物質(zhì)內(nèi)的密度和太陽磁場周期的強(qiáng)度變動有關(guān)，因此宇宙線在太陽系內(nèi)的變動幅度究竟是多少，仍然是未知的。

行星際物質(zhì)至少在在兩個盤狀區(qū)域內(nèi)聚集成宇宙塵。第一個區(qū)域是黃道塵云，位于內(nèi)太陽系，并且是黃道光的起因。它們可能是小行星帶內(nèi)的天體和行星相互撞擊所產(chǎn)生的。第二個區(qū)域大約伸展在10－40天文單位的范圍內(nèi)，可能是柯伊伯帶內(nèi)的天體在相似的互相撞擊下產(chǎn)生的。

2.內(nèi)太陽系：

內(nèi)太陽系在傳統(tǒng)上是類地行星和小行星帶區(qū)域的名稱，主要是由硅酸鹽和金屬組成的。這個區(qū)域擠在靠近太陽的范圍內(nèi)，半徑還比木星與土星之間的距離還短。內(nèi)行星所有的內(nèi)行星四顆內(nèi)行星或是類地行星的特點(diǎn)是高密度、由巖石構(gòu)成、只有少量或沒有衛(wèi)星，也沒有環(huán)系統(tǒng)。它們由高熔點(diǎn)的礦物，像是硅酸鹽類的礦物，組成表面固體的地殼和半流質(zhì)的地幔，以及由鐵、鎳構(gòu)成的金屬核心所組成。四顆中的三顆（金星、地球、和火星）有實(shí)質(zhì)的大氣層，全部都有撞擊坑和地質(zhì)構(gòu)造的表面特征（地塹和火山等）。內(nèi)行星容易和比地球更接近太陽的內(nèi)側(cè)行星（水星和金星）混淆。行星運(yùn)行在一個平面，朝著一個方向。

水星

水星（Mercury）（0.4 天文單位）是最靠近太陽，也是最小的行星（0.055地球質(zhì)量）。它沒有天然的衛(wèi)星，僅知的地質(zhì)特征除了撞擊坑外，只有大概是在早期歷史與收縮期間產(chǎn)生的皺折山脊。 水星，包括被太陽風(fēng)轟擊出的氣體原子，只有微不足道的大氣。目前尚無法解釋相對來說相當(dāng)巨大的鐵質(zhì)核心和薄薄的地幔。假說包括巨大的沖擊剝離了它的外殼，還有年輕時期的太陽能抑制了外殼的增長。

金星

金星 （Venus）（0.7 天文單位）的體積尺寸與地球相似（0.86地球質(zhì)量），也和地球一樣有厚厚的硅酸鹽地幔包圍著核心，還有濃厚的大氣層和內(nèi)部地質(zhì)活動的證據(jù)。但是，它的大氣密度比地球高90倍而且非常干燥，也沒有天然的衛(wèi)星。它是顆炙熱的行星，表面的溫度超過400°C，很可能是大氣層中有大量的溫室氣體造成的。沒有明確的證據(jù)顯示金星的地質(zhì)活動仍在進(jìn)行中，但是沒有磁場保護(hù)的大氣應(yīng)該會被耗盡，因此認(rèn)為金星的大氣是經(jīng)由火山的爆發(fā)獲得補(bǔ)充。

地球

地球（Earth）（1 天文單位）是內(nèi)行星中最大且密度最高的，也是唯一地質(zhì)活動仍在持續(xù)進(jìn)行中并擁有生命的行星。它也擁有類地行星中獨(dú)一無二的水圈和被觀察到的板塊結(jié)構(gòu)。地球的大氣也于其他的行星完全不同，被存活在這兒的生物改造成含有21%的自由氧氣。它只有一顆衛(wèi)星，即月球；月球也是類地行星中唯一的大衛(wèi)星。地球公轉(zhuǎn)（太陽）一圈約365天，自轉(zhuǎn)一圈約1天。（太陽并不是總是直射赤道，因?yàn)榈厍驀@太陽旋轉(zhuǎn)時，稍稍有些傾斜。）

火星

火星（Mars）（1.5 天文單位）比地球和金星小（0.17地球質(zhì)量），只有以二氧化碳為主的稀薄大氣，它的表面，例如奧林匹斯山有密集與巨大的火山，水手號峽谷有深邃的地塹，顯示不久前仍有劇烈的地質(zhì)活動。火星有兩顆天然的小衛(wèi)星，戴摩斯和福伯斯，可能是被捕獲的小行星。

