冥王星的故鄉:柯伊伯帶

2020-12-05 冬哥譜科

其實,冥王星並不孤單。

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?它大約有10萬個朋友,他們都在太陽系寒冷而遙遠的荒原上繞著太陽轉。

這片寒冷而遙遠的荒地有一個名字:柯伊伯帶,以荷蘭天文學家傑拉德·柯伊伯的名字命名,他是20世紀中期提出太陽系海王星以外區域絕非空無一人的假設的幾個人之一。

然而,傑拉德認為,這個地區在過去絕非空無一人,但到了現代(也就是在過去的10億年內),這個地區已經被清空了。

由於一些只有天文學家才知道的奇怪原因,他的名字流傳了下來。

柯伊伯帶。

柯伊伯帶就像小行星帶,只是寬度是小行星帶的兩倍,高度是小行星帶的兩倍,物質至少是小行星帶的兩倍。

柯伊伯帶最著名的成員是矮行星冥王星。

柯伊伯帶被懷疑容納了多達10萬件物體。

柯伊伯帶的起點剛好超過海王星的軌道,或者說30AU到50AU,精確的邊界取決於你問哪個天文學家。

對於那些不了解隨機天文學術語的人來說,「AU」是「天文單位」的縮寫,也就是地球和太陽之間的距離-所以「30AU」意味著離太陽的距離是地球距離的30倍。

除了冥王星的故鄉,柯伊伯帶還擁有另外兩顆矮行星,豪米亞和馬克馬克,以及數以千計的其他較小的巖石和冰塊。

然而,我們知道那裡有更多的比特,但它們很難被看到,因為它們很小,也非常遠。

簡而言之,柯伊伯帶就像小行星帶,只是更大更冷。

基於大量的數學和一些計算機模擬,天文學家懷疑柯伊伯帶形成得相當早,恰好是在主要行星形成之後。

那時,最大的幾顆巨星(木星、土星、天王星和海王星)靠得更近,周圍環繞著一群較小的追隨者,即小行星。

在它們形成後,木星和土星遷移到離太陽更近的地方,這通過一點引力作用將天王星和海王星送到了更遠的軌道上。

正如你可能想像的那樣,當巨型行星開始移動時,隨之而來的是浩劫。

隨著天王星和海王星逐漸遠離太陽的懷抱,它們的引力可能會讓一些小行星完全衝出太陽系,註定要獨自在浩瀚的星際中徘徊。

但有些人堅持下來,在那些巨大行星的帶領下向外遷徙。

在太陽系的最外圍,它們以穩定軌道的形式找到了避難所,使它們能夠勉強依附在太陽繫上。

今天,他們在安靜的孤獨中飛行,但永遠記得早年更令人興奮、更活躍的日子。

作者保羅·弗利特。

冬哥譜科編譯

相關焦點

  • 新證據表明冥王星為柯伊伯帶最大天體
    很久以前,人們得到的答案是冥王星。如今,有新的證據表明這一答案是正確的。  冥王星屬於柯伊伯帶,柯伊伯帶含有在海王星軌道之外圍繞太陽運行的1000多個已知天體,其中大多數都比冥王星小。2005年,天文學家發現了冥王星最大的對手:厄裡斯,他們聲稱厄裡斯的大小絕對超過了冥王星。
  • 冥王星在柯伊伯帶成「老大」,「小弟」成千上萬,出身成謎
    曾經的九大行星之一冥王星自從1992年科學家發現了柯伊伯帶後,就稱它為「新大陸」,雖然冥王星已從太陽系九大行星之一降級為矮行星,但卻陰差陽錯地成為柯伊伯帶中成千上萬小天體的「老大哥」。這些冥王星的「新小弟」感受不到溫暖的陽光,所以這些天體內部都含有大量的水和揮發物,物質構成也不同於八大行星和尋常的小行星。但現如今的科學技術還無法發現這其中有著什麼奧妙,科學家預言:如果揭開了柯伊伯帶的秘密,這可能改變人類對太陽系的已有認知。
  • 柯伊伯帶:像冥王星的這樣的行星可能還有哦
    ,那裡遠離太陽,所受光照十分微弱,即便是大型天文望遠鏡,想觀察到那裡的天體也非常不容易,但是即便如此,科學家們也發現了很多像冥王星這樣的柯伊伯帶矮行星之前在菜葉網上看過相關的資料,傳統意義上認為柯伊伯帶天體是來自環繞著太陽的原行星盤碎片,因為未能成功地結合成行星,因而只能形成較小的天體,所以最大的直徑都小於3000公裡。
