[2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带,奥尔特云和柯伊伯带[整理]
小行星带是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域,估计此地带存在着50万颗小行星。关于形成的原因,比较普遍的观点是在太阳系形成初期,由于某种原因,在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星,结果留下了大批的小行星。谷神星的出现拉开了小行星带的发现史
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照片中的谷神星,只是一个非常微弱的亮点
神话中丰收女神的名字ceres被给予了人类发现的第一颗小行星。ceres又被称为谷神星,它的发现拉开了小行星带的发现史
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谷神星的近影,这颗1000千米直径的星星距离太阳2.77个天文单位,在小行星带中是个大个头儿
早在17世纪初,天文学家开普勒就发现,在火星轨道与木星轨道之间,似乎存在一个太阳系行星的“空缺”,这里应该有一个未知的行星存在。
1766年,德国人提丢斯发现,行星到太阳的距离遵循一定的规律:如果以土星到太阳的距离为100,则水星到太阳的距离为4,金星到太阳的距离为4+3=7,地球到太阳的距离为4+6=10,火星到太阳的距离为4+12=16,木星到太阳的距离为4+48=52,土星到太阳的距离为4+96=100,位置更远的天王星到太阳的距离也大致遵循这个后来被称为“提丢斯定则”的规律。显然,在火星与木星之间少了一颗与距离4+24=28相对应的行星。
当时的天文学家急于发现这颗未知的行星。“提丢斯定则”中的28位置,到地球的距离是火星到地球距离的两倍,而仅为木星到地球的距离的2/5,即使在28位置上的行星的体积与火星相仿(火星直径比地球半径略大),也不难观测到。天文学家因而推测,如果那颗行星的确存在,就只会有一种可能性,即它比火星要小许多。
19世纪的第一天,即1801年1月1日,意大利天文学家皮茨在观测星空时候偶然发现,有一颗“星星”每天晚上都要改变位置,这当然不可能是恒星了。皮茨连续对它进行了几个星期的观测。遗憾的是,他因病而耽搁了观测,失去了这颗小行星的踪迹。皮茨以古希腊神话中“丰收女神”(Ceres)来命名它,即谷神星。皮茨的发现引起了数学家高斯等人的兴趣,他们根据皮茨仅有的几个观测数据,对谷神星的轨道进行了计算。之后,德国天文学家奥伯斯重新观测到谷神星(它的轨道位置与高斯的预测只差30′的角距离),并且发现了第二颗小行星智神星。随后,1804年,婚神星和灶神星也相继被发现。这些行星因为个头太小,不能和大行星相比,因此被称作小行星。
这以后就掀起了寻找小行星的高潮。越来越精确的星图以及天文摄影的发展,为天文爱好者们捕捉小行星提供了强有力的辅助手段。他们像比赛一样更改自己的发现纪录。赫尔曼.哥德希米德特从法国巴黎咖啡馆的窗户里观望天空,他发现了15颗小行星。乔安.帕利萨借助肉眼和一部标准望远镜就发现了121颗小行星,耐心与坚毅凡人难比。
小行星由于体积微小,因而反射的阳光非常有限,要找到它可不容易。证明小行星存在的唯一办法就是观察它的运动,而它却常常几个月都不动一下。使用拍摄的办法,可以比较准确地留下小行星的痕迹。采用这个办法后,天文学家已经创下了单人发现了386颗小行星的纪录。
小行星和大石块
最大的小行星,谷神星、智慧女神星、灶神星直径在510-940公里之间,是球行的。但大部分小行星是形状不规则的石块。它们的大小从几百米到几公里长。如果把所有的小行星集合到一起,可以得到一个比月球小的天体。
未来的矿场
有一天人们将开采小行星带的矿产资源(铁、镍、黄金)。最简单的方法就是在被选中的小行星上安装火箭,使它们偏离原有轨道,进入地球的轨道。在那里,它们的资源就可以被开采。这不是科学幻想!在美国国家宇航局的电脑里已经有了这样的方案,但是实施这些方案成本过高。
说完小行星带,我们就该讲讲奥尔特云了。
奥尔特云(Oort cloud),是一个假设包围著太阳系的球体云团,布满著不少不活跃的彗星,距离太阳约50,000至100,000个天文单位,差不多等于一光年,即太阳与比邻星距离的四分一。
虽然人们未曾对奥尔特星云作直接的观测,但从观测得彗星的椭圆轨道,认为不少彗星皆是从奥尔特星云进入内太阳系的,一些短周期的彗星可能来自柯依伯带。
1932年,爱沙尼亚的天文学家 Ernst Öpik 提出彗星是来自太阳系的外层边缘的云团。但1950年,荷兰天文学家奥尔特 (Jan Hendrick Oort) 便指出 Öpik 推论有矛盾的地方,一个彗星不停来回太阳系内部与外部,终会被多种因素所摧毁,其生命周期决不会如太阳系的年龄长。该云团所受的太阳幅射较弱,非常稳定,存在数百万颗以上的彗星核,可以不停产生新彗星,去取代被摧毁的。另外人们相信,所有奥尔特云彗星的总质量,会是地球的5至100倍。
奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云之残余物质,并包围著太阳系。而最广为人们接受的假设,是奥尔特云天体在较接近太阳的地方形成,与其他行星及小行星相似,及后给仍年轻的大型气体行星,诸如木星等天体的强大引力将之逐出太阳系内部,使它们拥有极为椭圆或抛物线状的轨道。同时,这个过程也把它们的轨道偏离黄道面,并形成奥尔特云呈球状的形态。一些在远处的天体之轨道又被附近的恒星摄动,使之变为圆浑,并能长期处于太阳的远方。
人们认为太阳外其他恒星也会有自己的奥尔特星云存在,又如果两颗距离近的恒星,其奥尔特云会出现重叠,导致彗星走进另一恒星的太阳系内部。预计在1000万年以内,最有可能摄动奥尔特云的恒星是Gliese 710。
