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。

太陽系的舞蹈室:柯伊伯帶

我相信你一定知道冥王星,它裝扮好自己,讓我們幾十年來一直相信它是太陽系大行星家族的一員,直到科學家重新給“行星”一詞下了更完美精確的定義,人們才把它從“大行星”名單上除名。

但是你知道嗎?冥王星其實才不孤單呢!

太陽系的舞蹈室:柯伊伯帶

說它不孤單,是指它有大約100000個夥伴,一起運行在寒冷又遙遠的太陽系荒蠻之地的軌道上。

那個寒冷又遙遠的荒蠻之地,就是“柯伊伯帶”,是以荷蘭天文學家傑拉德·柯伊伯的字命名的。傑拉德·柯伊伯是20世紀中期少數幾位假設太陽系在過了海王星外的區域絕對不是空無一物的天文學家之一。他認為這塊區域僅在過去是空無一物的,到了現代(主要指過去的十億年)已經被清除了。由於一些只有天文學家才知道的古怪的原因,它的名字就這麼被定下來了。

太陽系的舞蹈室:柯伊伯帶

柯伊伯帶

柯伊伯帶有點類似於行星帶,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。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。對於那些不太瞭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。然而眾所周知,那裡還有更多天體由於a.太小以及b.太遠而無法被我們觀測到。因此,我們推測那裡至少有十萬個“柯伊伯帶天體”或“柯伯體”如果你覺得這麼叫更有意思也可以。你要是想徹底表現的一無所知,柯伊伯帶天體的主要天體的數量叫做“QB1-O’s”或者,我發誓我不是在亂說,“柯伊伯帶天體(cubewanos)”。

太陽系的舞蹈室:柯伊伯帶

總之,柯伊伯帶類似於小行星帶,只是更大,更冷。

圖片

馬克·加利克 科學圖片圖書館

天文學家們在經過大量數學和計算機運算後推測,柯伊伯帶很早就形成了,和大行星的形成時期差不多前後腳。那時,幾個大傢伙(木星、土星、天王星、海王星)彼此還離得很近,被一群類小行星包圍著。

它們形成之後,受微小重力的影響,木星和土星移動到了離太陽更近的地方,而天王星和海王星則被越推越遠。你可能也想到了,當大傢伙們四散而開,破壞也隨之而來了。

太陽系的舞蹈室:柯伊伯帶

當天王星和海王星被推離太陽的懷抱後,它們的重力可能使一些類行星被徹底射出太陽系,開啟了獨自漫遊星際的命運。但是有一些留了下來,追隨著大行星一起向外遷移。在太陽系的最外緣,它們終於找到了運行穩定的歸宿,勉勉強強能夠讓它們還留在太陽系裡。如今,它們各自在軌道上安靜地運行著,回憶那歡快而活潑的過去。

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保羅 M. 薩特是俄亥俄州立大學的一位天體物理學家,是“問問太空人和太空電臺”的主持人,以及《你在宇宙中的位置》一書的作者。

相關知識

柯伊伯帶(英語:Kuiper belt),又稱作倫納德-柯伊伯帶,另譯柯伊伯帶古柏帶,是位於太陽系的海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外側,在黃道面附近的天體密集圓盤狀區域[1]。柯伊伯帶的假說最先由美國天文學家弗雷德裡克·倫納德提出,十幾年後傑拉德·柯伊伯證實了該觀點。柯伊伯帶類似於小行星帶,但範圍大得多,它比小行星帶寬20倍且重20至200倍[2][3]。如同主小行星帶,它主要包含小天體或太陽系形成的遺蹟。雖然大多數小行星主要是岩石和金屬構成的,但大部分柯伊伯帶天體在很大程度上由冷凍的揮發成分(稱為“冰”),如甲烷、氨和水組成。柯伊伯帶至少有三顆矮行星:冥王星、妊神星和鳥神星。一些太陽系中的衛星,如海王星的海衛一和土星的土衛九,也被認為起源於該區域[4][5]。


作者: Paul M. Sutter

FY: ISHUCA·柳

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