前言 1609年，伽利略使用望远镜观测太阳系中的天体，开辟了天文学和整个现代科学的新纪元。上个世纪以来，由于人类，技术的飞速发展，地基望远镜的口径越来越大，数量众多的天基望远镜和深空探测器发射上天，观测窗口，（使用的电磁波段），扩展到毫米波、红外、紫外、远紫外、X射线、Y射线，越来越宽。因此，人类看到的太阳系面貌与从前相比，也显得大不相同了，越来越多的太阳系真实面貌正呈现在人类面前。太阳系变得比以前，更加多姿多彩。
太阳系大约形成于46亿年前。根据恒星演化理论，一个原始星云中的物质大部分凝聚而成为炽热的恒星太阳，而周围的相对少量的星云物质形成了行星、矮行星、卫星、小行星和彗星等比恒星小的天体。其中，以太阳以及水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星等天体最为重要和引人瞩目。太阳上正在不断地发生由氢聚变为氦的热核反应，因此太阳得以发光发热，将能量辐射到周围的行皇等天体上去。据信太阳的这种热核反应还可以持续数十亿年。地球，则是人类唯一的、无可替代的母亲和家园。地球距离太阳1.5亿千米，太阳距离银河系的中心约2.8万光年。太阳携带着太阳系全部天体围绕银河系中心运动，周期（银河年）约为2.4亿年。
精彩的天象
太阳的绿色闪光
在日落时，天空呈现的颜色通常为橙色、红色或者黄色，有时甚至是粉色，但是有时在太阳的盘面之上会在几秒的短时间内出现绿色，这是很罕见的景象。要看到这种亲象，要求观测地点视野开阔、大气稳定，并且它只出现在日出或日落的一刹那之中。在这样的时刻，太阳光穿过厚厚的大气层：大气层起到了一个巨大棱镜的作用，将白色太阳光分解为不同颜色的单色光。其中波长较短的蓝绿光遭受的折射作用最强，因此它比波长较长的橙、红、黄光出现在较高的高度上，于是人们就在短时间内看到了绿色闪光。其实在这种时候，与大气中存在温度梯度有关的“蜃景效应”也在发挥作用：这张照片拍摄于智利北部阿卡塔玛沙漠的欧洲南方天文台所属帕拉纳天文台，那里海拔2600米。
ESO—VLT上方的满月月落
欧洲南方天文台（ESO）的甚大望远镜（VLT）坐落在智利的安托法加斯塔以南130千米的帕瑞纳天文台。这里海拔高度为2632米：气候干燥，一年中晴夜数量多于340个。VLT由四架望远镜组成，
每一架望远镜的主镜口径均为8.2米，焦比F/2采用R—C式光学系统以及主动光学系统。望远镜为地平式，镜筒重量为100吨，叉臂重量近120吨。四架望远镜可以进行单独观测，也可以组合起来进行相干观测。
拍摄这幅满月照片时，太阳已经在对面的地平线开始升起，VLT望远镜已经结束一夜的观测而关闭。拍摄地点在距天文台约14千米处，使用了500毫米镜头。由于长焦镜头和独特的视角，使位于VLT望远镜室上方的月球显得非常大，形成了一幅天文美景。
海尔·波普彗星
这颗彗星由美国的艾伦·海尔（Alan Hale）和汤姆斯·波普（Thomas Bopp）于1995年7月分别独立发现，那时它远在，木星轨道之外。1997年4月1日过近日点时，亮度为—1.4等，即使在城市等有光污染的地区也肉眼可见。它显现的两条彗尾张开约30度～40度。估计海尔·波普彗星的彗核直径约40千米，属于大型彗星。
麦克诺特彗星
这颗彗星是澳大利亚天文学家麦克诺特在2006年8月17日发现的。因为接近太阳，彗核迅速汽化，形成了扇形的彗尾，绵延长达数千万千米。麦克诺特彗星是近40年来全球观测到的最亮的彗星。这幅照片于2007年1月拍摄于智利，左上方还可以看到大、小麦哲伦云。