小行星帶

小行星的主帶和特洛伊小行星小行星是太陽系小天體中最主要的成員，主要由巖石與不易揮發(fā)的物質(zhì)組成。主要的小行星帶位于火星和木星軌道之間，距離太陽2.3至3.3 天文單位，它們被認(rèn)為是在太陽系形成的過程中，受到木星引力擾動而未能聚合的殘余物質(zhì)。小行星的尺度從大至數(shù)百公里、小至微米的都有。除了最大的谷神星之外，所有的小行星都被歸類為太陽系小天體，但是有幾顆小行星，像是灶神星、健神星，如果能被證實(shí)已經(jīng)達(dá)到流體靜力平衡的狀態(tài)，可能會被重分類為矮行星。小行星帶擁有數(shù)萬顆，可能多達(dá)數(shù)百萬顆，直徑在一公里以上的小天體。盡管如此，小行星帶的總質(zhì)量仍然不可能達(dá)到地球質(zhì)量的千分之一。小行星主帶的成員依然是稀稀落落的，所以至今還沒有太空船在穿越時發(fā)生意外。直徑在10至10.4 米的小天體稱為流星體。

谷神星

谷神星 （Ceres）（2.77 天文單位）是主帶中最大的天體，也是主帶中唯一的矮行星。它的直徑接近1000公里，因此自身的引力已足以使它成為球體。它在19世紀(jì)初被發(fā)現(xiàn)時，被認(rèn)為是一顆行星，在1850年代因?yàn)橛懈嗟男√祗w被發(fā)現(xiàn)才重新分類為小行星；在2006年，又再度重分類為矮行星。

小行星族

在主帶中的小行星可以依據(jù)軌道元素劃分成幾個小行星群和小行星族。小行星衛(wèi)星是圍繞著較大的小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的小天體，它們的認(rèn)定不如繞著行星的衛(wèi)星那樣明確，因?yàn)橛行┬l(wèi)星幾乎和被繞的母體一樣大。在主帶中也有彗星，它們可能是地球上水的主要來源。特洛依小行星的位置在木星的 L4或L5點(diǎn)（在行星軌道前方和后方的不穩(wěn)定引力平衡點(diǎn)），不過"特洛依"這個名稱也被用在其他行星或衛(wèi)星軌道上位于拉格朗日點(diǎn)上的小天體。 希耳達(dá)族是軌道周期與木星2:3共振的小行星族，當(dāng)木星繞太陽公轉(zhuǎn)二圈時，這群小行星會繞太陽公轉(zhuǎn)三圈。

內(nèi)太陽系也包含許多“淘氣”的小行星與塵粒，其中有許多都會穿越內(nèi)行星的軌道。

3.中太陽系：

太陽系的中部地區(qū)是氣體巨星和它們有如行星大小尺度衛(wèi)星的家，許多短周期彗星，包括半人馬群也在這個區(qū)域內(nèi)。此區(qū)沒有傳統(tǒng)的名稱，偶爾也會被歸入“外太陽系”，雖然外太陽系通常是指海王星以外的區(qū)域。在這一區(qū)域的固體，主要的成分是“冰”（水、氨和甲烷），不同于以巖石為主的內(nèi)太陽系。

外行星

所有的外行星在外側(cè)的四顆行星，也稱為類木行星，囊括了環(huán)繞太陽99%的已知質(zhì)量。木星和土星的大氣層都擁有大量的氫和氦，天王星和海王星的大氣層則有較多的“冰”，像是水、氨和甲烷。有些天文學(xué)家認(rèn)為它們該另成一類，稱為“天王星族”或是“冰巨星”。這四顆氣體巨星都有行星環(huán)，但是只有土星的環(huán)可以輕松的從地球上觀察。“外行星”這個名稱容易與“外側(cè)行星”混淆，后者實(shí)際是指在地球軌道外面的行星，除了外行星外還有火星。

木星

木星（Jupiter）（5.2 天文單位），主要由氫和氦組成，質(zhì)量是地球的318倍，也是其他行星質(zhì)量總合的2.5倍。木星的豐沛內(nèi)熱在它的大氣層造成一些近似永久性的特征，例如云帶和大紅斑。木星已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星有63顆，最大的四顆，甘尼米德、卡利斯多、埃歐、和歐羅巴，顯示出類似類地行星的特征，像是火山作用和內(nèi)部的熱量。甘尼米德比水星還要大，是太陽系內(nèi)最大的衛(wèi)星。

