太阳系的组成与结构
太阳：由氢和氦为主的气体球，占太阳系总质量的99.8%以上，表面温度约5770K，通过核聚变释放能量。
- 水星：最小行星， 无大气层；
- 金星：大气压92倍于地球，温室效应极强，逆向自转；
- 地球：唯一存在液态水和生命的行星，有单一卫星（月球）；
- 火星：表面有氧化铁（红色），大气稀薄，有极地冰盖。
- 木星：最大行星，主要由氢/氦组成，有“大红斑”风暴，79颗卫星；
- 土星：显著光环由冰粒子构成，82颗卫星；
- 天王星：自转轴倾斜近90度，由水、氨、甲烷冰组成；
- 海王星：有“大暗斑”风暴，13颗卫星。
- 分类及特征：
- 内行星（类地行星）：水星、金星、地球、火星
特点：体积小、密度高（主要由岩石和金属构成），无显著环系统，卫星较少。
- 外行星（巨行星）：木星、土星、天王星、海王星
体积大、密度低（主要由气体和冰构成），有环系统和众多卫星。
小天体带
- 小行星带：位于火星与木星之间，由岩石和金属小行星组成，总质量约为地球的0.1%，包含谷神星（矮行星）；
- 柯伊伯带：海王星轨道外，由冰质小天体组成，是短周期彗星的来源，包含冥王星（矮行星）；
- 奥尔特云：太阳系外围的球形云团，距离太阳2000-200000 AU，是长周期彗星的来源。
彗星与流星
- 彗星：由冰、尘埃和岩石组成，接近太阳时因升温产生彗尾（气体和尘埃）；
- 流星/陨石：流星体进入地球大气层摩擦发光形成流星，未燃尽落地为陨石（分为球粒陨石、无球粒陨石等）。
太阳系的规律性
轨道与运动规律
- 共面性：所有行星轨道几乎在同一平面（黄道面），倾角普遍小于3度；
- 同向性：行星均按逆时针方向绕太阳公转（金星和天王星例外，自转方向特殊）；
- 轨道间距：符合“博德定律”——相邻行星轨道半径约以1.6倍递增（虽有偏差，但预测了小行星带和天王星位置）。
物理性质规律
- 大小与密度：内行星小而密（地球密度5.51 g/cm³），外行星大而疏（土星密度0.69 g/cm³）；
- 物质组成：内行星以高熔点的岩石、金属为主，外行星以低熔点的冰、气体（H/He）为主。
太阳系的形成过程
起源：太阳星云假说
- 约46亿年 前，星际分子云（主要含H、He及重元素）受超新星冲击坍缩，形成旋转的太阳星云；
- 中心物质收缩形成原太阳，外围盘状物质（太阳星云盘）冷却凝聚。
物质分异与凝聚
- 温度梯度影响：内区温度高（>1500K），仅金属（Fe）和岩石（SiO₂、Mg₂SiO₄）冷凝；外区温度低（<100K），冰（H₂O、CH₄、NH₃）和岩石共同冷凝；
- 冷凝序列：金属→岩石→水冰→甲烷/氨冰，决定行星物质基础。
行星形成阶段
- 吸积作用：尘埃颗粒碰撞聚集形成星子（直径数千米），星子再通过引力吸积形成原行星；
- 内行星：星子以岩石和金属为主，质量小，无法捕获气体；
- 外行星：冰质星子质量大，引力强，捕获大量H/He形成气态巨行星；
- T-Tauri阶段：原太阳演化至T-Tauri星，强烈太阳风吹散剩余气体，终止行星生长。
时间证据
- 球粒陨石（含太阳系最古老物质）的Rb-Sr同位素测年显示年龄约45.6亿年，与地球、月球年龄一致，证明太阳系形成于约46亿年前。
太阳系的物质组成与证据
行星物质构成
- 内行星：核心为铁镍合金，幔层为硅酸盐（如橄榄石），地壳为岩石；
- 外行星：核心为岩石+冰，外层为H/He气体，天王星和海王星有“冰幔”（水、氨、甲烷）。
陨石与太阳成分对比
- 球粒陨石：含毫米级“陨石球粒”，成分与太阳大气相似（除H/He外），证明是未分化的太阳星云残余；
- 无球粒陨石：来自小行星分化后的地壳或地幔，如灶神星陨石。
卫星、撞击与太阳系演化
卫星的形成与特点
- 形成方式：
- 伴随行星吸积形成（如木星的伽利略卫星）；
- 引力捕获（如火星卫星火卫一、火卫二）；
- 大碰撞形成（如月球）。
- 典型卫星：
- 月球：地球唯一卫星，密度低（3.34 g/cm³），无金属核，成因最可能为“大碰撞假说”——45亿年前火星大小的天体撞击地球，碎片凝聚成月球；
- 木卫二（欧罗巴）：表面冰层下有液态海洋，可能存在生命；
- 土卫六（泰坦）：有浓厚大气层，表面有液态甲烷湖泊。
撞击事件与太阳系历史
- 撞击证据：
- 月球表面：布满环形山（如雨海、澄海），暗色平原为古老玄武岩填充的撞击盆地；
- 地球撞击坑：希克苏鲁伯陨石坑（6600万年前，直径180 km，导致恐龙灭绝）、通古斯大爆炸（1908年，小行星空中爆炸，毁林2000平方公里）。
- 晚期重轰炸期（LHB）：约38亿年前，太阳系经历大规模撞击，形成月球高地和大型盆地，可能为地球带来水和有机分子。