行星大聚会
2011年5月1日凌晨，4颗太阳系行星同时出现。这张照片拍摄于设在智利的欧洲南方天文台VLT望远镜的平台上。在照片中心的是娥眉月，在它的右方，从上至下排列的是金星（也是最亮的）、水星（金星之下偏右）、木星和火星（它们靠得比较近，位置在娥眉月的水平线之下）。
太阳的活动
太阳活动区
黑子出现在太阳光球层上，因其温度较周围区域稍低，因此看起来有些“黑”，实际上温度也高达4500摄氏度。黑子的出现一般都具成群性，而且与太阳的磁活动直接相关。太阳活动区就是以黑子为主体的太阳活动现象集中的区域。这张高分辨率的照片由在美国新墨西哥州的萨克拉门托峰美国国家太阳天文台的Dunn太阳望远镜拍摄，该望远镜使用了主动光学技术。
太阳耀斑
这张照片显示了太阳耀斑出现时有物质猛烈喷发的情形。太阳耀斑都出现在太阳表面最活动的区域如太阳黑子附近，耀斑出现时，在很短时间内会辐射出很大的能量，可观测到这一区域亮度突然猛增，同时辐射出的射电波以及高能波段的紫外线、X射线甚至Y射线也会猛烈增加。耀斑是最剧烈的太阳活动，在太阳活动高峰期，太阳黑子和耀斑出现的频率都会增大。强耀斑的出现对日地空间环境会有很大的影响。
SOHO
太阳和日球层探测器（Solar and Heliospheric Observatory.SOHO）是欧洲空间局（ESA）和美国宇航局（NASA）的合作项目，于1995年12月2日在美国佛罗里达州卡纳维拉尔角由一枚“大力神/半人马”火箭携带发射升空。SOHO重约2吨，承载12台太阳观测仪器，其太阳能帆板展开近8米，定位于日地第一拉格朗日点（L1）上绕日运行。SOHO主要用来研究太阳的内部结构、外层大气、太阳风起源、高电离气体流以及太阳剧烈活动现象等。SOHO已经持续工作10多年，为科学家们提供了大量的太阳研究数据和资料：科学家们希望SOHO继续工作到2013年，据信这将是下一个太阳活动峰值期。
日珥
这幅紫外波段的图像拍摄于2000年6月28日，显示了巨大日珥的喷发。日珥是在太阳炽热的日冕层上的相对低温和致密的巨大等离子云团。在这一波长的辐射显示，太阳色球的上层温度大约是绝对温度6万度。这幅图像的细节都与太阳磁场的结构有关。图中亮的区域相对高温。暗的区域相对低温。 水星与金星
无水的水星
水星的颜色较暗，但是很漂亮。乍看起来，它似乎只是简单的黑白色。这幅图像是“信使”号探测器掠过水星时拍摄的。可以看出，这颗炽热的行星本身具有微弱的褐色。其中可以看到在许多陨石坑上还覆盖着小陨石坑，说明上层的陨石坑形成时间较晚。有些陨坑周围还有一丝蓝色，这是碰撞时，土壤被掀起后露出的颜色。“信使”号已经多次掠过水星，并于2011年进入环水星轨道。
水星凌日
水星和金星是在地球轨道内绕太阳旋转的行星，称内行星。水星凌日和日月食现象很相像，是太阳、水星、地球在各自的运动中恰好排成一条直线时出现的天象。这时在地球上可以观察到太阳表面上有一个小黑斑在缓慢移动，那是水星的影子。在地球上平均每百年出现13次水星凌日，都发生在5月初或11月初。德国著名天文学家开普勒在历史上第一次成功预报了发生在1631年11月7日的水星凌日。上一次发生水星凌日的日期是2006年11月8日，下一次水星凌日将发生于2016年5月9日。
水星上的火山表面
2008年10月刚通过水星表面的“信使”号探测器传回的图像显示，在水星表面区域有很多大型的火山口，且火山口内部十分平滑，如同月球上的月海一般。这些水星上的火山口被认为跟月海成因相似，表面受到陨石撞击后，由内部熔岩溢流而成，以至于内部平滑区较附近高地年轻。这张水星西部边缘的拼接图像，是2008年10月“信使”号通过这颗太阳系最内部行星时所拍摄。
