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2021 03/ 15 16:01:38
來源:新華網

什麼是柯伊伯帶?

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1930年冥王星被發現後,天文學家開始推測,這顆行星只是海王星週邊繞太陽運作的眾多行星中的一個而已。數十年過去,眾多學者對這一觀點進行過研究和修正,而荷蘭天文學家赫拉德·柯伊伯的名字與海王星外的這片區域聯繫最為緊密,現在我們仍把這片區域叫作“柯伊伯帶”。

那麼柯伊伯帶有什麼特別之處呢?

柯伊伯帶位于海王星軌道之外,到太陽的距離大約是地球到太陽的55倍。天文學家預測柯伊伯帶中直徑超過100千米的天體可能多達10萬個,直徑從幾千米到2000多千米不等。柯伊伯帶中最著名的天體有冥王星、妊神星和鳥神星。此外,天文學家認為海王星的衛星海衛一是一個被俘獲的柯伊伯帶天體。然而,它們的總品質還不到地球的1/10。天文學家還提出,這些天體就像行星一樣,是由星子組成的,但是因為離太陽很遠的地方的星子數量太少,所以它們的個頭就比行星小得多。

柯伊伯帶是太陽係的邊緣嗎?並不是。根據目前的發現,太陽係最遠處的奧爾特雲,距離太陽有5萬至10萬天文單位,最遠處超過了1光年。奧爾特雲中存在很多彗星。可以説,這些物質是50億年前太陽和行星形成之後殘留下來的。科學家認為,由于太陽係內行星間的引力作用,把許多柯伊伯帶天體彈射到太陽係引力范圍的最遠端,形成了遙遠的奧爾特雲。

柯伊伯帶和分布在火星與木星之間的小行星帶有些類似,都是太陽係小天體的聚合地帶,而且這些小天體都是太陽係形成初期的殘余物質。區別只是小行星帶的天體主要是由岩石和金屬構成的,而柯伊伯帶的天體主要是凍結的低沸點混合物,主要成分是水、氨和甲烷。太陽係的大多數彗星都來源于這裏。

2008年起,由夏威夷大學天文學研究所主導的“泛星計劃”(全景巡天望遠鏡和快速反應係統)開始對天空進行快速的定期掃描,搜尋各種天體,包括可能會威脅地球的小行星。該計劃的副産品是繪制了一幅天空中暗弱天體的詳盡星圖,包括柯伊伯帶天體。“泛星計劃”天文臺臺長肯·錢伯斯博士稱,“‘泛星計劃’新發現了很多從太陽係內的近地天體和柯伊伯帶天體到恒星之間的孤獨行星;它還標示出了銀河係灰塵的三維形式,發現了新的恒星流、早期宇宙正在爆發的恒星以及遙遠的類星體。”

那麼科學家們為什麼要研究柯伊伯帶呢?因為科學家認為,柯伊伯帶留住了太陽係曾經的樣子。柯伊伯帶天體被認為是太陽係形成時遺留下的殘余物,有助于科學家了解行星形成之初的情況。科學家預測,柯伊伯帶應該存在半徑為1千米到幾千米的天體,這些天體是行星形成過程中重要的一環。2019年,日本天文學家首次在柯伊伯帶發現了一顆半徑為1.3千米的天體,填補了行星形成過程中“缺失的一環”。研究結果表明,千米尺寸的柯伊伯帶天體比以前想像的要多得多。這一發現也為一個模型提供了佐證,即星子首先緩慢地變大成千米大小的物體,然後暴長並聚合成行星。

本文由中國人民大學附屬中學第二分校一級教師王和意進行科學性把關。

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【糾錯】 【責任編輯:王卉雯 】
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