天文小知識:關於柯伊伯帶,你需要知道的10件事

2020-12-05 學海圖錄

01環形

柯伊伯帶是位於外太陽系中的環形盤，從海王星的軌道以30 AU延伸到距太陽50 AU以上。這裡聚集了很多比月球小很多的冰體和彗星。

柯伊伯帶

02短周期彗星

繞日運行周期小於200年的短周期彗星起源於柯伊伯帶。最著名的就是哈雷彗星，唯一能用裸眼直接從地球看見的短周期彗星。哈雷彗星上一次回歸是在1986年，而下一次回歸將在2061年。

哈雷彗星（1986.3.8，NASA）

03殘餘物

柯伊伯帶和小行星帶都起源於太陽系形成時的殘餘物。

04柯伊伯帶天體（KBO）

有數十萬個，其中一些至少寬 100公裡。

05矮行星

隨著觀察的繼續，發現了越來越多的大型KBO。最大的KBO通常被歸類為矮行星，其中最大的是冥王星，直徑2,376 km。

2015年新視野號拍攝的冥王星（NASA）

06微小衛星

柯伊伯帶內的幾顆矮行星都有衛星。

柯伊伯帶天體大小及其衛星

07環

蛋形的妊神星有環。

妊神星

08第一個探索器

1983年，第一個進入柯伊伯帶地區的太空飛行器是NASA的先鋒10號探測器。

2015年，第一個探測柯伊伯帶天體的太空飛行器是NASA的新視野號探測器。

新視野號探測器（來源：NASA）

09甲烷、氨和水

這些天體主要由凍結的揮發性物質如甲烷、氨和水組成。

10假設的X行星

天文學家正在尋找一顆可能的行星來解釋柯伊伯帶中一些天體奇怪的軌道，又叫第九行星。據估計，第九行星是天王星和海王星的縮小版，是一個包裹在氫氣和氦氣之中的巨大的冰封星球。

第九行星想像圖（作者：nagualdesign）

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  • 太陽系的舞蹈室：柯伊伯帶
    其實冥王星並不寂寞，柯伊伯帶就是冥王星的家，家族成員還包括了矮行星，小一點的巖塊和冰塊。 但是你知道嗎？冥王星其實才不孤單呢！它被探測到有大約10萬個天體。 柯伊伯帶起於海王星運行軌道的邊緣，即30AU到約50AU，具體要是去問天文學家，就能得到精確的範圍。對於那些不太了解這些蹦出來的天文術語的讀者，「AU」是「天文單位」的縮寫，是指地球到太陽的距離——所以30AU就是30 倍的地日距離。
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    它的形狀如同甜甜圈，其中星體的軌道傾角大都在10度以內（經典柯伊伯帶天體）。據天文學家估計，柯伊伯帶中有超過上億顆天體。其中的天體，我們稱作柯伊伯帶天體（KBOs），柯伊伯帶天體個體的大小，顏色差異很大，並且他們不是均勻地分布在這一區域。因此，天文學家通過多年的觀測研究，將柯伊伯帶天體分為了不同的幾類。經典柯伊伯帶天體：此類天體主要集中在42-48個天文單位之間，這一區域內的天體數量佔整個柯伊伯帶天體的2/3。
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    我們只知道它位於海王星軌道以外，含有大量的小行星、彗星和一些冰天體，但是對它的尺寸、規模、天體總質量等信息都並不明確。據推測，柯伊伯帶一共有10萬顆直徑超過100公裡的小天體，更小的則不計其數。截至目前，我們一共發現了1000多顆柯伊伯帶天體。
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    他們認為在海王星以外還有一片區域，聚集著大量的小天體，形成了一個類似於小行星帶的結構，但遠比它要更加寬廣。直到1992年，兩個美國天文學家在這裡發現了直徑不到200公裡的小行星1992 QB1，證實了柯伊伯帶的存在。柯伊伯帶的定義尚不明確即便柯伊伯帶已經被證實了，但我們對它的了解仍然有限，定義也不甚明確。
  • 冥王星的故鄉:柯伊伯帶
    除了冥王星的故鄉，柯伊伯帶還擁有矮行星，以及較小的巖石和冰塊。我們都知道冥王星，這塊叛變的巖石在幾十年的時間裡設法讓我們相信它是太陽系行星家族的成員，直到一些天文學家完美地定義了「行星」這個詞，以便將其排除在大名單之外。但你知道冥王星並不孤單嗎？
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  • 柯伊伯帶是怎樣一個天體區域呢?
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  • 深度解析柯伊伯帶
    Bacon (STScI)經典柯伊伯帶天體大多數柯伊伯帶天體圍繞太陽運行在所謂的經典柯伊伯帶中。這裡的「經典」一詞指的是在柯伊伯帶天體中，這些天體的軌道與天文學家在實際發現柯伊伯帶以前的原始或者經典的軌道非常相似。（科學家期望的是，處於海王星以外的天體，它們將處於相對圓形的軌道上，不會和行星的平面有過大的傾斜。相反的是，很多柯伊伯帶天體被發現有明顯的橢圓和傾斜軌道。
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  • 新視野號關於柯伊伯帶的發現對我們有什麼幫助呢?
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  • 短周期彗星的發源地——柯伊伯帶
    柯伊伯帶在太陽系圓盤外圍，海王星軌道以外，距太陽30～500天文單位(AU)的環帶天區內，分布以億計的固態小天體，是短周期彗星（繞太陽運行不到200年）的發源地。柯伊伯帶內可能有成千上萬個大於100公裡的冰體，估計有一萬億顆或更多的彗星。
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    30到100天文單位之間的地帶，就是這些公轉周期較短的彗星的故鄉。它源源不斷地送出了它的遊子，從此，這一區域就被稱為柯伊伯帶。冥王星的扁而傾斜的軌道也插入了這一地帶。這是關於公轉周期較短的彗星的一個完美解釋，可惜除了冥王星，很久以來，人們在這個假想的柯伊伯帶中，再也沒有觀察到任何天體。冥王星似乎是太陽勢力的盡頭了。
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