云遮雾罩的金星
金星是距太阳第二近的行星。它与地球在体积、质量、密度等各方面都非常相似，可以算作是地球的姊妹星。而事实上金星与地球非常不同。金皇上的一天相当于地球上的243天，而它的一年却只有225个地球日。金星的自东向西自转还使得太阳在金星上西升东落。金星有厚厚的二氧化碳的大气，没有水。它的云层是由微小的硫酸液滴组成的。它的地表大气压是地球的90倍以上。金星浓厚的二氧化碳大气造成强烈的“温室效应”，阳光辐射带来的热量无法释放回太空之中，致使金星地表温度高达摄氏480多度，连金属都可以熔化。一直以来，金星都被卷曲的云层笼罩在神秘的面纱中。这是美国宇航局的，“水手”10号探测器于1974年拍摄的金星照片，显示金星被浓厚的云层包围。
金星的地形
虽然金星笼罩在浓密的云雾之中，但是有赖于1991年“麦哲伦”探测器对金星表面的雷达成像拍摄，人类取得了对其地形的深入了解。从图像中，科学家们发现了多种金星表面的奇异地形，例如蛛网地形（上左图）和方格纸地形（上右图）方格纸地形图像中，每两条平行线之间的距离约为1千米。
火星
“哈勃”拍摄的清晰火星
哈勃空间望远镜拍摄的这张清晰的火星照片，显示了火星上霜雪状的白色冰云和漩涡状的橙色风暴，说明火星是一个充满活动的星球。拍摄这张照片时，火星距地球约6800万千米，是自1988年以来的最近距离，照片对应的火星表面分辨率是16千米。这里最引人瞩目的细节是火星上的季节性沙尘暴。
火星“哥伦布”环形坑内的硫酸盐和黏土。
密歇根湖是北美五大湖之一，南北延伸长达517千米，东西最宽约190千米，面积5.8万平方千米，为美国最大的淡水湖。科学家估计在远古的火星上也存在过这样大的湖泊。哥伦布陨坑，位于火星南半球，是火星上很多远古环形坑之一。在哥伦布环形坑内的沉积物中发现了硫酸盐和黏土类矿物，这些含水矿物质是在有水的情况下才有可能形成的。在西澳大利亚的一些湖泊中，人们也曾发现了与哥伦布陨坑内相似的矿物质。所以，估计很久之前这。里可能存在一个湖泊，其面积与密歇根湖相当。在这里，硫酸盐沉积物覆盖于黏土层上面形成了一个浴缸形状环绕着环形坑，它们是在湖泊干涸过程中形成的。这幅图像是NASA的“环火星巡逻者”轨道探测器拍摄的。
火星上的黯沙瀑布
火星上这些看起来像是树木的物体，其实并不是真的树木。成群的黯棕色条纹融和在沾有薄霜的粉红色沙丘之中，都被火星轨道上的探测器拍摄了下来。上，面这张火星北极附近的影像，拍摄于2008年4月。当时，由于阳光融化了含有二氧化碳的水冰：而使位于火星沙丘内部的黯沙更加显著。当这些发生在沙丘的顶端时，黯沙可能会一泄而下，并在地上留下深色条纹，这些条纹看起来就像是树木站立在明亮的区域中，却没有影子产生。在影像中直径约25厘米的物体蔓延了有1千米之长。影像中的滚滚烟尘表明，即使在拍摄这幅影像的同时，沙尘还在滚滚而下。
千层糕般的火星地貌
这些很像是千层糕的地貌，是在火星巨大的水手峡谷谷底的candor裂缝里找到的。探测器在火星赤道附近找到了许多这种层状的结构，而这幅图像是从100多张类似图像中选出来的，它的范围大约是1.5千米宽、2.9千米长。图像中的每一个分层都很平滑，厚度介于11米到12米之间，而且都相当坚硬，所以边缘都很陡峭。科学家估计，有些层状构，造的年龄可能有35亿年。在地球上，这类层状构造通常是大范围水域底部的沉积构造。所以火星的千层糕地貌，很可能是古湖或古海沉积物所形成的沉积岩。不过还不能排除这些层状构造有可能是其它火星特有的地质过程所形成的。有水就有可能会有生命，如果要寻找火星生命的化石，这些千层糕结构也许就是很好的起点。
