我们太阳系的直径是多少?太阳与最近的恒星之间可以容纳多少给太阳系?

要丈量我们太阳系的大小不是一件容易的事,因为太阳系没有一个明确的边界。
我将用两种计算方法来回答这个问题。
一种是用冥王星的轨道来当作边界,另一种是用我们所知最远的彗星轨道来当作边界。
图解: 太阳和太阳系的行星 (距离未依照比例尺)
1.以冥王星轨道 为了解决这个问题,我们用冥王星轨道来作为太阳系边界。
问题是冥王星的轨道不是一个圆,而是一个椭圆。
所有的行星都绕日公转。
大多数行星的轨道轨道都接近正圆,而冥王星例外。
这意味着冥王星与太阳距离的变化很大。
事实上,有些时候,冥王星比海王星更接近太阳!因此我们将太阳与冥王星的平均距离作为太阳系的半径(即5,913,520,000 千米或者说39.5AU,AU即天文单位,一个地日距)
图解: 太阳系天体的集合及其大小和相对距离
2.以彗星轨道 在冥王星轨道之外,还有天体绕太阳运动。
它们是彗星。
我们已经识别了两个彗星类别。
一个是柯伊伯带( Kuiper Belt)、一个是奥尔特云(Oort Cloud)。
奥尔特云的半径更大,大约为50,000AU(约7.5x1012 km)。
如你所见,彗星要比行星距离太阳远得多。

图解: 奥尔特云和太阳系各大行星及最接近的两颗恒星的相对距离示意图。
图中横轴以地日距离(1 天文单位)为比较基准,依对数尺度绘制(非等比例的线性尺度)。
现在距离太阳最近的是恒星是[半人马]比邻星(Proxima Centauri),距离太阳4.3光年远(一光年即光在一年中所走过的距离)。
现在,一光年为 63,270 AU,也就意味着最近的恒星距太阳272,061 AU。
图解: 理论上奥尔特云的距离与太阳系其他结构的大小对比
我们太阳系的半径被看作为39.5 AU,也就是直径为79AU。
这意味着我们可以在太阳与最近的恒星之间放3440个太阳系。
如果我们把所有的彗星都包括在内,就像第二种方法那样,太阳系的直径大约为10万AU,也就是说与最近的恒星之间可以放近2.7个太阳系。
图解: 奥尔特云及柯伊伯带示意图
另一种划分太阳系范围是通过日球层顶的位置。
这是太阳风与星际介质以同样的压力相互推动的层级。
越靠近太阳,太阳风的密度就越大。
这产生一个很大压力,迫使低密度的星际介质远离。
距离太阳越远,太阳风的密度越小,产生的压力也就越小。
最终,就会在一个地方,太阳风的压力就会小的和星际介质产生的压力一样大。
图解: 气泡状的日球与它的各种过渡区在星际物质内移动。