直至今日,只有90377号小行星被认为可能是奥尔特星云的天体,其轨道介乎76至850个天文单位之间,比预计的轨道接近太阳,有可能来自奥尔特星云内层。如果其推测正确,那麽奥尔特星云的距离一定比估计的接近太阳,密度也会较高。也有说法指太阳形成时,原是星团的一员。
那么在上面提到了90377号小行星,那么在最后再给大家一点关于90377号小行星的资料。
[*]正式编号:90377
[*]永久名称:Sedna (塞德娜)
[*]临时编号:2003 VB12轨道根数
[*]日期:儒略日2452903.5 (UTC: 2002年09月21日00时00分00秒)
[*]偏心率:0.8613957234626979
[*]升交点黄经:144.5046700736703°
[*]轨道半径:547.0591063098044天文单位
[*]公转周期:12795.56831年
[*]升交点日距:89.72535天文单位
[*]近日点黄纬:-8.8792304°
[*]近日点日距:75.82473165321349天文单位
[*]近日点角距:311.6994682777116°
[*]平近点角:-2.046061572552357°
[*]黄经平均变化率:0.000077029°/天
[*]降交点日距:330.5542天文单位
[*]近日点日期:儒略日2479465.819883088 (UTC: 2076年06月11日07时40分38秒)
[*]轨道倾角:11.93066921692917°
[*]远日点日距:1018.293480966395天文单位
[*]比角动量:0.204364868天文单位2/天
[*]近日点黄经:96.8263428°
柯伊伯带,处于距离太阳40至50天文单位的位置,低倾角的轨道上。该处过去一直被认为是一片空虚,太阳系的尽头所在。但事实上这里满布著径从数公里到上千公里的冰封物体,热闹无比。柯伊伯带上的这些物体是怎么成形的呢?如果按照行星形成的吸积理论来解释,那就是他们在绕日运动的过程中发生碰撞,互相吸引,最后黏附成一个个大小不一的天体,形成现在的样子。
柯伊伯带是现时我们所知的太阳系的边界,是太阳系大多数彗星的来源地。有天文学家认为,由于冥王星的大小和柯伊伯带的小行星的大小相约,所以冥王星应该排除在太阳系的行星之外,而归入柯伊伯带小行星的行列当中;而冥王星的卫星则应被当作是其伴星。
柯伊伯带之谜
可是这个理论有个致命的问题:如果在柯伊伯带目前的位置,要形成直径上千公里的天体,那麽柯伊伯带上物体的总质量至少要是地球质量的 10 倍以上,可是目前推估的柯伊伯带总质量,不过只有地球质量的十分之一,其他 99% 的质量,难道凭空消失了?
为了解开这个谜团,几年来陆续有好几个理论出现,可惜它们都有一些明显的限制。如今,美国西南研究院 (SwRI,Southwest Research Institute) 的 Dr. Harold Levison 以及法国 de la Cote d'Azur 天文台的 Dr. Alessandro Morbidelli 共同提出了一个理论,认为柯伊伯带天体是在距离太阳更近的位置成形后,再被海王星一个个甩出去的,因此躲开了柯伊伯带总质量不足的问题。
20 年前,科学家就已经知道行星的轨道会飘移,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。Levison 和 Morbidelli 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30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著往外迁移,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。
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嗯。。不错的资料回复: [2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带与奥尔特云[整理]
Sedna (塞德娜), 好名字我要是有孩子就给她起这名-_-!.回复: [2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带与奥尔特云[整理]
:013: 没KBO带啊..回复: [2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带与奥尔特云[整理]
啊,我忘把KOB带加进去了...现在去加...刚才竟然把这么重要的给忘了...罪过啊....
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不错,又多点知识了...回复: [2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带,奥尔特云和柯伊伯带[整理]
咱倒觉得那个火木之间应该有个大行星爆炸了~...PS:咱们天文部怎么没人发外星人的东东~~..这应该也是天文部的吧~:030:
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咱倒觉得那个火木之间应该有个大行星爆炸了~...PS:咱们天文部怎么没人发外星人的东东~~..这应该也是天文部的吧~:030:
朗月来发吧...
发了我给你加分- -
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有伊谢尔伦或者阿巴奥库的资料整合么?:027:回复: [2006.06.11] 〖天文生物探索部〗(天文组)小行星带,奥尔特云和柯伊伯带[整理]
有伊谢尔伦或者阿巴奥库的资料整合么?:027:那是虾米...:015:
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