土星

土星（Saturn）（9.5 天文單位），因?yàn)橛忻黠@的環(huán)系統(tǒng)而著名，它與木星非常相似，例如大氣層的結(jié)構(gòu)。土星不是很大，質(zhì)量只有地球的95倍，它有60顆已知的衛(wèi)星，泰坦和恩塞拉都斯，擁有巨大的冰火山，顯示出地質(zhì)活動的標(biāo)志。泰坦比水星大，而且是太陽系中唯一實(shí)際擁有大氣層的衛(wèi)星。

天王星

天王星（Uranus）（19.6 天文單位），是最輕的外行星，質(zhì)量是地球的14倍。它的自轉(zhuǎn)軸對黃道傾斜達(dá)到90度，因此是橫躺著繞著太陽公轉(zhuǎn)，在行星中非常獨(dú)特。在氣體巨星中，它的核心溫度最低，只輻射非常少的熱量進(jìn)入太空中。天王星已知的衛(wèi)星有27顆，最大的幾顆是泰坦尼亞、歐貝隆、烏姆柏里厄爾、艾瑞爾、和米蘭達(dá)。

海王星

海王星（Neptune）（30 天文單位）雖然看起來比天王星小，但密度較高使質(zhì)量仍有地球的17倍。他雖然輻射出較多的熱量，但遠(yuǎn)不及木星和土星多。海王星已知有13顆衛(wèi)星，最大的崔頓仍有活躍的地質(zhì)活動，有著噴發(fā)液態(tài)氮的間歇泉，它也是太陽系內(nèi)唯一逆行的大衛(wèi)星。在海王星的軌道上有一些1:1軌道共振的小行星，組成海王星特洛伊群。

彗星

彗星歸屬于太陽系小天體，通常直徑只有幾公里，主要由具揮發(fā)性的冰組成。 它們的軌道具有高離心率，近日點(diǎn)一般都在內(nèi)行星軌道的內(nèi)側(cè)，而遠(yuǎn)日點(diǎn)在冥王星之外。當(dāng)一顆彗星進(jìn)入內(nèi)太陽系后，與太陽的接近會導(dǎo)致她冰冷表面的物質(zhì)升華和電離，產(chǎn)生彗發(fā)和拖曳出由氣體和塵粒組成、肉眼就可以看見的彗尾。

短周期彗星是軌道周期短于200年的彗星，長周期彗星的軌周期可以長達(dá)數(shù)千年。短周期彗星，像是哈雷彗星，被認(rèn)為是來自柯伊伯帶；長周期彗星，像海爾·波普彗星，則被認(rèn)為起源于奧爾特云。有許多群的彗星，像是克魯茲族彗星，可能源自一個崩潰的母體。有些彗星有著雙曲線軌道，則可能來自太陽系外，但要精確的測量這些軌道是很困難的。 揮發(fā)性物質(zhì)被太陽的熱驅(qū)散后的彗星經(jīng)常會被歸類為小行星。

半人馬群

半人馬群是散布在9至30 天文單位的范圍內(nèi)，也就是軌道在木星和海王星之間，類似彗星以冰為主的天體。半人馬群已知的最大天體是10199 Chariklo，直徑在200至250 公里。第一個被發(fā)現(xiàn)的是2060 Chiron，因?yàn)樵诮咏枙r如同彗星般的產(chǎn)生彗發(fā)，目前已經(jīng)被歸類為彗星。有些天文學(xué)家將半人馬族歸類為柯伊伯帶內(nèi)部的離散天體，而視為是外部離散盤的延續(xù)。

4.外海王星區(qū)：

在海王星之外的區(qū)域，通常稱為外太陽系或是外海王星區(qū)，仍然是未被探測的廣大空間。這片區(qū)域似乎是太陽系小天體的世界（最大的直徑不到地球的五分之一，質(zhì)量則遠(yuǎn)小于月球），主要由巖石和冰組成。

柯伊伯帶

柯伊伯帶，最初的形式，被認(rèn)為是由與小行星大小相似，但主要是由冰組成的碎片與殘骸構(gòu)成的環(huán)帶，擴(kuò)散在距離太陽30至50 天文單位之處。這個區(qū)域被認(rèn)為是短周期彗星——像是哈雷彗星——的來源。它主要由太陽系小天體組成，但是許多柯伊伯帶中最大的天體，例如創(chuàng)神星、伐樓拿、2003 EL61、2005 FY9和厄耳枯斯等，可能都會被歸類為矮行星。估計柯伊伯帶內(nèi)直徑大于50 公里的天體會超過100,000顆，但總質(zhì)量可能只有地球質(zhì)量的十分之一甚至只有百分之一。許多柯伊伯帶的天體都有兩顆以上的衛(wèi)星，而且多數(shù)的軌道都不在黃道平面上。