  • 矮行星冥王星的地位再受挑戰,其可能不是柯伊伯帶最大天體
    冥王星冥王星是人類在1930年發現的,是第一顆被發現的柯伊伯帶天體,當時人類對於柯伊伯帶的認識還很少,所以把冥王星列為第九大行星,但是隨著對柯伊伯帶的不斷研究和探索,發現了越來越多的柯伊伯帶天體,冥王星的地位也不斷的受到挑戰,目前冥王星是柯伊伯帶體積最大、質量第二(質量比鬩神星小)的矮行星。
  • 柯伊伯帶是如何被發現?這和冥王星被取消行星定級有何關聯?
    有一些研究人員,尤其是荷裔美籍天文學家柯伊伯(Gerard Kuiper),於1940~50年代提出一個想法,認為冥王星或許不是一個沒有脈絡的世界,而是運行在同一區域內的一大群物體之中,最亮的一個。這個後來稱為「柯伊伯帶」(Kuiper Belt)的概念,在科學文獻中討論持續達數十年;但是這一大群冰霜世界,卻遍尋不著。(圖為畫家想像中的冥王星地貌。
  • 造訪冥王星的「家」,距離16億公裡之外的柯伊伯帶,裡面有什麼
    如果冥王星都算是大行星的話,那麼鬩神星、穀神星等相似的星球也應該要算作大行星,而自這個區域裡面發現的這些行星的數量,就不少於1000多個,因此在國際天文學才會對大行星進行重新定義,而這一片區域,在天文學上被稱為是柯伊伯帶,他和木星與土星之間的小行星帶一樣,都是太陽系當中小行星聚集的地方,不過相比起來看,柯伊伯帶由於距離太陽系中心比較遠
  • 柯伊伯帶天體是小行星嗎?大的柯伊伯帶天體就是行星嗎?
    對,有些人認為柯伊伯帶天體比起彗星,更像是小行星。行近太陽的彗星(包括天上有漂亮小尾巴的那種)多數有狹長的橢圓軌道;而柯伊伯帶天體則有近乎圓形的軌道,且大部分根本不會接近太陽。隨著我們深入了解柯伊伯帶,未來或許會有一個更好的分類方法。現時人們傾向細分天體以避免混淆,如使用「主帶小行星」、「近地小行星」、「長周期彗星」等名詞,而不是「小行星」或者「彗星」。 對於比冥王星大的柯伊伯帶天體是否該被稱為行星一事,你有何看法?
  • 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。,寬度和厚度都是行星帶的2倍,天體數量也是行星帶的2倍,其中最有名的成員就是矮行星冥王星。 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。除了說這裡是冥王星的家園,柯伊伯帶內還有另外兩個矮行星成員:妊神星和鳥神星,以及成千上萬的小冰塊和巖塊。
  • 柯伊伯帶的藍色入侵者
    已知的最長的柯伊伯帶天體(縮寫:KBO,Kuiper belt object)是1930年被發現的矮行星冥王星。柯伊伯帶中有無數不同類型的天體,其中直徑超過100km的天體大約有7萬多個,更小的更是不計其數。面對這種混亂的狀況我們不禁會問:究竟發生了什麼? 除了冥王星,第一個柯伊伯帶天體在1992年被發現之後,天文學家們就試圖尋找答案。
  • 冥王星位於柯伊伯帶,被科學家踢出九大行星行列,這是為什麼呢?
    在太陽系最神秘的區域之一,曾經被誤認為太陽系邊界的柯伊伯帶,這裡是太陽系在海王星軌道之外黃道面附近天體密集的中空圓盤狀區域,在無數小行星中太陽系的五大矮行星之一冥王星位於柯伊伯帶,它曾被人們稱之為太陽系中最可怕的星球。
  • 太陽邊緣最神秘的「柯伊伯帶」,它是如何被發現的?藏著什麼秘密
    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。
