众不同。它们是太阳、月亮和五大行星，即水星、金星、火星、木星和土星。我国古时称它们为“七曜”。太阳和月亮都有巡天运动。行星的运动则令人眼花缭乱：它们行踪无定，“或见或伏”，忽进忽退，变幻莫测（行星一词的希腊语原义是“流浪者”之星）；但它们走的都是同一条空中大道——黄道带。在通常情形下，行星向东顺行。但是，在一段不长的时间内，它会掉过头来向西逆行；不久，又恢复向东顺行，在天球上走过一条柳叶状的曲折路线（图2—14）。 图2—141977年12月4日—1978年3月3日， 火星在巨蟹座逆行 （图中的数字表示月份） 探求行星这种奇特运动的合理解释，成了古代宇宙论者无法回避的一大障碍。托勒密的地心体系采用一种叫做本轮的先验理论，来解释行星的逆行和亮度变化。按照这种理论，行星都沿着一个叫做本轮的较小圆周匀速运动；本轮中心又沿着一个大的圆周绕地球匀速运动，这个大圆叫做均轮。在这种假设下，当行星接近地球时，它在本轮上运行的方向，与本轮中心在均轮上运行的方向相反，再假定其速度又大过后者，这时，从地球上看行星，便成了逆行（图2－15）。 图2－15本轮与均轮 哥白尼的日心体系把周日运动归之于地球绕轴自转，而把周年运动归之于地球绕太阳公转；行星的复杂的环状视运动，则是地球和行星同时绕太阳公转的复合运动的结果（图2－16）。唯有月球才是唯一绕地球运动的卫星。 图2－16以地球和行星共同绕太阳运动来解释行星的视行，这是哥白尼日心说的精髓 把地球排除出宇宙中心而代之以太阳后，乍看好像杂乱无章的行星世界，显出其惊人的统一性。地心说垮台和日心说确立，在天文学上掀起一场划时代的、“翻天覆地”的革命。一个运动着的地球，是整个近代天文学的基石，而且，对人类的哲学思想产生深远影响。 受时代的局限，哥白尼体系本身是存在缺陷的。它仍然保留固体的恒星球层，不动的中心天体和匀速的圆周运动等根深蒂固的陈腐观念。竟哥白尼事业之功、揭示太阳系行星运动真实规律的，是德国天文学家开普勒（1571—1630）。他经过对前人观测记录的严密分析，提出著名的行星运动三定律： ——所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳位于行星轨道椭圆的二个焦点之一。这是行星运动第一定律，也叫轨道定律。 ——在同样的时间内，行星向径在其轨道平面上扫过的面积相等。这是行星运动第二定律，也叫面积定律（图2—17）。 ——任何两个行星绕太阳公转的周期的平方之比，等于它们与太阳的距离的立方之比。设T1和T2分别表示两行星的公转周期，a1和a2分别表示它 们与太阳的平均距离（即各自轨道的半长轴），那么便有
T2 a3 1 = 1 T2 a3 2 2
若T以恒星年为单位，a以天文单位为单位，那么，上式便有更简单的形式：
T2＝a2
图2－17开普勒第二定律：面速度不变 这是行星运动第三定律，也叫周期定律。由此可知，行星同太阳的距离，可以根据该行星公转的恒星周期进行推算，即
a=3T2
上述的行星运动三定律，被称为开普勒定律。它表明，太阳及其周围的天体，不是偶然的、没有秩序的“乌合之众”，而是一个有严密组织的天体系统。这个系统的中心天体是太阳，受来自太阳的某种统一力量所支配。太阳位于每个行星轨道的焦点之一，行星运动的周期和速度则取决于各行星与太阳的距离。开普勒因他的成就被后世学者尊称为“天空立法者”。 开普勒定律廓清了行星轨道的几何特征。但这些定律是凭数据分析得出的经验定律；用严密的数学分析推出它的结果，解释行星运动的物理原因的，则是牛顿（1642—1727）。