【太阳系】太阳系究竟有多大？太阳系天体都是如何分布的？

识盈虚之有数，觉宇宙之无穷，大家好，我是昼伏夜出的叶老师，欢迎与我一起，叶观星空。

说起太阳系，很多小朋友都可以如数家珍般将一颗颗大行星的故事娓娓道来。我们现在知道太阳系里有8颗大行星，5颗矮行星，数百颗卫星，数以十万计的小行星，以及飞来飞去的彗星，甚至偶尔还有从外太空来的星际天体。我们就生活在太阳系的第三颗行星上，可是我们对太阳系的了解似乎也并不是很多，太阳系天体都是如何分布的？太阳系究竟有多大？今天我们用一个微缩的太阳系模型来模拟一下。

我们知道太阳是太阳系内最大的天体，它的直径达到了近140万千米，140万千米这样一个巨大的数字，我们脑海里很难想象它到底有多大。不如我们将太阳以及太阳系里的一切按同一个比例缩小。缩小多少倍呢？我们先设定一个小目标——1亿倍，然后经过叶老师粗略计算之后发现，不行，即使缩小1亿倍还是太大了。所以我们直接将太阳系缩小10个小目标，也就是缩小10亿倍。这样看上去就直观多了。

太阳缩小10亿倍之后，直径就从140万千米变成了1.4米。天安门大家应该都去过，我们缩小后的太阳直径比天安门城楼上悬挂的国徽，大概小那么一圈。假设我们将这个缩小后的太阳置于天安门这个位置。然后来看看太阳系其它天体都有多大，都分布在哪里。

我们按距离由近及远一个个来看，先看水星。水星是大行星中体积最小的一颗，直径只有不到5千千米，大概只是月球直径的1.5倍。水星很小，但它到太阳的距离也达到了大概6000万千米。这个数字听上去很大，但从太阳系整体尺度上来看，这个距离其实是非常近的。我们也将水星以及水星到太阳的距离缩小10亿倍，这时水星的直径就变成了0.5厘米，也就是只有5毫米大，相当于一粒野葡萄的大小，一般野葡萄直径在6-7毫米左右，所以水星还只能是一颗营养不良的野葡萄。这颗野葡萄大小的水星到太阳的距离有多远呢，只有约60米，差不多是天安门到前面金水桥的距离。

再来看金星，金星和地球轨道比较接近，大小也差不多，只比地球小一点，上个世纪中叶金星一直是人类最感兴趣的观测目标，直到后来知道了金星如毒气室般的大气，以及如炼狱般的表面温度，人们才开始转而关注火星。缩小后的金星大概相当于一粒营养充沛的夏黑葡萄那么大，位于金水桥外的长安街上。

缩小后的地球大概相当于一粒巨峰葡萄，位于天安门北侧的端门附近。火星直径只有地球直径的一半多一点，缩小后大概相当于一粒玫瑰香葡萄，位于天安门广场最北端的国旗杆附近。

在火星轨道以外是著名的小行星带，其中最大的天体是谷神星，谷神星曾经是一颗小行星，现在属于矮行星行列。它的直径只有945千米，缩小10亿倍后，只有不到0.1厘米。实在是找不到合适的葡萄来形容它了，连葡萄干都比它大。估计只有葡萄籽儿大小和它差不多，它还是小行星带内最大的天体。缩小后到太阳的距离大概相当于人民英雄纪念碑到天安门的距离。小行星带内有几十万颗小行星，大部分都比谷神星小的多，估计我们只能用咬碎了的葡萄籽来形容了。

在很多科幻作品中，小行星带都被描绘成遍布无数小行星，危机四伏，稍不小心就会被小行星撞到，这样一个场景。然而实际上，太阳系是非常空旷的。通过刚才的描述我们想象一下，天安门城楼上一个1米多的球当做太阳，南边金水桥处有一粒野葡萄是水星，长安街上一粒夏黑葡萄是金星，北边端门一粒巨峰葡萄是地球，南边国旗杆位置一粒玫瑰香葡萄是火星。而小行星带，虽然有数十万颗小行星，但小行星间的平均距离高达100万千米以上，即使缩小10亿倍以后，每两颗小行星间的间距也在1米以上。所以小行星带并不是我们想象中的那么密集。

天安门附近的四颗葡萄以及葡萄籽组成了我们的内太阳系，外太阳系的气态巨行星们都在哪呢？再用葡萄做比喻对他们来说可能有点小了。木星是太阳系内最大的天体，直径达到了14万千米，是太阳直径的十分之一，缩小10亿倍后直径也有14厘米，大概相当于一个甜瓜那么大，土星稍小一些，相当于一个小点的甜瓜，哥俩分别位于国家大剧院和故宫最北侧神武门那个距离。天王星和海王星大概相当于两粒土豆大小。天王星这粒稍大点的土豆位于原来的地安门，现在地安门大街和平安大街十字路口那个位置。海王星这粒稍小的土豆位于更远点的二环路附近。二环路所圈起来的范围也就是明清老北京城的城墙范围。也就是说缩小后的太阳系，1米多的太阳在中间，四颗葡萄无数葡萄籽，以及俩甜瓜俩土豆分布在二环路内，这就是太阳系的一个大概图景。

感觉是不是有点太空旷了，实际上这还算比较密集的。再往外的太阳系更空旷。

我们继续往外看，冥王星曾经也是一颗大行星，他的轨道椭率比较大，大概相当于三环路附近，实际上它能从四环穿到二环内。这一片区域也是后来发现了好几颗矮行星的地方，被称为柯伊伯带。2015年，新视野号飞了近十年时间才飞到冥王星附近。

飞的最远的探测器是1977年发射的旅行者1号，它现在已经飞行了43年，实际飞行了超过150个天文单位，按缩小后的比例大概飞到了快到北京六环路的一个位置。但是这距离太阳系的边界还远得很。一般我们用长周期彗星的发源地奥尔特云当作太阳系的物质边界。奥尔特云有多远呢，大概5万到10万天文单位，或者说1光年左右。我们将这个距离缩小10亿倍，可以充分发挥一下你的想象力，猜一猜缩小10亿倍之后的奥尔特云在哪里？

答案是在正对着北京的，地球的另一面，大概在阿根廷东部格兰德湾到福克兰群岛之间。即使缩小了10亿倍，也得穿过整个地球，才能飞出我们假想的这个太阳系。可以想想这得飞多久？

下期节目我们将继续介绍太阳系大行星的发现历程，太阳系中最倒霉的行星会是谁呢？

感谢收听夜观星空，我是昼伏夜出的叶老师，我们下期接着聊。