附加:太阳系是受太阳引力约束的行星系统,以及直接或间接围绕太阳运行的天体的集合。
直接围绕太阳运行点天体中,最大的是八颗行星,其余是比较小的天体,比如5颗矮行星和其它太阳系小天体。
在间接绕太阳运行运行的天体-卫星中,有两颗比最小的行星水星还要大。
图解: 太阳系在银河系内的位置,以黄色的箭头标示。
太阳系是在46亿年前由星际分子云因引力塌缩而形成。
太阳占据了太阳系绝大部分的质量,其余大部分的质量又被木星占据。
内部四个较小的行星,水星、金星、地球和火星为类地行星,主要由金属和岩石构成。
两个最大的行星,木星和土星,是气态巨行星,主要由氢和氦构成。
两颗最外层的行星,天王星和海王星,是冰巨星,主要由比氢和氦熔点高一些的物质构成,这些物质被称为挥发物,比如水、氨和甲烷。
所有八颗行星都有着接近圆形的轨道,并且轨道都在一个被称为黄道的平面内。
参考资料1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. 北落师门- curious
你甚至可能还在太阳系外围,连这片家门口的荒地,都没有彻底穿过去。
你肯定听过答案:一光年,大约九万四千六百亿公里。
可这个数字太大了。
多念一个零,少念一个零,对你的感觉几乎没有区别。
所以这一次,我们换一把尺子。
把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球,放在你面前。
地球跟着缩小,只剩一粒细沙那么大。
你把它放到距离玻璃球两米七的位置,地球轨道就摆好了。
接下来往外走。
走过木星、土星,一直走到八十多米外,你终于放下海王星。
整个八大行星的地盘,看起来也就一个足球场的尺度。
那么,一光年的刻度,应该放在哪里?球场外面?隔壁街道?还是城市另一头? 都不够。
你得从这颗玻璃球出发,走出去大约一百七十公里。
记住,地球才在两米七外。
海王星才在八十多米外。
而你现在要跨过的,是一段足以连接两座城市的距离。
沿途绝大多数地方,连一颗行星都没有。
你以前看到的太阳系示意图,把行星挤得整整齐齐,却很难让你真正感受到,它们之间到底空成什么样。
如果把人类的探测器,也放进这套模型呢? 旅行者一号,一九七七年出发,掠过木星和土星,一路飞向太阳风影响之外。
它每秒能飞十七公里。
你眨一下眼,它就已经越过一座城市的一部分。
可持续飞行近半个世纪,它在这套模型里,也不过走到距离玻璃球几百米的地方。
前面那条通往一光年的路,依然长得几乎看不到尽头。
按每秒十七公里算,飞完一光年,需要大约一万七千六百年。
你出发时留下的城市,可能已经消失。
你说的语言,可能早就没人听得懂。
而飞船,还在赶路。
你可能觉得,这不公平。
旅行者一号毕竟是几十年前的技术。
换一台快得多的探测器,总能把时间压下来吧? 帕克太阳探测器,在最接近太阳时,速度能达到每小时约六十九万公里。
假设它能一直保持这样的速度,飞完一光年,仍然需要一千五百多年。
而且,这已经是一个过于理想的假设。
帕克的极速,来自它沿轨道冲向太阳时的加速。
离开太阳之后,它会减速。
那个惊人的纪录,不能直接变成一张通往恒星的车票。
不过,先让我们跳过这些困难。
假设未来的你,终于抵达一光年外,在那里建起了一座太空站。
你回头看,太阳还看得见吗? 看得见。
它不会彻底淹没在星海里,仍然会是一颗非常明亮的星。
但你熟悉的金色圆盘消失了,剩下的,只是一个指向家的光点。
抵达这里的阳光,比地球附近微弱了约四十亿倍。
能看见它,不代表还能靠它照亮身边的世界。
就像远处一盏灯,你知道它亮着,脚下却依旧一片漆黑。
至于地球,那颗你想念的蓝色星球,肉眼已经根本找不到。
它自己不会发出可见光,只能反射太阳的光。
那一点微弱的亮度,几乎淹没在太阳旁边。
更让人难受的是,就算设备足够好,让你看清了家乡,你看到的,也是一年前的地球。
因为光从那里来到你的眼睛,已经走了整整一年。
这时候,你想给家里发一条消息。
今天是家人的三十岁生日。
你对着镜头说出生日快乐,按下发送。
消息离开天线,穿过黑暗,等它抵达地球,那个人已经三十一岁了。
对方看完,立刻回复一句谢谢。
你再收到这两个字时,又过去一年。
一来一回,两年。
这里最奢侈的东西,可能就是一次普通的聊天。
你问家里今天怎么样,等到回答抵达,那个今天,早就变成了两年前。
你换更好的天线,能让画面更清楚,声音更清晰,却不能把这一年变成一秒。
无线电和激光,在真空中都以光速传播。
设备可以升级,距离带来的等待,却不会自动消失。
如果太空站突然出了故障呢?你向地球求救,就算那边的人收到后立刻想出解决办法,操作指令也要等两年,才能回到你手里。
真正走进星际空间,你得先学会自己解决问题。
因为在这里,连一句别着急,都可能来不及。
可一光年外,到底有什么在等你? 没有一堵墙,没有一条天然边界,也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。
这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。
我们认为,远离行星轨道的地方,还分布着奥尔特云中的冰冷天体。
它的范围仍有不确定性。
一光年的终点,甚至可能还没有超出这片遥远的区域。
穿过太阳风形成的边界,和离开所有绕太阳运行的天体,并不是同一件事。
而最近的另一颗恒星,比邻星,距离我们约四点二四光年。
你费尽力气走完这一光年,连去它那里的四分之一路程,都还没走到。
所以,下次再听见一光年,不妨想想那颗玻璃球。
地球在两米七外,你站在一百七十公里外。
脚下没有路灯,没有补给,也没有能立刻回答你的人。
而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离,在宇宙里,却只是尺子上最开始的一个刻度。
经过成千上万次扰动后,外围行星轨道将被打乱,太阳系也会提前“散伙”。