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柯伊伯带天体大揭秘

2019-07-24来源:中国锁具网

2014 MU69(Ultima Thule)和冥王星都位于柯伊伯带(Kuiper Belt),这是一个轨道超出海王星以外的冰冷甜甜圈形状区域。柯伊伯带可能拥有数以百万计的冰冷天体,并统称为柯伊伯带天体(KBO)或海王星外天体(TNO)。


柯伊伯带天体大揭秘


以半长轴为准的轨道分类。图:TheKuiperBelt_classes-en.svg: Lilyu and Eurocommuter

柯伊伯带是太阳系外的一个恒星盘,其范围是从海王星的轨道(30个天文单位)延伸到距离太阳约50个天文单位处。它与小行星带很相似,但比小行星带宽20倍之多,质量在20至200倍左右。像小行星带一样,它主要由太阳系形成时的小天体或残留物组成。许多小行星主要由岩石和金属组成,但大多数柯伊伯带天体主要由冷冻的挥发物(称为“冰”)组成,如甲烷、氨和水。柯伊伯带是官方认可的3颗矮行星的“家园”:冥王星、妊神星和鸟神星。太阳系的一些卫星,如海王星的海卫一和土星的土卫九,可能起源于此地区。

柯伊伯带的名字是以荷兰裔美国天文学家杰拉德·柯伊伯(Gerard Kuiper)命名的,但他没有预测到它的存在。1992年,人类首次发现了小行星15760,这是自冥王星和卡戎以来第一个柯伊伯带天体(KBO)。自从它被发现以来,已知的KBO数量已经增加到一千多个,直径超过100千米的柯伊伯带天体数目已经超过了10万颗,并且被认为都是存在的。柯伊伯带最初被认为是周期性彗星的主要来源,因为那些轨道周期不到200年。自20世纪90年代中期以来的研究表明,该带是动态稳定的,而彗星的真正起源地是离散盘(Scattered disc),这是一个由45亿年前海王星向外运动而形成的动态活动区;离散盘的天体(如阋神星)有极大离心率的轨道,它们可以远离太阳100个天文单位。


柯伊伯带天体大揭秘


柯伊伯带天体—新视野号可能的研究目标。(艺术家的概念图),图:NASA, ESA, and G. Bacon (STScI)

柯伊伯带不同于理论上的奥尔特云,奥尔特云在距离上,要比柯伊伯带远上1000倍,且大多数聚集为球形。柯伊伯带内的天体,连同离散盘的天体,以及任何可能的内奥尔特云或奥尔特云天体,统称为海王星外天体(TNOs)。冥王星是柯伊伯带中体积和质量最大的天体,也是已知的体积和质量第二大的海王星外天体,在散射天体中仅次于阋神星。冥王星最初被认为是一颗行星,冥王星作为柯伊伯带的一部分。其地位导致了它在2006年被重新分类为矮行星。它在成分上与柯伊伯带的许多其他天体相似,它的轨道周期是一类的柯伊伯带天体特征,被称为“冥族小天体”,它们与海王星有相同的2:3轨道共振。

柯伊伯带包含了平均距离太阳30至55天文单位的天体,通常具有接近圆形的轨道,与黄道的倾角很小。柯伊伯带天体进一步分为共振的海王星外天体(与海王星发生轨道共振)和经典的柯伊伯带天体(也被称为“QB1天体”),经典的柯伊伯带天体没有这种共振,几乎在圆形的轨道上运动,不受海王星的引力干扰。柯伊伯带天体拥有大量的共振子群,最大的是twotinos(1:2共振)和冥族小天体(2:3共振),以最著名的天体冥王星命名。古柯伊伯带的成员包括小行星15760、创神星和鸟神星。


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这张图表代表的是传统天体(排列成线)从极和黄道俯视的图。QB1天体用蓝色表示,与类冥天体一起的用红色表示,海王星是黄色。图:Patrick Rowe

参考资料

1.WJ百科-英文版本(Kuiper belt)

2.天文学名词

3.Overview | Kuiper Belt – Solar System Exploration: NASA

文章作者:零度星系(天文在线)

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最后更新:2019年1月2日星期三

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全文排版:天文在线(零度星系)

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天文 柯伊伯带 冥王星 小行星 海王星
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