木星及其卫星
木星风暴的温度和色彩
欧洲南方天文台的甚大望远镜（VLT）以及其它一些地面大型望远镜，都拍摄到了以前从未发现的在木星的大红斑中存在的一些较热的和较冷的漩涡。从这张照片得到的一种看法是，大红斑中颜色最红的区域与其中的一个较热的核或者一个较冷的风暴系统存在着联系。左边照片拍摄于2008年5月18日，由欧洲南方天文台在智利的甚大望远镜（VLT）在红外波段（波长10.8微米）拍摄，与木星大气中压力为300毫巴～600毫巴的区域相对应。右边的是哈勃空间望远镜同一天在可见光波段拍摄的照片。其中都可以看到木星的三个最大风暴：大红斑、白蛋和小红斑。 木星和伊欧
设在智利帕拉纳的欧洲南方天文台8.2米甚大望远镜（VLT），通过附属仪器ISAAC拍摄了这幅红外波段的木星照片，照片左边的是木星的卫星伊欧（10，木卫一）。伊欧有稀薄的大气，表面有很多火山口，其中一些仍有喷发的迹象，羽毛状的喷出物高达数百千米，喷发物的成分有硫或二氧化硫。伊欧的地貌多种多样，有数千米深的火山口，炽热的硫湖，连绵的山脉，流动的数百千米长的液态物质。硫及其化合物使得伊欧表面颜色呈多样化。
木星的大红斑
木星大红斑早在300年前就被地球上的天文学家所知晓（这个发现常归功于卡西尼，或是17世纪的Robert Hooke）。大红斑是个长25000千米，跨度12000千米的椭圆，足以容纳两个地球。其它较小一些的斑点也已被看到数十年了。红外线的观察加上对它自转趋势的推导，显示大红斑是一个高压区，那里的云层顶端比周围地区显得高很多，也特别冷。类似的情况在土星和海王星上也有。目前还不清楚为什么这类结构能持续那么长的时间。
土星及其卫星锅
土星和土星环
土星是太阳系内的第二大行星。拍摄这张照片时，正值土星的南半球接近夏至点，此时土星环倾斜的程度最大，因此是观测土星南极的最好机会。南极附近的暗斑尺度大约有300千米，而赤道附近的亮斑则是土星上一次持续长达5年的风暴的遗存。这张照片大约是迄今用地面望远镜拍摄土星，的分辨率最高的一张，显示了很多的细节，尤其是土星环的细节部分。照片拍摄于2001年12月，使用欧洲南方天文台甚大望远镜（VLT）的NAOS—CONICA主动光学系统，近红外的H和K波段。这时土星的距离是大约12亿千米。
可见光和红外光下的土星风暴
这些照片拍摄于2011年1月19日。靠右的两幅照片是由欧洲南方天文台设在智利的甚大望远镜（VLT）上的中红外成像和光谱仪拍摄。左边的一幅可见光照片是业余天文学家Trevor Barry在澳大利亚的布罗肯希尔（Broken HilJ）拍摄。拍摄时，土星北半球的这次风暴正值盛期。在土星和其它巨行星上，风暴通常可以持续数月、数年，甚至更长时间。在土星上风暴在整个星球以环形的路线移动，被风暴吞没的区域面积相当于数十个地球，风暴移动速度可达每秒数百米。
瑞亚的假彩色照
瑞亚（Rhea，土卫五）是土星第二大卫星，主要由冰组成，表面是一个满目疮痍的世界。瑞亚的直径约1528千米，并且处于“潮汐锁定”状态，当它围绕土星公转时，永远以相同的一面朝向土星，就如地球的卫星月球一样。这张照片由NASA的“卡西尼”探测器拍摄于2010年3月，由在紫外、绿和红外3个波段的成像合成一张，假彩色像，随后又与一张表现相对亮度的照片叠加而成的，这张照片的左端朝向瑞亚绕土星公转的方向。瑞亚的左右两部分表现出反射率和亮度有所不同，这很不寻常。这种大区域的变化或与曾经的陨星撞击有关，或与土星磁场俘获离子的过程有关。