牛顿用物质的一般运动规律的观点，对开普勒定律进行概括，更精确地确定和发展了开普勒定律： ——牛顿扩展了开普勒第一定律。他指出，天体轨道不仅限于开普勒椭圆，而且可以是任何一种圆锥曲线，或称二次曲线。决定轨道形状的必要条件，仅限于物体的初始条件——速度。 ——牛顿论证了开普勒第二定律。他用新的数学方法——积分法来求曲边形的面积，证明在引力作用下，行星绕太阳运动的面速度不变。 ——牛顿修正了开普勒第三定律。万有引力定律是从开普勒第三定律导出的。反过来，牛顿运用他的万有引力定律，对开普勒第三定律作了重要修正。修正后的第三定律精确公式为
T2 (M m) a3 1 1 = 1 T2 (M m ) a3 2 2 2 ①牛顿公式与开普勒公式不同之处，在于等号左边多了一项质量的乘数（括号内的M和m分别表示太阳和行星的质量）。修正后的开普勒定律变得更为重要。它可以测定那些伴有卫星的天体的质量比。牛顿是第一个“秤出”天体重量的天文学家。 开普勒定律指出了“行星怎样运动？”牛顿则用万有引力定律回答了“行星为什么这样运动？”他证明，在引力作用下，行星必然遵循开普勒定律而运动。万有引力定律奠定了天体力学的基础，从此，天文学从它的幼年状况进入成年时代。恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了科学的天文学”②。这一切都是在太阳系发现和完善的过程中产生的。 太阳系曾经是天文学研究的主要领域。后来，由于地面观测所能获取的资料日益匮乏，自本世纪三十年代初发现第九颗行星——冥王星后，太阳系天文学再没有什么重大突破，人们把注意力转向恒星天文学。近年来，随着空间探测技术的发展，人类结束了“坐地观天”的局限，复使冷落了多年的太阳系天文学重放异采，成为当前科学研究很活跃的前沿领地之一。 ①该公式的推导参见附录三。 ②马克思恩格斯全集.第一版.北京：人民出版社.1956.第一卷.第657页.
§204－2太阳系的组成 太阳系的主要成员，除太阳外，是九大行星（其中之一就是人类赖以生存的地球）和它们的卫星。太阳占有这个系统总质量的 99.9％，因此，它有足够强大的引力支配其它天体，形成一个以它为中心天体的天体系统——太阳系。如以冥王星的轨道为太阳系的边界，其直径约为120亿km，是一个庞大的天体系统；但在银河系里，太阳系只是沧海一粟而已。 九大行星按其同太阳的距离，由近及远，分别是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星。接近太阳的五颗行星，即上述的水、金、火、木和土星，在地球上看起来，是天空中游荡的明星，自古被称为五星或五行，并同太阳和月亮合称七曜。古人把它们同众星列宿区别开来，另立门户，很终导致太阳系的发现。其余的“三王”（天王、海王和冥王星），因距离遥远，肉眼不可见。它们是望远镜问世后才陆续被发现的。 除上述九大行星外，太阳系中还有数以千万计的小行星，已发现并正式命名或编号的近2500颗。同九大行星一样，小行星按一定的轨道环绕太阳运动。小行星的轨道，远的可越出土星轨道之外，近的可进入地球轨道以内，但绝大多数集中在火星和木星的轨道之间，在那里形成一个小行星带。根据这个情况，有学者认为，小行星大概是一个已经崩解了的行星的残存碎块。小行星的质量很小，无法同九大行星伦比。据估计，所有小行星的质量总和，大约只相当地球质量的0.04％，或月球质量的3.2％。 九大行星中，除很接近太阳的水星和金星外，都伴有自己的卫星。各行星拥有卫星的数量和大小不一：地球有一个大型的卫星——月球；冥王星近期也发现有一个卫星；火星有两个很小的卫星；木星和土星的卫星很多，分别为16个和23个；天王星有15个卫星；海王星有10个卫星。