太 陽 系 的 成 員
附 錄 一 ： 太 陽 系 的 起 源
本 章 將 先 介 紹 太 陽 系 的 成 員 與 主 要 特 性 ， 進 而 利 用 己 知 的 知 識 來 探 討 太 陽 系 的 起 源 。
首 先 讓 我 們 來 瀏 覽 太 陽 系 的 成 員 與 主 要 特 性 。
太 陽 系 主 要 成 員 有 ： 太 陽 、 九 大 行 星 、 柯 伊 伯 帶 與 歐 特 雲 。
全 部 成 員 ：
太 陽 系 的 行 星 大 致 可 分 為 兩 大 類 ：
成 員 包 括 有 水 星 、 金 星 、 地 球 、 火 星 。
是 小 而 密 的 岩 石 世 界 ， 具 有 較 稀 少 的 大 氣 。
內 部 結 構 ： 中 心 有 金 屬 核 心 ， 外 為 石 質 的 地 殼 所 包 圍 ， 表 面 有 相 當 多 的 坑 洞 ， 平 均 密 度 約 為 3-5 g/cm3 。
成 員 包 括 有 木 星 、 土 星 、 天 王 星 、 海 王 星 。
是 體 積 大 、 質 量 大 、 但 是 密 度 小 的 氣 體 世 界 ， 具 有 濃 密 的 大 氣 。 平 均 密 度 約 ≦ 1.75 g/cm3， 土 星 的 密 度 約 為 0.7 g/cm3， 木 星 質 量 約 為 地 球 的 318 倍 。
結 構 ： 由 內 而 外 ， 中 心 有 岩 石 核 心 、 液 態 金 屬 氫 、 液 態 分 子 氫 、 充 滿 氣 體 的 大 氣 層 ，表 面 有 漩 渦 狀 的 雲 層 。 另 有 行 星 環 及 為 數 眾 多 的 衛 星 環 繞 著 。
是 微 小 的 岩 石 世 界 ，
是 由 一 些 無 法 形 成 行 星 的 物 質 所 組 成 的 。
大 部 份 散 佈 在 距 離 太 陽 2.8AU 處 ， 亦 即 火 星 與 木 星 之 間 。
主 要 分 為 彗 核 與 彗 尾 兩 部 分 ：
彗 核 ： 由 冰 、二 氧 化 碳 與 塵 埃 所 組 成 "髒 雪 球" (dirty snowball)， 直 徑 約 幾 十 公 里 。
彗 尾 ： 太 陽 的 輻 射 蒸 發 冰 ， 放 出 氣 體 與 塵 埃 ， 再 經 太 陽 風 與 太 陽 光 壓 的 推 送 而 形 成 的 。
在 太 陽 系 的 太 空 中 飄 遊 的 微 小 行 星 。
流 星 體 經 過 大 氣 時 ， 因 與 空 氣 摩 擦 而 發 出 短 暫 的 光 芒 者 。
隕 石 (Meteorite) ： 流 星 掉 落 地 面 者 。
柯 伊 伯 帶 與 歐 特 雲 都 是 彗 星 的 出 生 地 。
界 於 冥 王 星 與 奧 特 雲 之 間 ， 呈 帶 狀 分 佈 的 冰 晶 ， 是 短 週 期 彗 星 的 誕 生 地 。
在 距 離 太 陽 五 萬 天 文 單 位 到 一 光 年 之 間 ， 呈 球 殼 狀 分 佈 的 冰 晶 ， 是 長 週 期 彗 星 的 誕 生 地 。
所 有 行 星 的 公 轉 都 是 以 逆 時 鐘 方 向 運 行 ， 而 中 央 的 太 陽 也 是 以 相 同 的 方 向 自 轉 。 除 了 水 星 、 冥 王 星 的 公 轉 軌 道 與 黃 道 面 的 夾 角 分 別 為 7° 、 17.2° 、 其 它 行 星 的 公 轉 軌 道 與 黃 道 面 的 夾 角 都 小 於 3.4° 。 除 了 水 星 、 冥 王 星 外 ， 其 餘 行 星 的 公 轉 軌 道 都 很 接 近 圓 形 。 (參 見 附 表 ： 太 陽 系 的 重 要 數 據)
這 些 資 料 告 訴 我 們 ： 太 陽 系 很 像 是 逆 時 針 自 轉 的 盤 子 。 。
行 星 的 自 轉 大 都 是 以 逆 時 鐘 方 向 運 行 ， 和 太 陽 類 似 ， 只 有 金 星 、 天 王 星 是 以 順 時 鐘 方 向 運 行 。
行 星 的 自 轉 軸 與 黃 道 面 法 線 的 夾 角 小 於 30° ， 只 有 天 王 星 較 特 殊 為 98° 。 (參 見 附 表 ： 太 陽 系 的 重 要 數 據)
Johann Titius (1766) 與 Johann Bode(1772) 找 出 行 星 。 與 太 陽 之 間 距 離 的 規 則 、 其 中 包 括 了 小 行 星 帶 ， 但 是 無 法 包 括 海 王 星 。