红外光里的土星
这是一幅假彩色像，根据NASA“卡西尼”号探测器的数据绘制而成。在图中可以看到土星南半球和土星环。土星环为土星赤道面上的巨大环系，由绕土星运转的碎块和微粒组成，环系可分为几个大的同心圆环，其中有的环又宽又亮。近年来发现土星环是由成千上万条更为细密的微环组成，的。从土星深部涌出的热流，可在红外波段的5微米波长处观测到；在图中显示为红色。图中的暗斑是云和小的风暴：是深层的气流系统：它们被深部涌出的热流所加热，因而显出剪影。
“泰坦”在土星前方通过
“卡西尼”号探测器拍摄下了土星最大的卫星“泰坦”在土星及其光环前方通过的情形，图像的颜色为真实彩色。“泰坦”的直径达到5150千米，其北极冠清晰可见，并且看起来是分层的。土星环的被太阳光照亮的一侧位于环的上方。照片拍摄于2011年5月，用红、绿、蓝三色拍摄后合成。拍摄时“卡西尼”号距“泰坦”约230万千米，照相机每像素对应于“泰坦”上约14千米。
土卫凌士
这幅土星的特写照片记录下了4颗土星的卫星恰好从土星表面上空飞越的情形，即“土卫凌土”：巨大的土卫六“泰坦”在照片中呈橙红色，位于右上方，它比太阳系的行星水星还要大。靠近土星环的土卫从左到右依次是：土卫二（Enceladus）土卫四（Dione）和土卫一（Mimas）。
真实的颜色
“卡西尼”号于1997年10月发射升空，它是美国、欧洲合作的土星探测器。在这幅“卡西尼”号的广角照相机于2001年11月获取的图像里，土星最大的卫星“泰坦”的颜色是真实的，然而它却显得比旁边的土星第三大卫星Dione还小些，其实这是因为“泰坦”距离“卡西尼”号太远了，而Dione要近得多。每个照相机像素对应于Dione上的8千米，对应于“泰坦”上的66千米。“泰坦”的亮度相当于Dione的1.6倍，由红、绿、蓝三色照片合成自然色，为清晰起见，照片的对比度已经调整增大。
“泰坦”上的甲烷湖
土星最大的卫星“泰坦”，云遮雾罩。这是NASA的“卡西尼”探测器透过云层拍摄的雷达图像，显示的是“泰坦”上平静妞镜的甲烷湖群。“卡西尼”项目的科学家们认为，在“泰坦”上已经至少观测到了一个含液态碳氢化合物的湖泊，并且发现了甲烷。这一研究结果使得“泰坦”成为了在整个太阳系中除地球之外迄今已知的唯一在其表面拥有液态物质的星球。“卡西尼—惠更斯”计划是NASA、欧洲空间局（ESA）以及意大利空间局的合作项目。在美国加利福尼亚帕萨迪纳的加州理工学院喷气推进实验室完成了“卡西尼”号的设计、制造和组装工作。
天王星和海王星
天王星环和天王星的卫星
照片中有环的行星可不是土星，而是天王星，它远在30亿千米之外，或者说它到太阳的距离是地球到太阳距离的20倍。它被一个环围绕着，外围的天体是天王星的几颗卫星。1977年，天文学家使用掩星方法第一次发现了天王星的环。然而，通过地面的望远镜在可见光波段几乎不能直接观测到天王星的环，这是因为照射到天王星上的太阳光几乎全部被天王星大气中的气态甲烷所吸收。这张照片是欧洲南方天文台设在智利的8.2米甚大望远镜（VLT）在红外波段（波长2.2微米）拍摄的，拍摄于2002年11月19日，曝光时间5分钟，图像中天王星的角直径为3.5角秒。 海王星和它的卫星