这样，太阳系行星的卫星总数达68颗。随着太阳系空间探测的继续，这个数字还会不断刷新。 除了行星和卫星以外，太阳系的成员还包括彗星和流星体。彗星的质量很小，这种天体在绕太阳运行中呈现奇特的外貌变化。已被发现的彗星约有1600颗。流星体的数量不胜枚举，但它们的质量微不足道。 像太阳系这样的天体系统，很可能普遍地存在于宇宙中，然而，目前还没有得到确凿无疑的证据。 §204－3行星 太阳系的行星，以地球轨道为界分为两组：水星和金星的轨道位于地球轨道以内，称为地内行星（Inferiorplanets，旧译内行星）；地球轨道以外的行星，称为地外行星（Superiorplanets，旧译外行星）。两者在对太阳的会合运动中，表现出“内外有别”（详见§306－3）。另外，九大行星还可以小行星带为界，分成两组：水星、金星、地球和火星为内行星（Innerplanets），意即带内行星；木星、土星、天王星、海王星和冥王星为外行星（Outerplanets），意即带外行星。 继开普勒发现行星运动第三定律后，人们试图找出行星与太阳平均距离（即行星轨道的半长径）间的数量关系。距太阳的远近，意味着公转轨道的大小。若以天文单位（日地平均距离）表示，九大行星对太阳的平均距离如下表： 行星水星金星地球火星
对日距离 0.387 0.723 1.000 1.524 （AU） 木星 土星 天王星 海王星 冥王星 5.20 9.54 19.18 30.06 39.44
从上表可以看出，太阳系行星的分布，不仅远近悬殊，而且疏密悬殊。冥王星的距离约为40天文单位（相当于水星距离的100倍），土星、天王星和海王星大体位于这段距离的四分点上。这就是说，2/3的行星集中在1/4距离内；半数以上的行星拥挤在1/8的距离内。一般地说，离太阳愈远，行星轨道的间隔便愈宽。 1766年，德国天文学家提丢斯（1729—1796）提出一个表示行星与太阳平均距离的经验定律，后由波得（1747—1826）重新研究并予发表，史称提丢斯－波得定则。其见解是，取一数列： 03612244896 这个数列的前三项是以3为公差的等差级数，第二项起是以2为公比的 等比级数。在每项数字先加4，再除以10，便得到另一列数字： 0.40.71.01.62.85.210.0 这一列数字便与当时已知的六大行星（天王、海王和冥王星尚未发现）对太阳的平均距离相当吻合，只是在2.8天文单位处出现一个空缺，所以，火星与木星轨道的间隔显得过宽。1781年，赫歇耳发现天王星，延伸了这个序列，它差不多恰好在预言的轨道上。 1801年，意大利人皮亚齐发现了第1号小行星谷神星，填补了2.8天文单位的空缺。这样看来，提丢斯－波得定则似乎代表着一定的规律性。可是，后来海王星的发现破坏了这个序列，这样的规律性便难以令人置信，尽管以后发现的冥王星的位置又回到这个序列上。有人认为提丢斯定则纯系一种数学游戏。它不能同具有深刻力学意义的开普勒第三定律相比。 九大行星的轨道及主要物理参数，列表于后（见“太阳系行星表”）。 该表的数据表明： ——除水星和冥王星外，行星轨道的偏心率和轨道倾角都很小。这就是说，行星是在基本接近的平面上，沿近乎圆形的轨道运动。冥王星是很遥远的行星，但由于轨道偏心率较大，在它接近轨道近日点时，却比海王星还近些（图2－18）。 图2－18行星的轨道大小 ——金星的赤道与其轨道的交角达177°，这意味着金星的自转是逆转（即自东向西转，与公转方向相反）。在金星的天空中，太阳是从西方升起的。