太阳系

THE SOLAR SYSTEM

太阳 + 8 颗行星 + 5 颗矮行星 + 月亮和小天体。从水星到柯伊伯带，看清楚我们身边的天文学。

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本书目录

🌞 内太阳系 · 太阳与 4 颗类地行星

INNER SOLAR SYSTEM · SUN + ROCKY PLANETS

P 1

距离按对数缩放·大小按真实比例（缩放后）·示意图右半续到 P7

天体	📏 直径(km)	📦 体积 (地球=1)	⚖️ 质量 (地球=1)	🌡️ 温度	📍 距太阳
太阳Sun · G2V · 单星	1 392 000 ρ 1.41 g/cm³	141 万	333 000 1.99×10³⁰ kg	表面 5 500 °C 核心 1 500 万 °C	0
水星Mercury	4 879 ρ 5.43 g/cm³	0.056	0.055 3.3×10²³ kg	−180 ~ +430 °C	0.39 AU 57 909 100 km
金星Venus	12 104 ρ 5.24 g/cm³	0.857	0.815 4.87×10²⁴ kg	+465 °C 🔥	0.72 AU 108 208 930 km
地球Earth	12 742 ρ 5.51 g/cm³	1.000	1.000 5.97×10²⁴ kg	+15 °C 平均	1.00 AU 149 597 871 km
火星Mars	6 779 ρ 3.93 g/cm³	0.151	0.107 6.39×10²³ kg	−63 °C 平均	1.52 AU 227 939 200 km

💡 类地行星 = 主要由岩石和金属构成、有固体表面的行星。它们都靠近太阳、体积小、卫星少。

🌞 内太阳系 · 大气 · 内核 · 磁场

ATMOSPHERES · CORES · WATER · MAGNETIC · MOONS

P 2

小行星带：内/外太阳系的边界

💨 大气成分	大气物态	🪨 内核成分	内核物态	💧 含水	🧲 磁场	卫星
氢 (qīng) 73% · 氦 (hài) 25%	等离子（无分子）	氢→氦聚变核	等离子	—	有 · 强（11 年周期）	—
几乎无	—	巨大铁核 75%	固 + 部分液	极地有冰	极弱（地球 1%）	0
CO₂ 96% · 92×地球	气 → 超临界	铁镍 (niè) 核	液态外核	微量蒸气	无	0
N₂ 78% · O₂ 21%	气（中等）	铁镍核	固内 + 液外	✅ 液+固+气	有 · 中等	1
CO₂ 95% · 0.6%地球	气（极薄）	铁硫核	可能部分固化	极冠冰 + 地下液?	极弱	2

太阳每秒燃烧 6 亿吨氢，已经持续 46 亿年。

水星白天烤焦、夜晚冰冻——温差近 600 °C。

金星因温室效应比水星更热，一天比一年长。

地球是太阳系唯一同时拥有液固气三态水的天体。

火星有奥林匹斯山——太阳系最高的火山，22 km 高。

💡 金属性磁场来自液态导电金属内核的运动（地球：液铁外核）。水星核虽大但已大部分固化，磁场只剩 1%。

🪐 外太阳系 · 4 颗巨行星

OUTER SOLAR SYSTEM · GAS & ICE GIANTS

P 3

木星 = 太阳系最大行星 · 土星密度 0.69 g/cm³（比水还轻，能浮在水上）· 天王星躺着自转

天体	📏 直径(km)	📦 体积 (地球=1)	⚖️ 质量 (地球=1)	🌡️ 云顶温度	📍 距太阳
木星Jupiter	139 820 ρ 1.33 g/cm³	1 321	317.8 1.90×10²⁷ kg	−145 °C	5.2 AU 778 340 821 km
土星Saturn	116 460 ρ 0.687 g/cm³ 浮水	764	95.2 5.68×10²⁶ kg	−178 °C	9.5 AU 1 426 666 414 km
天王星Uranus · 躺着自转	50 724 ρ 1.27 g/cm³	63.1	14.5 8.66×10²⁵ kg	−197 °C ❄️	19.2 AU 2 870 658 186 km
海王星Neptune · 风最快	49 244 ρ 1.64 g/cm³	57.7	17.1 1.02×10²⁶ kg	−214 °C ❄️	30.1 AU 4 498 396 441 km

