背景资料 小行星带

    背景资料 小行星带 (第1/3页)

    简介

    小行星带（asteroidbelt）是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域，由已经被编号的120,437颗小行星统计得到，98.5%的小行星都在此处被发现。由于这是小行星最密集的区域，估计为数多达50万颗，这个区域因此被称为主带，通常称为小行星带。距离太阳约2.17－3.64天文单位的空间区域内，聚集了大约50万颗以上的小行星，形成了小行星带。这么多小行星能够被凝聚在小行星带中，除了太阳的万有引力以外，木星的万有引力起着更大的作用。

    小行星带由原始太阳星云中的一群星子（比行星微小的行星前身）形成。但是，因为木星的重力影响，阻碍了这些星子形成行星，造成许多星子相互碰撞，并形成许多残骸和碎片。小行星带内最大的三颗小行星分别是智神星、婚神星和灶神星，平均直径都超过400公里；在主带中仅有一颗矮行星—谷神星，直径约为950公里；其余的小行星都较小，有些甚至只有尘埃大小。小行星带的物质非常稀薄，目前已经有好几艘太空船安全通过而未曾发生意外。在主带内的小行星依照它们的光谱和主要形式分成三类：碳质、硅酸盐和金属。另外，小行星之间的碰撞可能形成拥有相似轨道特征和成色的小行星族，这些碰撞也是产生黄道光的尘土的主要来源。

    在1772年，德国天文学家波得在他编写的《星空研究指南》一书中总结并发表了6年前由一位德国物理学教授提丢斯提出的一条关于行星距离的定则。定则的主要内容是：取0、3、6、12、24、48、96……这么一个数列，每个数字加上4再用10来除，就得出了各行星到太阳实际距离的近似值。

    如水星到太阳的平均距离为（0+4）/10=0.4(天文单位)

    金星到太阳的平均距离为（3+4）/10=0.7

    地球到太阳的平均距离为(6+4)/10=1.0

    火星到太阳的平均距离为(12+4)/10=1.6

    照此下去，下一个行星的距离应该是：(24+4)/10=2.8

    可是这个距离处没有行星，也没有任何别的天体。波得相信“造物主”不会有意在这个地方留下空白；提丢斯则认为也许是火星的一颗还没有发现的卫星在这个位置上的，但不管怎么说提丢斯——波得定则在“2.8（天文单位）”处出现了间断。当时认识的两颗最远的行星是木星和土星，按照定则的思路继续往外推算，情况是令人鼓舞的，定则给出的数据与实际情况对比如下：

    定则给出的数据各行星到太阳的实际距离（天文单位）

    水星0.40.387

    金星0.70.723

    地球1.01.000

    火星1.61.524

    木星5.25.203

    土星10.09.554

    定则算出来的那些数据与行星距离十分相似，于是大家开始相信“2.8“那个地方应该有颗大行星补上，波得为此向其他天文学家呼吁，希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。一些热心的天文学家便开始搜索“丢失”的行星，好几年过去了，毫无结果。正当大家有点灰心准备放弃这种漫无边际的搜寻工作时，1781年英国天文学家赫歇耳地无意中发现了太阳系的第七大行星——天王星，令人惊讶的是，天王星与太阳的平均距离为19.2天文单位，和提丢斯－波得定则算出的结果（192+4）/10=19.6竟然符合得好级了。这一下子，定则的地位陡然高涨，几乎所有的人对它都笃信无疑，而且完全相信在“2.8”空缺位置上，一定存在一颗大行星，只是方法不得当，所以才一直没有找到。…,

    小行星带可是很快十多年又过去了，这颗“丢失”的大行星依然杳无音信。直到1801年初，一个惊人的消息从意大利西西里岛传出，那里的一处偏僻天文台的台长皮亚齐在一次常规观测时发现了一颗新天体，经计算它的距离是2.77天文单位，与“2.8”极为近似。新天体因此被认为就是那颗好多人在拚命寻找而一直没有找到的大行星，并被命名为“谷神星”。接着谷神星的直径被测定出来，是700多公里，这可把大家弄糊涂了，怎么不是大个子行星而是小个子行星呢？但令人震惊的事情还在后头，第二年即1802年3月德国医生奥伯斯又在火星与木星轨道之间发现了一颗行星——智神星，除了略小之外，智神星与谷神星相差不多，距离基本一致，接着又发现了第三颗——婚神星和第四颗——灶神星。到最后前前后后发现的小行星总数竟达50万颗之多，它们都集中在火星与木星之间的一个特定区域内，即所谓的“小行星带”，其中心位置正好符合提丢斯——波得定则给出的数据。

    观测发现

    1801年，西西里和皮亚齐（g.plazzi）在例行的天文观测中偶然发现在2.77au处有个小天体，即把它命名为谷神星（ceres）。

    1802年，天文学家奥伯斯（h.olbere）在同一区域内又发现另一小行星，随后命名为智神星（pallas）。威廉·赫歇尔就建议这些天体是一颗行星被毁坏后的残余物。到了1807年，在相同的区域内又增加了第三颗婚神星和第四颗灶神星。由于这些天体的外观类似恒星，威廉·赫歇尔就采用希腊文中的语根aster－（似星的）命名为asteroid，中文则译为小行星。

    拿破仑战争结束了小行星带发现的第一个阶段，一直到1845年才发现第五颗小行星义神星。紧接着，新小行星发现的速度急速增加，到了1868年中发现的小行星已经有100颗，而在1891年马克斯·沃夫引进了天文摄影，更加速了小行星的发现。1923年，小行星的数量是1,000颗，1951年到达10,000颗，1982年更高达100,000颗。现代的小行星巡天系统使用自动化设备使小行星的数量持续增加。

    计算证实

    在小行星带发现后，必须要计算它们的轨道元素。1866年，丹尼尔·柯克伍德宣布由太阳算起，在某些距离上是没有小行星存在的空白区域，而在这些区域上绕太阳公转的轨道周期与木星的公转周期有简单的整数

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