天文动手做——观测活动（1）太阳系有多大？

郭红锋

太阳系的范围在“不断扩大”

太阳系有多大？不同时代的人们因认识和探测水平的差异而有不同的判断。

哥白尼以前的人们接受了以地球为中心的学说，因此不能解释太阳、月亮及其他行星在恒星背景里移动的规律。哥白尼以后的科学家接受了以太阳为中心的学说，认为行星（包括地球）都在围绕太阳运动，这样就很完美地解释了日月星辰在天空中各自运动的规律。后来的科学发展使得科学家可以很准确地计算出行星运动的轨道以及它们各自距离太阳的远近。因此，科学家们一度认为太阳系就是从太阳到最远的目视可见行星——土星的范围。

历史性的转折出现在1781年，英国天文学家赫歇耳使用他自己制作的望远镜发现了新行星——天王星，使得人类对太阳系范围的认识扩大了l倍（见图1）。后来，随着科学的发展，人类对太阳系的认知不断扩大，太阳系的范围也随之改变。

太阳系的一些天文单位

目前已知的太陽系是以太阳为中心的所有受到太阳引力吸引的天体集合体，包括行星、矮行星、小行星、卫星、彗星、流星体等大大小小的天体。

天文学家在太阳系内以天文单位AU（全称为Astronomical Unit）来测量距离。1个AU是地球到太阳的平均距离，大约是1.5亿千米。光年（光1年走过的距离）是测量恒星距离的长度单位，l光年大约相当于63240个AU天文单位。

图l为已知天体距离太阳由近到远的顺序，以及轨道倾角数据（行星公转轨道面与黄道面之间的倾斜角度）。

图2可以更直观地看到太阳系内一些天体距离状况，其中图①为5AU范围内所包含的天体，图②为50AU范围内所包含的天体，图③为1000AU范围内所包含的天体，图④为50000AU范围内所包含的天体。

太阳系里的“天休聚会区”

柯伊伯带是太阳系在海王星轨道外、黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域。1992年，人们找到了第一个柯伊伯带天体，至今已有约1000个柯伊伯带天体被发现，直径从数千米到上千千米不等。

许多天文学家认为冥王星的个头及轨道特点和柯伊伯带中的小行星相当，应该归入柯伊伯带小行星之列。但因冥王星是在柯伊伯带理论出现之前被发现的，所以传统上仍被认为是行星。

奥尔特云是一个假设包围着太阳系的球体云团，布满着一些不活跃的彗星，半径约l光年。天文学家认为奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云残余物质。

太阳系依然有很多求解之谜

人们对太阳系的了解逐渐深入，比如在2003年天文学家们又发现一颗外海王星天体——塞德娜星体，它是当时太阳系中距离地球最远的天然天体，12050年才能绕太阳一周。

但是，人类对太阳系的了解依然有限。期待在不远的将来，人类对太阳系未知区域的探测能取得更多成果，让我们对太阳系的起源和演化有更深入的认识。