15章:远征星途之虚空带柯伊伯带 (第2/3页)
的族群在颜色比热的红,暗示它们在不同的环境形成。热的族群相信是在靠近木星的地区形成,然后被气体巨星抛出。而另一方面,冷的族群虽然也可能是海王星在向外迁徙时清扫出来的,但无论是较近或较远,相信是在比较靠近目前所在的位置形成的[1][14]。
共振
主条目:共振外海王星天体
类qb1天体、冥族小天体和邻近散射天体的分布。当一个天体的轨道周期与海王星有明确的比率时(这种情况称为平均运动共振),如他它们的相对基线是适当的,它们可能被锁定在与海王星同步的运动,以避免受到摄动而使轨道变得不稳定。如果天体在这种正确的轨道上,在实例上,如海王星每绕太阳三周它便会绕行二周,则每当它回到原来的位置时,海王星总比它多运行了半条轨道的距离,因为这时海王星在轨道上绕行了1.5圈。这就是所谓的2:3(3:2)的轨道共振,这种轨道特征的半长轴大约是39.4天文单位,而已知的2:3共振天体,包括冥王星和他的卫星在内,已经过2oo个[15],而这个家族的成员统统归类为冥族小天体。许多冥族小天体,包括冥王星,都会穿越过海王星的轨道,但因为共振的缘故,永远不会与海王星碰撞。其有一些,像是欧侉尔和伊克西翁的大小,都已经大到可以列入类冥矮行星的等级[16][17]。冥族小天体有高的轨道离心率,因此它们当初原本应该不是在现在的位置上,而是因为海王星的轨道迁徙被转换到这儿的[18]。1:2共振(每当海王星转一圈,它才完成半圈)的轨道半长轴相当于47.7天文单位,但数量稀稀落落的[19],这个族群有时会被称为totino。较小的共振族群还有3:4、3:5、4:7和2:5.[2o]。海王星也有特洛伊小行星,它们位于轨道前方和后方的14和15的重力稳定点上。海王星特洛依有时被称为与海王星1:1共振。海王星特洛依在它们的轨道上是稳定的,但与被海王星捕获有所不同,它们被认为是沿着轨道上形成的[18]。
另外,还没有明确的理由可以解释在半长轴小于39天文单位的距离内缺乏共振的天体。当前被接受的假说是在海王星迁徙时被驱离了,因为这个区域在迁移中是轨道不稳定的地区,因此在这儿的任何天体不是被扫清,就是被重力抛出去[21]。
柯伊伯断崖
图示为柯伊伯带天体与太阳距离的数量关系。1:2共振之外已知的数量非常少,看起来是个边界,但还不能确定这是传统柯伊伯带外侧的边界,还是只是一个宽阔的空隙。观测到2:5共振的距离大约在55天文单位,被认为在传统柯伊伯带之外;然而,预测上在传统柯伊伯带与共振带之间的大量天体尚未被观测到[18]。
早期的柯伊伯带模型认为在5o天文单位之外的大天体数量应该增加二个数量级[22],因此,这突然的数目下降,被称为"柯伊伯断崖",是完全未被预料到的,并且它的原因至今仍不清楚。伯恩斯坦和屈林(tri11ing)等人现直径在1oo公里或更大的天体在5o天文单位的距离上确实突然减少的证据,并不是观测上造成的偏差。可能的解释是在那个距离上的物质太缺乏或太分散,因此不能成长为较大的天体;或者是后续的过程摧毁了已经形成的天体[23]。日本神户大学的向井正和patryk1ykaka则主张一个大小有如地球,尚未曾被看见的行星,或许应该对这件事负责[24][25],并且可能在未来的1o年内现这个天体
存在意义
2o年前,科学家就已经知道行星的轨道会漂移,特别是天王星与海王星,更是从成形之后就已经逐渐向外移动。1evison和morbide11i提出的理论模型认为:太阳系原始星云有一个过去并不晓得的边界,大概就是现在海王星的位置,也就是距离太阳约3o天文单位的地方。在这个范围内,各个行星、卫星、小行星、彗星以及现在柯伊伯带上的天体都有足够的质量得以碰撞吸积成形;而在这个范围以外,就是空无一物的太空。当这些大天体成形并逐渐向外移动的时候,柯伊伯带上的天体也被带着往外迁移。然后当海王星碰到太阳系原始星云的边界后,它不得不停下来,因此才会停留在现在的轨道上。至于这些柯伊伯带上的天体,就在海王星迁移的最后一个阶段,逐渐被甩出去而形成。
国际天文学联合会大会投票5号决议,部分通过新的行星标准,冥王星被排除在行星行列之外,而将其列入“矮行星”。自此,九大行星已经成为历史,虽然教科书已经印刷的不做更改,但科学上已经为“八大行星”。
国际天文学联合会第26届大会刚刚通过了行星新定义,根据决议,冥王星被从太阳系九大行星中“除名”后,为表示该含义建议将其中文译名改为冥神星,以体现低于天王星、海王星,而与谷神星、婚神星等同属矮行星的含义。
相对于2oo多年前现的谷神星和近3o年前现的卡戎,齐娜是一个完全陌生的新来者。2oo3ub313的编号表示科学家现它时所依据的观测数据是2oo3年获得的。
齐娜的公转轨道是个很扁的椭圆,它公转一周需要56o年,离太阳最近的距离是38个天文单位(1天文单位为地球到太阳的距离,约1.5亿公里),最远时为97个天文单位。由于齐娜是如此遥远,哈勃望远镜给它拍到的最好照片,也只能显示出一个分辨率极低的白色光点。
天文学家目前认为,齐娜的直径约23oo公里至25oo公里,只比冥王星略大。科学家说,齐娜的大气可能由甲烷和氮组成,现在它离太阳太远,大气都结成了冰;当它运动到近日点时,表面温度将有所升高,甲烷和氮会重新变成气态。至于其内部结构,现在还只能猜测,有可能是冰和岩石的混合物,与冥王星类似。
齐娜有一颗卫星,科学家暂时称之为加布里埃尔,他是好战公主齐娜的随从。这些非正式的名字最终都将被正式名称取代。
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奥尔特云与柯伊伯带
195o年,荷兰天文学家奥尔特(j.h.oort)作了彗星轨道的统计研究,现轨道半径为3万至1o万天文单位的彗星数目很多,他推算那里有个大致球层状的彗星储库,有上千亿颗彗星
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