💡 气态巨行星（木/土）以氢氦为主，可能没有真正的"地面"。冰巨行星（天王/海王）含大量水/氨/甲烷"高压冰"。

🪐 外太阳系 · 大气 · 内核 · 磁场

JUPITER → NEPTUNE · ATMOS · CORES · MOONS

P 4

外行星的冰下海洋是寻找地外生命的重点目标

💨 大气成分	大气物态	🪨 内核成分	内核物态	💧 含水	🧲 磁场	卫星
H₂ 90% · He 10%	气→液→金属氢	金属氢 + 岩冰核	液 / 简并近邻	深层蒸气 · 超临界水?	极强（地球 2 万倍）	95
H₂ 96% · He 3%	气→液→金属氢	金属氢 + 冰岩核	液	光环水冰 · 大气蒸气	强（地球 580 倍）	146
H₂ 83% · He 15% · CH₄ 2%	气（甲烷染蓝）	水/氨/甲烷	超离子态高压冰	✅ 大量高压冰	中（歪 59° 偏轴）	28
H₂ 80% · He 19% · CH₄ 1.5%	气（深蓝）	水/氨/甲烷	高压冰	✅ 大量高压冰	中（歪 47° 偏轴）	16

木星大红斑是个比地球还大的风暴，已经吹了 350 年。

土星密度比水还小——理论上能浮在巨大的水面上。

天王星自转轴几乎平躺，季节交替每个持续 21 年。

海王星风速 2 100 km/h——比子弹还快，太阳系第一。

💡 金属氢：木/土深处氢被压到既像金属又像液体。超离子态水冰：天王/海王内部水冰在 5 000 °C 仍是固体——地球上做不出来。

🔵 矮行星 · 5 颗官方矮行星

DWARF PLANETS · NOT QUITE PLANETS

P 5

5 颗官方矮行星 · 候选体还有 100+ 颗（如塞德娜 Sedna、亡神星 Orcus、共工星 Gonggong 等）

天体	📏 直径(km)	📦 体积 (地球=1)	⚖️ 质量 (地球=1)	🌡️ 温度	📍 距太阳
⚪ 谷神星Ceres · 主带	939 ρ 2.16 g/cm³	0.000 1	0.000 16 9.5×10²⁰ kg	−105 °C	2.77 AU
冥王星Pluto · 柯伊伯带	2 377 ρ 1.85 g/cm³	0.006	0.002 2 1.31×10²² kg	−230 °C ❄️	39.5 AU
🥚 妊神星Haumea · 自转最快	~1 600 ρ 2.6 g/cm³	0.001 9	0.000 67 4.0×10²¹ kg	−240 °C	43.3 AU
🔴 鸟神星Makemake	~1 430 ρ 2.1 g/cm³	0.001 4	0.000 51 3.0×10²¹ kg	−240 °C	45.8 AU
🔴 阋神星Eris · 散射盘	2 326 ρ 2.43 g/cm³	0.006	0.002 8 1.67×10²² kg	−231 °C ❄️	67.7 AU

💡 什么是矮行星？绕太阳转、接近球形，但没"清空"轨道周围的小天体。2006 年冥王星降级：发现阋 (xì) 神星比它还重，所以冥王星从行星变矮行星。妊 (rèn) 神星形状像鸡蛋——每 4 小时自转一圈，被甩成椭圆。