另一个例外的情形是天王星，其赤道与其轨道的交角为98°，这意味着天王星的自转也是逆转。如果把金星的自转比喻为倒转，那么，天王星便是“躺着”自转。除金星和天王星外，其余行星的自转方向皆与公转方向相同。 ——地内行星有特别长的自转周期。水星自转周期长达58.6日。金星自转周期甚至超过它的公转周期，长达243日，其一昼夜长度是地球上的 117日，因此，金星上的一年还不到二个昼夜。两颗巨行星——木星和土星的自转周期却很短，还不及地球自转周期的一半。因此，木星和土星都显得较扁，在它们的视圆面上，肉眼也能清楚地分辨出来。这两颗行星都是流体球，因而不同于固体行星的自转，其赤道部分的自转周期比其它部分要短。它们的视圆面上，有明显的平行于赤道的云带。
太阳系行星表 图2－19行星的大小对比 根据质量、大小和化学组成的不同，行星又可分成另外的两大类：一类以地球为典型代表，称类地行星，包括水星、金星、地球和火星；另一类以木星为典型代表，称类木行星，包括木星、土星、天王星和海王星。位于太阳系边缘的冥王星是个例外。近来，人们又把类木行星连同冥王星在内，分成巨行星（木星和土星）和远日行星（天王、海王和冥王星）两类。不同的行星分类法，列表比较如下： 内行星 外行星 类地行星 类木行星 水 金 地 火 小 木 土 天 海 冥 行 王 王 王 星 星 球 星 星 星 星 星 星 星 地内行星 巨行星 远日行星
地外行星 类地行星接近太阳，自水星的0.39AU到火星的1.52AU；类木行星远离太阳，自木星的5.2Au到海王星的30AU。这种对于太阳距离上的巨大差异，在很大程度上影响它们物理性质和化学组成的不同： ——类地行星质量小，类木行星质量大。木星和土星的质量分别是地球质量的318倍和95倍；而类地行星中的其它成员的质量均小于地球。由于质量小，水星没有大气，酷似月球世界；火星只有极微弱的大气，是一个极其荒凉的世界。水星和火星表面，都有环形山分布。 ——类地行星平均密度较高，类木行星平均密度较低。若以水的密度为1，那么，类地行星（除火星外）的密度均超过5；而类木行星中密度很大的海王星也不足1.7，其中土星的密度仅0.7，如果把它放入水中，它将浮出水面。 ——从化学组成看，类地行星主要由重物质组成，中心有铁核，含金属元素比例高，有固体表面。类木行星则以轻物质为主，主要是氢、氦、氖等，因而没有固体表面。 ——过去，人们一直以为土星是太阳系唯一有光环的行星。空间探测证实，木星、天王星和海王星都有光环。这样看来，光环是类木行星的共同特征。类地行星都没有光环。 ——类地行星接近太阳，因而有较高的温度。就这个条件而言，太阳系的生命圈限于类地行星（水星除外）。从理论上说，金星和火星都可能有生命。金星的大小、质量和逃逸速度都同地球相近似，有“地球的姐妹星”之称。金星表面覆盖着一层浓厚的大气，其密度是地球大气的50倍，表面气压高达90大气压，主要成分是二氧化碳（97％）。由于高效的温室效应，金星表面温度高达465—485℃，连铅和锡都要熔化，是一个非常炎热的世界。
火星比地球小得多，大气十分稀薄，气压仅为7.5hPa，相当于地面40—45km高空的大气压强，主要成分是二氧化碳，水汽更少得可怜。空间探测证实，金星和火星都不存在生命。 §204－4彗星 彗星俗称扫帚星，天空中不常见。古人见其外貌奇特，拖着一条长长的尾巴，来无影，去无踪，在相当长时期里，对它怀有极大的恐怖心理。 彗星同行星一样，在太阳引力作用下，也是沿椭圆轨道绕太阳运行。所不同的是，其轨道的偏心率很大，轨道显得又扁又长。如著名的哈雷彗星，其轨道的近日点位于地球轨道以内，而其远日点却在海王星轨道以外（图2－20）。