柯伊伯帶大致上可以分成共振帶和傳統(tǒng)的帶兩部分，共振帶是由與海王星軌道有共振關(guān)系的天體組成的（當(dāng)海王星公轉(zhuǎn)太陽三圈就繞太陽二圈，或海王星公轉(zhuǎn)兩圈時只繞一圈），其實(shí)海王星本身也算是共振帶中的一員。傳統(tǒng)的成員則是不與海王星共振，散布在39.4至47.7 天文單位范圍內(nèi)的天體。傳統(tǒng)的柯伊伯帶天體以最初被發(fā)現(xiàn)的三顆之一的1992 QB1為名，被分類為類QB1天體。

冥王星和卡戎

冥王星和已知的三顆衛(wèi)星目前還不能確定卡戎（Charon）是否應(yīng)被歸類為當(dāng)前認(rèn)為的衛(wèi)星還是屬于矮行星，因?yàn)橼ね跣呛涂ㄈ只ダ@軌道的質(zhì)心不在任何一者的表面之下，形成了冥王星-卡戎雙星系統(tǒng)。另外兩顆很小的衛(wèi)星尼克斯（Nix）與許德拉（Hydra），則繞著冥王星和卡戎公轉(zhuǎn)。

冥王星在共振帶上，與海王星有著3:2的共振（冥王星繞太陽公轉(zhuǎn)二圈時，海王星公轉(zhuǎn)三圈）。柯伊伯帶中有著這種軌道的天體統(tǒng)稱為類冥天體。

離散盤

離散盤與柯伊伯帶是重疊的，但是向外延伸至更遠(yuǎn)的空間。離散盤內(nèi)的天體應(yīng)該是在太陽系形成的早期過程中，因?yàn)楹Ｍ跣窍蛲膺w徙造成的引力擾動才被從柯伊伯帶拋入反覆不定的軌道中。多數(shù)黃道離散天體的近日點(diǎn)都在柯伊伯帶內(nèi)，但遠(yuǎn)日點(diǎn)可以遠(yuǎn)至150 天文單位；軌道對黃道面也有很大的傾斜角度，甚至有垂直于黃道面的。有些天文學(xué)家認(rèn)為黃道離散天體應(yīng)該是柯伊伯帶的另一部分，并且應(yīng)該稱為"柯伊伯帶離散天體"。

鬩神星（又名齊娜）

鬩神星（136199 Eris）（平均距離68 天文單位）是已知最大的黃道離散天體，并且引發(fā)了什么是行星的辯論。他的直徑至少比冥王星大15%，估計有2,400公里（1,500英里），是已知的矮行星中最大的。鬩神星有一顆衛(wèi)星，鬩衛(wèi)一（Dysnomia），軌道也像冥王星一樣有著很大的離心率，近日點(diǎn)的距離是38.2 天文單位（大約是冥王星與太陽的平均距離），遠(yuǎn)日點(diǎn)達(dá)到97.6 天文單位，對黃道面的傾斜角度也很大。

美國加州技術(shù)研究所的科學(xué)家2003年在太陽系的邊緣發(fā)現(xiàn)了這顆行星，編號為2003UB313，暫時命名為齊娜，直到2005年7月29日才向外界公布這個發(fā)現(xiàn)。據(jù)悉，各國天文學(xué)家于2006年8月24日的國際天文學(xué)聯(lián)合會大會上否認(rèn)其為大行星。

據(jù)介紹，齊娜的直徑約一千四百九十英里，較太陽系邊緣的矮行星冥王星還要大七七英里。而齊娜距離太陽九十億英里，這個距離大約是冥王星和太陽間距離的三倍,也就是大約97.6個天文單位，一個天文單位指的太陽與地球之間的距離。齊娜繞行太陽一周，得花五百六十年它也是迄今為止我們所知道的太陽系中最遠(yuǎn)的星體，是“庫伊伯爾星帶”里亮度占第三位的星體。它比冥王星表面的溫度低，約零下214℃，是一個非常不適合居住的地方。

這個星體呈圓形，最大可能是冥王星的兩倍。他估計新發(fā)現(xiàn)的這顆星星的直徑估計有2100英里，是冥王星的1.5倍。這個星體與太陽系統(tǒng)的主平面保持著45度的夾角，大部分其它行星的軌道都在這個主平面里。布朗說，這就是它一直沒有被發(fā)現(xiàn)的原因。

5.最遠(yuǎn)的區(qū)域：

太陽系于何處結(jié)束，以及星際介質(zhì)開始的位置沒有明確定義的界線，因?yàn)檫@需要由太陽風(fēng)和太陽引力兩者來決定。太陽風(fēng)能影響到星際介質(zhì)的距離大約是冥王星距離的四倍，但是太陽的洛希球，也就是太陽引力所能及的范圍，應(yīng)該是這個距離的千倍以上。

日球?qū)禹?