☄️ 矮行星 · 大气 · 内核 + 小天体带

ATMOS · CORES · KUIPER & OORT

P 6

柯伊伯带（盘状）+ 奥尔特云（球壳） · 太阳系真正的边界

💨 大气成分	大气物态	🪨 内核成分	内核物态	💧 含水	🧲 磁场	卫星
极稀薄水蒸气	气（极薄）	岩石 + 冰	固（可能含液水夹层）	✅ 冰 + 内部液?	未探测到	0
N₂ / CH₄ / CO	气（季节性升华）	岩石核 + 水冰壳	固 / 内部液?	✅ 水冰 + 内部液?	未探测到	5
无	—	岩石（致密）	固	表面冰	未探测到	2
极稀薄甲烷	气（季节性）	岩石	固	甲烷+乙烷冰	未探测到	1
结冰沉积	气 ⇄ 固（季节性）	岩石 + 冰	固	表面冰	未探测到	1

💡 奥尔特云距太阳最远可达 10 万 AU ≈ 1.6 光年——已经接近邻居比邻星的一半路程。长周期彗星都来自这里。

☀️ 太阳 · 它是什么

SUN · G2V YELLOW DWARF · SINGLE · 4.6 GYR

P 7

真实色合成：光球米粒 / 黑子 / 日珥 / 日冕

📏 直径

1 392 000 km
地球 ×109

⚖️ 质量

2×10³⁰ kg
系内 99.86%

⏳ 年龄

46 亿年
还能活 50 亿

🌡️ 表面

5 500 °C

🌡️ 核心

1 500 万 °C

⭐ 光谱型

G2V 黄矮星

🤝 多重性

单星 Single

🪨 物态

等离子态

🔥 燃料

氢→氦聚变
每秒 6 亿吨

所有恒星内部都是等离子态——电子和原子核都在乱飞

💡 太阳是单星，但很罕见：银河系约 2/3 的恒星都生活在双星或多星系统里。等离子态让太阳能稳定燃烧氢约 100 亿年，为地球生命的演化提供了足够时间。

☀️ 太阳 · 大气与位置

ATMOSPHERE · GALACTIC ADDRESS · LIFECYCLE

P 8

大气分层 · "外面反而更热"之谜

温度从 5 500 °C 一路升到 200 万 °C — 越往外越热

太阳的"地址"在银河系哪里？

📍 银盘半径 5 万光年 · 太阳在第 8 000 圈外缘

太阳的一生 · 时间线

💡 等离子态小知识：表格里的"氢 73% / 氦 25%"指的是组成元素。但在太阳里 1 500 万 °C 高温下，氢和氦的电子被撕开、和原子核分开乱飞，不再是完整的"原子"——这种"火焰汤"叫等离子态，正因为这样才能发生核聚变。地球上闪电也是等离子态，但只持续一瞬。

📊 太阳系 · 大小 × 温度

SUN · SOLO PROFILE

P 9

太阳数据太大，挤不进散点图——单独看一页。右页 P15 是行星和矮行星的散点对比。

单独看：太阳

📏 直径 1 392 000 km ≈ 109 个地球
🌡️ 表面 5 500 °C·核心 1 500 万 °C
⚖️ 占太阳系 99.86% 质量
⏳ 已活 46 亿年，还能活 50 亿年
🔥 每秒烧 6 亿吨氢

🔍 看懂右页的散点图

① 4 颗类地行星挤在中部 —— 体积小、温暖
② 金星因温室效应升到 +465 °C，比水星更热
③ 4 颗巨行星都在右下"极冷区"·体积大
④ 矮行星和月球留在左下，最小最冷

💡 每章末尾都有这样一张对比图：恒星章用 H–R 图（光度×温度）、黑洞章用质量×视界半径、星系章用直径×恒星数。

📊 行星 + 矮行星散点

PLANETS & DWARFS · SIZE vs TEMP

P 10

横轴 = 直径，每往右一格直径变大 10 倍（叫"对数 log"缩放，用来把差异巨大的数字塞进同一张图）；纵轴 = 温度。圆形 ≈ 真实直径。

行星和矮行星散点（不含太阳，太阳见左页 P14）

💡 读图口诀：横轴右=大·纵轴上=热。看一颗行星位置就知道它"多大、多冷热"，对比起来一目了然。

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