因此，彗星绕转的周期很长，如果周期小于200年，就算是短周期彗星了。大多数彗星的轨道几乎接近抛物线，远远延伸到冥王星轨道之外。 这样的彗星，周期很长，迄今不能测定，因为有史以来，它们只出现过一次；何时再来，杳无定期，被称为非周期彗星。 彗星的特征是同它们的轨道形状相联系的。彗星的质量很小，大体上是由固体颗粒，掺杂着尘埃以及冻结的水汽、甲烷、氨、二氧化碳等，称为彗核。在大部分时间里，彗核是在远离太阳的寒冷空间运行，以致它们的物质总是处于冰冻状态。这时候的彗星，个体很小，默默无闻。而当它在轨道上逐渐接近它的近日点、距太阳足够近的时候，太阳的热力使彗核中一部分冻结的气体蒸发或升华，形成一个云雾状的包层，称为彗发。彗星继续接近太阳，彗发的直径可扩大到10万km。彗发中的一部分气体和尘埃，被太阳风和光压推向一旁（对很小的微粒来说，太阳风和光对微粒的压力，会有效地超过太阳对它们的引力），漂向远方，形成长长的彗尾（参见末页照片）。这时候的彗星就成为非常壮观的天体。 太阳风和光压均来自太阳。所以，彗尾的方向总是背向太阳（图2－21）。有的彗尾是平直的。这是太阳风作用下形成的，主要是由CO 离子组成，故称离子彗尾，常呈蓝色，是CO 离子在太阳光作用下发射的荧光。有的彗尾是弯曲的。这是太阳光压作用的结果，主要由微尘组成，因而称尘粒彗尾。由于尘粒绕太阳公转因尘粒本身远离太阳而减速，所以自然地形成弯曲彗尾。它多成黄色，是微尘反射的太阳光。 图2－20哈雷彗星的轨道 图2－21彗尾总是背向太阳 一般地说，彗星在距太阳仅两个天文单位时，才显现其可察觉的彗尾。对于肉眼观测来说，即使很明亮的彗星，也只有当它通过近日点前后才是可见的：或者黄昏时出现在西方天空，彗尾向东；或者在黎明前出现在东方天空，彗尾向西。特别明亮的彗星，甚至在白昼也清晰可见。过了近日点，随着彗星离太阳远去，彗尾和彗发渐次消失，恢复彗核原状。总之，彗星在本质上就是在偏心率很大的轨道上绕太阳运动的冰冻物质，其奇特的外貌，只是通过近日点前后的暂时现象。 比较起来，彗星是一种“短命”的天体。彗星每次通过近日点，总要被太阳烤熟，并损耗一部分物质。因此，经过千百次接近太阳以后，彗核中的冰冻物质消耗殆尽，残存的固体颗粒崩解成为流星体群，继续绕太阳运动。 很著名，也是很早被发现的周期彗星是哈雷彗星。其轨道的半长径为17.95AU，偏心率是0.967；远日距35.3lAU，近日距0.59AU。它的公转是逆
转，周期为76年（这是唯一的周期短于100年的明显彗星）。其很近一次的回归是1986年。 §204－5流星和流星体 流星体是存在于太阳系中的微小颗粒，环绕太阳运动。在经过地球附近时，流星体因受地球引力的摄动，改变轨道，向地球接近。当它们闯入地球大气时，同气体分子和原子发生猛烈摩擦而燃烧发光，在天空中划出一道闪亮的余迹，叫做流星。亮度超过－5等的明亮的流星，又叫火流星。特别明亮的火流星，甚至在白天也是清楚可见的。 流星通常是单个出现的，这样的流星叫做偶发流星。一个目视观测者，夜间平均每小时可看到10颗流星。通常，下半夜的流星比上半夜多而且明亮，其原因在于：下半夜的流星是与地球迎面相遇（速度高），或地球赶上流星（出现频率高）；而上半夜出现的只是追上地球的流星（图2－22）。有时，人们在一定的天空区域，在特定季节，会发现流星的数量有显著的增加，甚至像雨滴一般密集，因而被称为流星雨。我国古代，曾经有过“星陨如雨”的记载（见《春秋左传》庄公七年）。在近代，1833年曾经有过每小时出现35000条流星的天空奇观。 流星雨的出现是同流星群有关的。