太陽圈可以分為兩個區(qū)域，太陽風(fēng)傳遞的最大距離大約在95 天文單位，也就是冥王星軌道的三倍之處。此處是終端震波的邊緣，也就是太陽風(fēng)和星際介質(zhì)相互碰撞與沖激之處。太陽風(fēng)在此處減速、凝聚并且變得更加紛亂，形成一個巨大的卵形結(jié)構(gòu)，也就是所謂的日鞘，外觀和表現(xiàn)得像是彗尾，在朝向恒星風(fēng)的方向向外繼續(xù)延伸約40 天文單位，但是反方向的尾端則延伸數(shù)倍于此距離。太陽圈的外緣是日球?qū)禹敚颂幨翘栵L(fēng)最后的終止之處，外面即是恒星際空間。

太陽圈外緣的形狀和形式很可能受到與星際物質(zhì)相互作用的流體動力學(xué)的影響，同時也受到在南端占優(yōu)勢的太陽磁場的影響；例如，它形狀在北半球比南半球多擴(kuò)展了9個天文單位（大約15億公里）。在日球?qū)禹斨猓诖蠹s230天文單位處，存在著弓激波，它是當(dāng)太陽在銀河系中穿行時產(chǎn)生的。

還沒有太空船飛越到日球?qū)禹斨猓赃€不能確知星際空間的環(huán)境條件。而太陽圈如何保護(hù)在宇宙射線下的太陽系，目前所知甚少。為此，人們已經(jīng)開始提出能夠飛越太陽圈的任務(wù)。

奧爾特云（Oort cloud）

是一個假設(shè)包圍著太陽系的球體云團(tuán)，布滿著不少不活躍的彗星，距離太陽約50,000至100,000個天文單位，差不多等于一光年，即太陽與比鄰星（Proxima）距離的四分一。理論上的奧爾特云有數(shù)以兆計的冰冷天體和巨大的質(zhì)量，在大約5,000 天文單位，最遠(yuǎn)可達(dá)10,000天文單位的距離上包圍著太陽系，被認(rèn)為是長周期彗星的來源。它們被認(rèn)為是經(jīng)由外行星的引力作用從內(nèi)太陽系被拋至該處的彗星。奧爾特云的物體運(yùn)動得非常緩慢，并且可以受到一些不常見的情況的影響，像是碰撞、或是經(jīng)過天體的引力作用、或是星系潮汐。

塞德娜和內(nèi)奧爾特云

塞德娜(Sedna)是顆巨大、紅化的類冥天體，近日點(diǎn)在76 天文單位，遠(yuǎn)日點(diǎn)在928 天文單位，12,050年才能完成一周的巨大、高橢率的軌道。米高·布朗在2003年發(fā)現(xiàn)這個天體，因?yàn)樗慕拯c(diǎn)太遙遠(yuǎn)，以致不可能受到海王星遷徙的影響，所以認(rèn)為它不是離散盤或柯伊伯帶的成員。他和其他的天文學(xué)家認(rèn)為它屬于一個新的分類，同屬于這新族群的還有近日點(diǎn)在45 天文單位，遠(yuǎn)日點(diǎn)在415 天文單位，軌道周期3,420年的2000 CR105，和近日點(diǎn)在21 天文單位，遠(yuǎn)日點(diǎn)在1,000 天文單位，軌道周期12,705年的(87269) 2000 OO67。布朗命名這個族群為"內(nèi)奧爾特云"，雖然它遠(yuǎn)離太陽但仍較近，可能是經(jīng)由相似的過程形成的。塞德娜的形狀已經(jīng)被確認(rèn)，非常像一顆矮行星。

疆界

我們的太陽系仍然有許多未知數(shù)。考量鄰近的恒星，估計太陽的引力可以控制2光年（125,000天文單位）的范圍。奧爾特云向外延伸的程度，大概不會超過50,000天文單位。盡管發(fā)現(xiàn)的塞德娜，范圍在柯伊伯帶和奧爾特云之間，仍然有數(shù)萬天文單位半徑的區(qū)域是未曾被探測的。水星和太陽之間的區(qū)域也仍在持續(xù)的研究中。在太陽系的未知地區(qū)仍可能有所發(fā)現(xiàn)。