  • 宇宙神秘的區域-柯伊伯帶
    圖注「柯伊伯帶」(圖源網絡)柯伊伯帶是名字的由來上世紀50年代荷蘭裔美國天文學家「傑拉德·柯伊伯」第1個提出了,在太陽系邊緣應該存在著一個充滿微小冰封物體的區域,這是人類歷史上第1次提出「柯伊伯帶」的存在,為了紀念「傑拉德·柯伊伯」,人類將這片廣闊的小天地區命名為「柯伊伯帶」。
  • 深度解析柯伊伯帶
    柯伊伯帶天體—新視野號可能的研究目標。(藝術家的概念圖),作者 ASA, ESA, and G.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。
  • 柯伊伯帶: 留住太陽系曾經的樣子
    「新視野」號飛掠冥王星帶來了關於柯伊伯帶的新訊息,這樣的觀測為理解柯伊伯帶的起源和演化,打開了一扇窄窄的窗戶。  這是一次速度與激情的相會——「新視野」號太空飛行器的速度達到每小時5萬公裡,在24小時的飛掠過程中收集冥王星表面、大氣和環境相關的圖像和數據。
  • 柯伊伯帶是怎樣一個天體區域呢?
    許多小行星主要由巖石和金屬組成,但大多數柯伊伯帶天體主要由冷凍的揮發物(稱為「冰」)組成,如甲烷、氨和水。柯伊伯帶是官方認可的3顆矮行星的「家園」:冥王星、妊神星和鳥神星。太陽系的一些衛星,如海王星的海衛一和土星的土衛九,可能起源於此地區。柯伊伯帶的名字是以荷蘭裔美國天文學家傑拉德·柯伊伯(Gerard Kuiper)命名的,但他沒有預測到它的存在。
  • 太陽系的盡頭,是一片冰封的天地,柯伊伯帶是怎樣形成的?
    探索柯伊伯帶引言我們對柯伊伯帶的大部分認知都來自於地面上的望遠鏡和哈勃太空望遠鏡。迄今為止,只有一艘太空船曾到過柯伊伯帶。2015年7月,NASA的新視野號探測器飛過了冥王星,傳回了柯伊伯帶第一張清晰的近照。
  • 太陽系最遙遠的邊疆:柯伊伯帶和奧爾特雲
    作者將柯伊伯帶和奧爾特雲作為劃分戰略層次的一個邊界,可見這兩個名詞的重要性。那麼什麼是柯伊伯帶和奧爾特雲?我們來了解一下吧。為了讓大家有個直觀印象,先看下面這幅示意圖。柯伊伯帶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。這一解釋最終也被觀測證實。奧爾特雲
  • 柯伊伯帶,太陽系外圍的冰封之地
    由於當時的觀測條件有限,在傑納德.柯伊伯的有生之年,他的推測都沒有得到證明,直到1992年,人們才在這個位置發現了除了冥王星以外的第一個天體「1992 QB1」。在這個過程中,很多揮發性物質被太陽風吹到了外圍,它們在這裡凍結成了固體,並和其他的原始物質一起形成了現在的柯伊伯帶。但這個推論後來卻被推翻,因為根據已有的觀測數據推測,柯伊伯帶擁有數量巨大的天體,其中直徑大於100公裡的柯伊伯帶天體就多達10萬個,而整個柯伊伯帶的質量是不足以形成這麼多、這麼大的天體的。
  • 新視野號歷經九年已經到達冥王星,其也發回了柯伊伯帶的照片!
    科學家們對於柯伊伯帶的描述就是它應該是早期太陽系開始。在太陽系開始初期,都處一片昏暗,大量的天體和塵埃充斥在其中。之後強大的太陽風把太陽系的小型的天體吹到了太陽系之外,慢慢的太陽系內變得乾淨了,而在太陽系之外也擁有了一條環形帶,它就是柯伊伯帶。
  • 天文冷知識:關於柯伊伯帶的那些事
    除了成為第一個探索冥王星的探測器,今天的新視野號,除了成為第一個探索冥王星的探測器,還達成了飛越了宇宙飛船曾經造訪過的最遠的天體的成就。 「新視野」號還飛越了宇宙飛船曾經造訪過的最遠的天體,它是首個直接探索太陽系誕生後留下的殘骸天體的飛船。」「這就是領導太空探索的意義所在。」