所谓流星群，其实是指流星体群，就是许许多多沿着相同的轨道绕转太阳的流星体。它们的共同轨道在一定的宇宙空间同地球轨道相交。地球一年一度经过这一空间，并在同一天空区域造成流星雨。所有的流星似乎是从天球上同一点辐射出来的。正是这一现象说明流星体的轨道是相同的。这种情况之所以会发生，是因为流星体群的形成，是一个彗星的瓦解的结果。例如，比拉彗星（Bielacomet）的分裂和瓦解，造成了仙女座的流星雨。 流星体的质量很小，在它们进入大气以前，一般只是沙粒或小石砾那样的东西。这样的流星体在燃烧过程中化为气体和尘埃，全部陨灭。但是，个别特别巨大的流星体，在持续燃烧过程中，穿过整个大气层，一直降落到地面，这叫做陨星。按照化学组成的不同，陨星分为石陨星（亦叫陨石）、铁陨星（亦叫陨铁）和石铁陨星。石陨星主要由硅酸盐组成，铁陨星主要由铁镍金属组成，石铁陨星介于二者之间。在所有陨星中，石陨星约占92％。1976年降落在我国吉林境内的石陨星，是迄今世界上很大的石陨星；它在降落过程中分裂成许多块，其中很大的一块重1770kg。世界很大的铁陨星是非洲纳米比亚的戈巴陨铁，重约60t。我国的新疆大陨铁（参见末页照片）重30t，名列第三。 很大的陨星，事实上就是太阳系的小行星，很小的陨星是宇宙尘。在小行星、流星体和宇宙尘之间，自然界并不存在绝对的界线。 在进入地球大气以前，流星体本来是在绕转太阳的，因而具有很高的轨道速度。如果它们是迎面进入地球大气，其速度甚至可达到每秒72km。由于速度高，流星体具有很大的动能，因而具有很大的杀伤力（远超过普通的枪弹和炮弹），只是由于大气的作用，人类才能基本上免遭流星的袭击。正是由于大气对于流星的阻力，流星体的动能大都转化成热能，并且使得流星体本身熔化或气化。但是，尽管在大气中发生减速，巨大而且结实的流星体，在它们作为陨星降落地面的时候，仍然具有很大的动能，并且造成大而深的陨星坑。 §204－6太阳系起源的星云假说
太阳系起源理论的提出，是科学史上一定阶段的产物。从哥白尼创立日心体系后，他的后继者开普勒发现行星运动定律，完满地廓清了行星轨道的几何性质；牛顿继而以他的运动定律和万有引力定律，成功地解释了行星运动的物理原因。至此，太阳系的结构完全搞清楚了。人们很自然地就会探索这种结构的成因，即太阳系如何起源？ 太阳系起源的理论，基本上是一些揣测的看法。没有人能目睹行星的形成。迄今为止，人们能够直接观测到的行星系统，只有我们自己的太阳系；而且，所能了解的主要是它的现状，缺乏它早期的历史资料。所以，对于这个理论的探索，虽然已有二百余年历史，至今还只是一种假说。 地质学上有句名言：“现在是过去的钥匙”。人们正是根据太阳系的现状，设想它的形成过程。太阳系的整个图象表明，它的结构具有某些统一的特征： ——共面性：行星绕太阳运动的轨道平面，都很接近黄道面；卫星的轨道平面，也都接近各自行星的赤道面。就整体来说，太阳系是很“扁”的。 2—22下半夜的流星多而且明亮 ——同向性：太阳系的天体大致朝同一方向运动。行星绕太阳运动，概无例外地都与地球公转的方向相同；卫星除极个别的例外，也是如此；行星绕轴自转，除金星和天王星以外，也都同地球绕轴自转的方向一致；还有，太阳本身也作同样方向的自转。 ——近圆性：行星轨道形状都接近圆形。除冥王星轨道的偏心率稍大外，其余行星轨道的偏心率都很小。 根据这些特征，天文学上很合理的推测是，行星系统是由同一薄层物质所形成的。1755年，年轻的德国哲学家康德（1724—1804）根据牛顿的万有引力理论，第一个提出了太阳系起源的星云假说。