矮行星

目前被確認(rèn)的矮行星有五個：谷神星(Ceres)、冥王星（Pluto）、鬩神星（Eris）、鳥神星（Makemake）、妊神星(Haumea）。

6.星系的關(guān)聯(lián)：

太陽系位于一個被稱為銀河系的星系內(nèi)，直徑100,000光年，擁有約二千億顆恒星的棒旋星系。我們的太陽位居銀河外圍的一條旋渦臂上，稱為獵戶臂或本地臂。太陽距離銀心25,000至28,000光年，在銀河系內(nèi)的速度大約是220公里/秒，因此環(huán)繞銀河公轉(zhuǎn)一圈需要2億2千5百萬至2億5千萬年，這個公轉(zhuǎn)周期稱為銀河年。太陽系在銀河系中的位置太陽系在銀河中的位置是地球上能發(fā)展出生命的一個很重要的因素，它的軌道非常接近圓形，并且和旋臂保持大致相同的速度，這意味著它相對旋臂是幾乎不動的。因?yàn)樾圻h(yuǎn)離了有潛在危險的超新星密集區(qū)域，使得地球長期處在穩(wěn)定的環(huán)境之中得以發(fā)展出生命。太陽系也遠(yuǎn)離了銀河系恒星擁擠群聚的中心，接近中心之處，鄰近恒星強(qiáng)大的引力對奧爾特云產(chǎn)生的擾動會將大量的彗星送入內(nèi)太陽系，導(dǎo)致與地球的碰撞而危害到在發(fā)展中的生命。銀河中心強(qiáng)烈的輻射線也會干擾到復(fù)雜的生命發(fā)展。即使在太陽系目前所在的位置，有些科學(xué)家也認(rèn)為在35,000年前曾經(jīng)穿越過超新星爆炸所拋射出來的碎屑，朝向太陽而來的有強(qiáng)烈的輻射線，以及小如塵埃大至類似彗星的各種天體，曾經(jīng)危及到地球上的生命。

太陽向點(diǎn)（apex）是太陽在星際空間中運(yùn)動所對著的方向，靠近武仙座接近明亮的織女星的方向上。

鄰近的區(qū)域：
太陽系所在的位置是銀河系中恒星疏疏落落，被稱為本星際云的區(qū)域。這是一個形狀像沙漏，氣體密集而恒星稀少，直徑大約300光年的星際介質(zhì)，稱為本星系泡的區(qū)域。這個氣泡充滿的高溫等離子，被認(rèn)為是由最近的一些超新星爆炸產(chǎn)生的。 在距離太陽10光年（94.6萬億公里）內(nèi)只有少數(shù)幾顆的恒星，最靠近的是距離4.3光年的三合星，半人馬座α。半人馬座α的A與B是靠得很近且與太陽相似的恒星，而C（也稱為半人馬座比鄰星）是一顆小的紅矮星，以0.2光年的距離環(huán)繞著這一對雙星。接下來是距離6光年遠(yuǎn)的巴納德星、7.8光年的沃夫359、8.3光年的拉蘭德21185。在10光年的距離內(nèi)最大的恒星是距離8.6光年的一顆藍(lán)巨星——天狼星，它質(zhì)量約為太陽2倍，有一顆白矮星（天狼B星）繞著其公轉(zhuǎn)。在10光年范圍內(nèi)，還有距離8.7光年，由兩顆紅矮星組成的鯨魚座UV；和距離9.7光年，孤零零的紅矮星羅斯154。與太陽相似而我們最接近我們的單獨(dú)恒星是距離11.9光年的鯨魚座τ，質(zhì)量約為太陽的80%，但光度只有60%。

發(fā)現(xiàn)和探測

數(shù)千年以來直到17世紀(jì)的人類，除了少數(shù)幾個例外，都不相信太陽系的存在。地球不僅被認(rèn)為是固定在宇宙的中心不動的，并且絕對與在虛無飄渺的天空中穿越的對象或神祇是完全不同的。當(dāng)哥白尼與前輩們，像是印度的數(shù)學(xué)與天文學(xué)家Aryabhata和希臘哲學(xué)家亞里斯塔克斯（Aristarchus），以太陽為中心重新安排宇宙的結(jié)構(gòu)時，仍是在17世紀(jì)最前瞻性的概念，經(jīng)由伽利略、開普勒和牛頓等的帶領(lǐng)下，才逐漸接受地球不僅會移動，還繞著太陽公轉(zhuǎn)的事實(shí)；行星由和支配地球一樣的物理定律支配著，有著和地球一樣的物質(zhì)與世俗現(xiàn)象：火山口、天氣、地質(zhì)、季節(jié)和極冠。