海王星呈现美丽的蓝色，其大气层中有氢、氦以及微量的甲烷，与天王星的大气成分相仿。由于它的视星等暗至8等左右，因此在地球上肉眼不可见，只能在望远镜中观察。已发现海王星有10颗以上的卫星，其中较小的卫星都是空间探测器“旅行者”2号发现的。海卫一是太阳系中质量最大的卫星，它与海王星同步然而是逆向旋转，估计是海王星通过引力“俘获”，的柯伊伯带天体。
天王星
天王星的视星等接近6等，这是在地球上肉眼观星的极限，因此天王星勉强肉眼可见，但只要用普通的双目望远镜就能容易地观察。天王星的自转轴几乎落到了绕太阳公转的平面内，因此它是“躺着”公转的。这张广角照片以真色彩显示了天王星以及它的环和卫星。天王星环是由尘埃和微小石块组成的，照片下方的环更亮一些。右下角最明亮的是天王星的卫星天卫一，照片中还有其它多颗天王，星的卫星，已发现的天王星卫星达到20颗以上。
柯伊伯带和奥尔特云
柯伊伯带距离太阳50至500天文单位，其名称源于荷兰裔美籍天文学家柯伊伯（Kuiper）。1992年，人们找到了第一个柯伊伯带天体，如今已有约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，冥王星的个头和柯伊伯带天体大体相当，所以应该被归入柯伊伯带天体的行列当中。有一种理论推测这里是短周期彗星的主要来源地。
根据长周期彗星的轨道分布，有人提出有一个包围着太阳系的球体云团，布满着不少不活跃的彗星，距离太阳约50000至1000bO个天文单位，差不多等于一光年，即太阳与比邻星距离的四分之一。理论上的奥尔特云有数以兆计的冰冷天体和巨大的质量，在遥远的距离上包围着太阳系。它们被认为是经由外行星的引力作用从内太阳系被抛至该处的彗星。奥尔特云的物体运动得非常缓慢，并且可以受到一些不常见的情况的影响，例如碰撞、天体引力甚至是星系潮汐。
冥王星和卡戎
冥王星是太阳系的矮行星。它的卫星卡戎（冥卫一）在1978年为天文学家克里斯蒂在分析一组冥王星的照相底片时发现，他注意到照片上的冥王星有一个微小的周期性“凸起”。卡戎的直径大约正好为冥王星的一半。冥王星和卡戎处于“潮汐锁定”狱态，以6.387天的周期互绕，永远以一个面朝向对方，平均距离为19570千米。卡戎的发现使天文学家可以精确地测量冥王星系统的总质量。
小行星
小行星碰撞
这个奇特的物体是什么？2010年1月6日，由近地小行星研究计划（Lincoln Near Earth Asteroid Research.LINEAR）在火星与木星之间的小行星带中发现了它，随后哈勃空间望远镜也进行了拍摄，这就是“哈勃”所拍摄的图像。乍看之下它像是拥有彗尾的彗星，但是在其核心140米有异常的结构，并且在尾巴并无可辨识的气体。天文学家认为它是两个小型的小行星碰撞后所遗留下的残迹。这次碰撞速度高达每小时15000千米，是步枪子弹速度的五倍，碰撞释放的能量堪比原子弹爆炸。在早期太阻系中，小型星子的碰撞非。常频繁，在行星的形成过程中起了重要作用。
司琴星
司琴星是一颗有些怪异的小行星，它的尺度是大约100千米，是位于火星和木星轨道之间的小行星带的成员，但是，它的组成成分与水星、金星、地球都差不多，似乎是由组成这几颗行星的剩余物质而形成的，这也显示它原来可能更接近太阳。欧洲空间局（ESA）的“罗塞塔”探测器2010年7月在最接近司琴星时收集了数据，并拍摄了图像，以帮助天文学家更好地理解小行星的历史以，及其异常色彩的来源。尽管不知道其组成成分，但司琴星的质量不够大，不能利用重力使自身成为球体。司琴星是人类发射的飞船迄今所拜访的最大的小天体。位于主小行星带上的司琴星也是早期太阳系形成时的遗存。“罗塞塔”探测器正继续前往丘留莫夫—格拉西缅科彗星，并计划于2014年着陆。