这个假说的基本论点是：其一，太阳系是由弥漫星云物质，即大团的气体和尘埃演化而来；其二，形成太阳系的动力是自引力，即星云各部分之间相互吸引的力。1796年，法国天文学家拉普拉斯（1749—1827）独立地提出了另一个星云假说，细节上稍有差异，但两者的基本观点一致。因此，人们通常把它们合称为康德－拉普拉斯星云假说。 继康德和拉普拉斯之后，形形色色的太阳系起源和演化理论不断涌现。但是，这些假说没有一个被普遍接受，而康德－拉普拉斯星云说的基本论点经受住时间的考验。很近几十年，随着恒星演化理论的发展，星云说被赋予新的科学内容：第一，康德认为，形成太阳系的是银河星云的整体。现在看来，形成太阳系的仅仅是银河星云的一个很小的碎块。星云的质量远大于一般的恒星，约为太阳质量的100—1000倍，而它的球状碎块的质量，大体上与一颗普通恒星相当。其次，拉普拉斯认为，形成太阳系的星云物质是炽热的。现在看来，形成太阳系的星云物质是低温的，它的温度仅比绝对零度高出10—100度。因此，从星云到太阳系的历史是由冷变热的历史，而不是由热变冷的历史。 按照今天的理解，从星云到太阳系的过程，首先是在银河星云中产生太阳星云，然后是太阳星云变成星云盘，很后是在星云盘中产生太阳和行星（图2—23）。 银河弥漫星云因自引力而收缩，在收缩中产生旋涡。旋涡使星云碎裂而成大量的碎块。每一碎块具有一个恒星的质量，以后分别形成恒星。其中形
成太阳系的碎块，就是太阳系的原始星云，称为太阳星云。 图2—23太阳系起源e示意图1.太阳星云，2.星云变成扁球形，3.原始太阳和圆环体，4.太阳和行星的形成.5.太阳系 在自引力的作用下，太阳星云进一步收缩，使本来是在旋转着的太阳星云旋转加快，因而产生更大的惯性离心力。由于惯性离心力的作用，太阳星云的收缩是不等速的。赤道上的收缩是很慢的。随着引力收缩的持续进行，太阳星云愈来愈扁；同时，由于体积愈来愈小，它的旋转就愈来愈快，所产生的惯性离心力也愈来愈大。当惯性离心力足以全部抵消自引力的时候，赤道上的物质就在原地停留下来。这一过程的长期持续进行，使得太阳星云变成一个中部厚而四周薄的又圆又扁的天体。这就是星云盘。 在进一步收缩中，星云盘的中心和主要部分变成原始太阳。在星云盘的总质量中，它占有绝大部分。原始太阳因为持续收缩而不断增温，当内部温度升高到几百万度时，开始热核反应，成为自行发光的恒星。同时，在星云盘的周围部分，通过碰撞和吸积，进行着行星的形成过程。行星周围的残余物质，在较小范围内重演行星形成的过程，产生了卫星。它们都可能是太阳形成的“副产品”。 恩格斯曾高度评价康德的星云说：在“僵化的自然观上打开第一个缺口”，“关于第一次推动的问题被取消了；地球和整个太阳系表现为某种在时间的进程中逐渐生成的东西”①。 复习与思考 ●太阳的距离、大小和质量是怎样测定的？ ●何谓太阳大气？什么是“太阳风”？何谓太阳活动？太阳活动对地球 产生什么影响？ ●哥白尼“日心”体系的基本思想与重要意义是什么？什么是开普勒定律？牛顿如何发展开普勒的行星运动定律？它对天文学的发展有何贡献？ ●设某行星距太阳为25天文单位，那么，它绕太阳公转的周期应有多长？设某小行星绕太阳公转的周期为8年，问：它与太阳的平均距离是多少？ ●行星如何分类？比较地内行星与地外行星、内行星与外行星的差别；比较类地行星与类木行星，它们的物理性质与化学组成有何差异？ ●彗星的本质特征是什么？什么是流星体和流星？如果地球没有大气，地面上仍能看到彗星吗？仍能看到流星吗？ ●康德“星云说”的基本论点和它的重要意义是什么？
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