最靠近地球的五顆行星，水星、金星、火星、木星和土星，是天空中最明亮的五顆天體，在古希臘被稱為"πλαν?τη?"（行星，意思是漫游者），已經(jīng)被知道會在以恒星為背景的天球上移動，這就是"行星"這個名詞的由來。天王星在最亮?xí)r雖然也能用肉眼看見，但仍然逃過了裸眼的觀測，直到1781年才被發(fā)現(xiàn)。

1.望遠(yuǎn)鏡的觀測

太陽系的第一次探測是由望遠(yuǎn)鏡開啟的，始于天文學(xué)家首度開始繪制這些因光度暗淡而肉眼看不見的天體之際。 伽利略是第一位發(fā)現(xiàn)太陽系天體細(xì)節(jié)的天文學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)月球的火山口，太陽的表面有黑子，木星有4顆衛(wèi)星環(huán)繞著。惠更斯追隨著伽利略的發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)土星的衛(wèi)星泰坦和土星環(huán)的形狀。后繼的卡西尼發(fā)現(xiàn)了4顆土星的衛(wèi)星，還有土星環(huán)的卡西尼縫、木星的大紅斑。

1705年，愛德蒙·哈雷認(rèn)識到在1682年出現(xiàn)的彗星，實(shí)際上是每隔75-76年就會重復(fù)出現(xiàn)的一顆彗星，現(xiàn)在稱為哈雷彗星。這是除了行星之外的天體會圍繞太陽公轉(zhuǎn)的第一個證據(jù)。

1781年，威廉·赫歇爾在觀察一顆它認(rèn)為的新彗星時，在金牛座發(fā)現(xiàn)了聯(lián)星。事實(shí)上，它的軌道顯示是一顆行星，天王星，這是第一顆被發(fā)現(xiàn)的行星。

1801年，朱塞普·皮亞齊發(fā)現(xiàn)谷神星，這是位于火星和木星軌道之間的一個小世界，而一開始他被當(dāng)成一顆行星。然而，接踵而來的發(fā)現(xiàn)使在這個區(qū)域內(nèi)的小天體多達(dá)數(shù)以萬計，導(dǎo)致他們被重新歸類為小行星。

到了1846年，天王星軌道的誤差導(dǎo)致許多人懷疑是不是有另一顆大行星在遠(yuǎn)處對他施力。埃班·勒維耶的計算最終導(dǎo)致了海王星的發(fā)現(xiàn)。在1859年，因?yàn)樗擒壍澜拯c(diǎn)有一些牛頓力學(xué)無法解釋的微小運(yùn)動（“水星近日點(diǎn)進(jìn)動”），因而有人假設(shè)有一顆水內(nèi)行星祝融星（中文常譯為“火神星”）存在；但這一運(yùn)動最終被證明可以用廣義相對論來解釋，但某些天文學(xué)家仍未放棄對“水內(nèi)行星”的探尋。

為解釋外行星軌道明顯的偏差，帕西瓦爾·羅威爾認(rèn)為在其外必然還有一顆行星存在，并稱之為X行星。在他過世后，它的羅威爾天文臺繼續(xù)搜尋的工作，終于在1930年由湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星。但是，冥王星是如此的小，實(shí)在不足以影響行星的軌道，因此它的發(fā)現(xiàn)純屬巧合。就像谷神星，他最初也被當(dāng)作行星，但是在鄰近的區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)了許多大小相近的天體，因此在2006年冥王星被國際天文學(xué)聯(lián)會重新分類為矮行星。

在1992年，夏威夷大學(xué)的天文學(xué)家大衛(wèi)·朱維特和麻省理工學(xué)院的珍妮·盧發(fā)現(xiàn)1992 QB1，被證明是一個冰冷的、類似小行星帶的新族群，也就是現(xiàn)在所知的柯伊伯帶，冥王星和卡戎都被是其中的成員。

米高·布朗、乍德·特魯希略和大衛(wèi)·拉比諾維茨在2005年宣布發(fā)現(xiàn)的鬩神星是比冥王星大的離散盤上天體，是在海王星之后繞行太陽的最大天體。

2.太空船的觀測

自從進(jìn)入太空時代，許多的探測都是各國的太空機(jī)構(gòu)所組織和執(zhí)行的無人太空船探測任務(wù)。太陽系內(nèi)所有的行星都已經(jīng)被由地球發(fā)射的太空船探訪，進(jìn)行了不同程度的各種研究。雖然都是無人的任務(wù)，人類還是能觀看到所有行星表面近距離的照片，在有登陸艇的情況下，還進(jìn)行了對土壤和大氣的一些實(shí)驗(yàn)。