這 些 資 料 告 訴 我 們 ： 行 星 的 形 成 是 來 自 於 一 些 有 序 的 過 程 。
除 了 水 星 與 金 星 外 ， 其 餘 的 行 星 都 有 一 個 以 上 的 衛 星 ， 衛 星 繞 行 星 運 行 與 自 轉 ， 與 太 陽 系 大 約 一 致 ， 這 些 行 星 — 衛 星 系 統 像 是 具 體 而 微 的 小 太 陽 系 。
太 陽 系 的 外 圍 有 柯 伊 伯 帶 與 歐 特 雲 ， 太 陽 系 "化 石" — 彗 星 的 來 源。
最 古 老 的 地 球 岩 石 ， 年 齡 約 39 億 年 。
最 古 老 的 月 岩 ， 年 齡 約 45 億 年 。
隕 石 的 年 齡 約 46 億 年 。
恆 星 演 化 理 論 推 斷 太 陽 的 年 齡 約 46 億 年 。
這 些 資 料 告 訴 我 們 ： 太 陽 系 的 成 員 大 致 有 相 同 的 年 齡 ∼ 50 億 年 。
在 此 我 們 將 根 據 太 陽 系 的 主 要 特 性 來 推 論 太 陽 系 的 起 源 。 我 們 將 先 說 明 太 陽 系 中 物 質 的 來 源 ， 接 著 談 一 談 太 陽 系 的 誕 生 與 行 星 是 如 何 形 成 的 。
較 輕 的 元 素 （ 如 氫 與 氦 ） 是 宇 宙 大 爆 炸 之 後 所 留 下 來 的 ， 約 25% 的 氦 ， 75% 的 氫 ， 與 極 少 量 的 其 它 元 素 。
在 霹 靂 爆 炸 後 ， 接 著 物 質 形 成 ， 物 質 再 聚 集 一 起 ， 形 成 星 系 (galaxy ) 與 恆 星 。
在 恆 星 的 內 部 產 生 核 融 合 ， 輻 射 出 能 量 並 製 造 較 重 的 元 素 。
經 由 超 新 星 爆 炸 產 生 比 鐵 還 重 的 元 素 ， 進 而 將 重 元 素 散 佈 到 太 空 中 。 這 意 味 著 ：
Stars have died that we might live 。
一 星 際 雲 氣 由 於 本 身 的 重 力 影 響 開 始 塌 縮 ， 塌 縮 使 得 雲 氣 變 扁 平 而 且 轉 速 愈 快 ， 最 後 ， 變 成 一 扁 平 而 盤 狀 的 雲 氣 繞 著 一 開 始 發 光 的 恆 星 （ 太 陽 ） 。
不 同 的 物 質 會 在 不 同 的 溫 度 區 域 （ 離 太 陽 遠 近 ） 凝 結 。 例 如 金 屬 會 在 溫 度 較 高 處 凝 結 ， 甲 烷 會 被 熱 輻 射 吹 到 溫 度 較 低 處 才 凝 結 。 這 說 明 了 類 地 行 星 與 類 木 行 星 的 差 別 ， 也 說 明 行 星 的 形 成 是 來 自 於 一 些 有 序 的 過 程 。
類 地 行 星 是 經 由 碰 撞 聚 集 固 態 的 物 質 顆 粒 成 為 微 小 行 星 ， 再 聚 集 微 小 行 星 形 成 的 (類 地 行 星 形 成 示 意 圖)。
類 木 行 星 以 水 冰 相 互 吸 附 為 起 點 ， 質 量 夠 大 後 ， 進 一 步 吸 附 氫 、 甲 烷 ， 形 成 氣 體 行 星 。
類 木 行 星 的 衛 星 ， 是 外 圍 的 氣 態 物 質 ， 因 局 部 渦 流 而 形 成 盤 狀 ， 後 來 的 產 生 而 凝 聚 形 成 的 。 使 得 類 木 行 星 基 本 上 表 現 的 類 似 一 個 小 太 陽 系 ， 有 許 多 衛 星 環 繞 著 。 而 類 木 衛 星 的 公 轉 與 自 轉 也 和 太 陽 系 相 似 。
太 陽 熱 輻 射 ， 將 行 星 及 小 行 星 之 外 的 其 它 星 際 塵 埃 吹 離 太 陽 。 類 木 行 星 也 將 部 份 附 近 的 殘 渣 ， 經 由 重 力 協 助 ， 拋 到 太 陽 系 外 圍 ， 形 成 歐 特 雲 與 柯 伊 伯 帶 。
最近更新日期：一九九六年十二月十六日
蘇漢宗(htsu@mail.ncku.edu.tw)
許瑞榮(rrhsu@mail.ncku.edu.tw)
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