对太阳系的了解,如果太阳系甚至银河系都是平的,那上面和下面有什么

对这个问题你有很好的答案,但实际上那并不能解释行星和云盘的上面和下面是什么,也说不出为什么对太阳系的了解。真正的答案有两部分,这两部分都不是特别为人知。

对太阳系的了解,如果太阳系甚至银河系都是平的,那上面和下面有什么

首先,银河系和太阳系都不是起源于盘,而是起源于更多云团。一种被称作赤道强迫的地心引力,该力受旋转的巨大中心体影响,使它附近的较小天体的轨道逐渐趋于正常,这样他们可以更加靠近自己旋转的赤道平面(和方向)。

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以我们的太阳系为例,行星围绕着巨大中心体太阳一度就有多个不规则运行轨道。过去的十亿年间,赤道强迫yi逐渐把行星带到了接近太阳赤道平面的轨道上。

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距离太阳越近这种效果就越强烈。所以冥王星和柯伊伯带内外的其他一些跨海王星的远距离天体,他们的轨道就偏离赤道平面越来越远,距离太阳也更远了。最终,他们的轨道就像长周期彗星一样在这方面完全随机了。

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这个图表展示了为什么太阳系的内部几乎是平的,而太阳系外部和柯伊伯带的天体他们的轨道要更加倾斜。除此之外,奥尔特云中的天体则围绕太阳赤道做不规则运动。

星系运行也存在同样的效应。年轻的星系通常是球形的,没有明显的盘。当一个ANG(一个活跃的星核或超大黑洞)开始形成,它会慢慢迫使恒星以及太阳系在它引力范围之内延伸到他自己的旋转平面。所以较老的星系看起来就像盘一样。

答案的第二部分紧接着第一部分。因为赤道强迫把其他天体都拉到了中心天体的轨道平面上,平面上方和下方的空间就被空出来了。再看一眼这个图,太阳已经有效地挖空了日光层内部的大部分物质,并把它们带到了行星的平面上。剩下的只是一个相对较好的真空。

在太阳系中没有上下方之分。上下方只有星球上才有价值。因为太阳系中的一切都在围绕着太阳的自由下落轨道,不过可以用“北”和“南”来代替,比如太阳的南极和北极。从太阳的南北极延伸出去,可以视为太阳系的上方和下方。

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图示:太阳系和它附近的星系

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红字代表我们的太阳系。这张图代表太阳系附近的其它星系,我们可以把它安排在一个二维平面上。此时上方代表从地球北半球仰望到的星空,下方则代表从南半球仰望到的星空。南门二(Alpha Centauri)是最靠近太阳系的恒星系,只能从南半球看到它,南门二距离太阳只有4.37光年,比邻星通常被认为是这个恒星系的成员,距离太阳只有4.24光年。传说郑和下西洋时,就用南门二导航。

图示:2.9万年后,南门二将更加靠近太阳系,距离我们将只有3.2光年。

太阳系是个相当扁平的星系,但要想从“上下方”这个角度来观察太阳系。还真是个困难的事儿。每当我们谈论太阳系时,我们总是使用扁平物体作为参考。盘子,飞盘,薄煎饼和比萨饼,因为它被安排在一个称为黄道平面的平盘上。这是因为太阳系是由一团旋转的氢气和尘埃所形成。重力将所有东西拉到一起,角动量守恒使整个星云旋转,随着星云的收缩,它旋转得也越来越快。正是这种旋转,把整个太阳系变得相当的扁平,结果就是今天这样,太阳位于中心,行星嵌入周围椭圆轨道中。这个面被称为太阳的黄道面。

图示:注意冥王星的轨道不在太阳系的黄道面上。如果从冥王星上看太阳系其它行星,就可以得到俯视图,尤其当冥王星从高点向太阳俯冲而下的时候。

当然,太阳系中并非所有天体都在黄道面上运转,有些天体的轨道会略高或略低于黄道面,这被称为行星的轨道倾角。太阳系中有些小行星和矮行星的轨道倾角非常大,这让它们难于被天文学家容易发现。

1990年,欧洲航天局发射的尤利西斯号太空船的目标就是试图用一个80度的轨道倾角围绕太阳运转,以便我们能从黄道面的上下方来观察太阳系。只用火箭是很难做到这一点的,航天工程师利用了木星的引力弹弓效应,将尤利西斯太空船推向80度的轨道倾角,让人类能观察到太阳的南极和北极!

图示:尤利西斯号的80度倾角,可以让我们观察太阳的南北极。

上次曾经登上头版的太阳系外闯入的小行星奥利奥喔奥陌陌(Oumuamua,夏威夷土著语,意思是来自远方的信使),因为是夏威夷天文台最先发现这颗不同寻常的小行星,并很快确定它天外来客的身份,因为奥陌陌从黄道面的北方闯入我们的太阳系,具有和太阳系内小行星完全不同的运行轨道。

奥陌陌是一个雪茄状的小行星,它大约长400米,宽则为40米,表面颜色偏红肯定是固态表面,但在地球上的观测无法区分其表面究竟是岩石还是金属。

图示:奥陌陌于2017年9月9日通过近日点,达到其在太阳系内的最快速度87.71 km / s,如今正朝太阳系外远去,远超第三宇宙速度,因此太阳系留不住它。但它要完全离开太阳系大约需要两万年时间。

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2022-06-11

2022-06-11