第一個進(jìn)入太空的人造天體是前蘇聯(lián)在1957年發(fā)射的史潑尼克一號，成功的環(huán)繞地球一年之久。美國在1959年發(fā)射的先驅(qū)者6號，是第一個從太空中送回影像的人造衛(wèi)星。第一個成功的飛越過太陽系內(nèi)其他天體的是月球1號，在1959年飛越了月球。最初是打算撞擊月球的，但卻錯過了目標(biāo)成為第一個環(huán)繞太陽的人造物體。水手2號是第一個環(huán)繞其他行星的人造物體，在1962年繞行金星。第一顆成功環(huán)繞火星的是1964年的水手4號。直到1974年才有水手10號前往水星。

探測外行星的第一艘太空船是先驅(qū)者10號，在1973年飛越木星。在1979年，先驅(qū)者11號成為第一艘拜訪土星的太空船。旅行者計劃在1977年先后發(fā)射了兩艘太空船進(jìn)行外行星的大巡航，在1979年探訪了木星，1980和1981年先后訪視了土星。旅行者2號繼續(xù)在1986年接近天王星和在1989年接近海王星。 旅行者太空船已經(jīng)遠(yuǎn)離海王星軌道外，在發(fā)現(xiàn)和研究終端震波、日鞘和日球?qū)禹數(shù)穆窂缴侠^續(xù)前進(jìn)。依據(jù)NASA的資料，兩艘旅行者太空船已經(jīng)在距離太陽大約93天文單位處接觸到終端震波。

還沒有太空船曾經(jīng)造訪過柯伊伯帶天體。而在2006年1月19日發(fā)射的新視野號將成為第一艘探測這個區(qū)域的人造太空船。這艘無人太空船預(yù)計在2015年飛越冥王星。如果這被證明是可行的，任務(wù)將會擴(kuò)大以繼續(xù)觀察一些柯伊伯帶的其他天體。在1966年，月球成為除了地球之外第一個有人造衛(wèi)星繞行的太陽系天體（月球10號），然后是火星在1971年（水手9號），金星在1975年（金星9號），木星在1995年（伽利略號，也在1991年首先飛掠過小Gaspra），愛神星在2000年（會合-舒梅克號），和土星在2004年（卡西尼號－惠更斯號）。信使號太空船正在前往水星的途中，預(yù)計在2011年開始第一次繞行水星的軌道；同一時間，黎明號太空船將設(shè)定軌道在2011年環(huán)繞灶神星，并在2015年探索谷神星。

第一個在太陽系其它天體登陸的計劃是前蘇聯(lián)在1959年都登陸月球的月球2號。從此以后，抵達(dá)越來越遙遠(yuǎn)的行星，在1966年計劃登陸或撞擊金星（金星3號），1971年到火星（火星3號），但直到1976年才有維京1號成功登陸火星，2001年登陸愛神星（會合-舒梅克號），和2005年登陸土星的衛(wèi)星泰坦（惠更斯號）。伽利略太空船也在1995年拋下一個探測器進(jìn)入木星的大氣層；由于木星沒有固體的表面，這個探測器在下降的過程中被逐漸增高的溫度和壓力摧毀掉。

載人的探測目前仍被限制在鄰近地球的環(huán)境內(nèi)。第一個進(jìn)入太空（以超過100公里的高度來定義）的人是前蘇聯(lián)的太空人尤里·加加林，于1961年4月12日搭乘東方一號升空。第一個在地球之外的天體上漫步的是尼爾·阿姆斯特朗，它是在1969年的太陽神11號任務(wù)中，于7月21日在月球上完成的。美國的航天飛機(jī)是唯一能夠重覆使用的太空船，并已完成許多次的任務(wù)。在軌道上的第一個太空站是NASA的太空實(shí)驗(yàn)室，可以有多位乘員，在1973年至1974年間成功的同時乘載著三位太空人。第一個真正能讓人類在太空中生活的是前蘇聯(lián)的和平號空間站，從1989年至1999年在軌道上持續(xù)運(yùn)作了將近十年。它在2001年退役，后繼的國際空間站也從那時繼續(xù)維系人類在太空中的生活。在2004年， 太空船1號成為在私人的基金資助下第一個進(jìn)入次軌道的太空船。同年，美國前總統(tǒng)喬治·布什宣布太空探測的遠(yuǎn)景規(guī)劃：替換老舊的航天飛機(jī)、重返月球、甚至載人前往火星。