凱伯帶

凱伯帶

凱伯帶,Kuiper belt, 數十億顆在海王星軌道之外繞行的小型冰體構成的碟形帶。是太陽系在海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外黃道面附近、天體密集的中空圓盤狀區域。柯伊伯帶的假說最初是由愛爾蘭裔天文學家艾吉沃斯提出,傑拉德·柯伊伯發展了該觀點。

基本信息

凱伯帶(柯伯依帶)

Kuiper belt

柯伊伯帶位於太陽系的盡頭,其名稱源於荷蘭裔美籍天文學家柯伊伯。早在上世紀50年代,柯伊伯就預言,在海王星軌道以外的太陽系邊緣地帶,充滿了冰封的物體,它們是原始太陽星雲的殘留物,也是短周期彗星的來源地。
1992年,人們找到了第一個柯伊伯帶天體;如今已有約1000個柯伊伯帶天體被發現,直徑從數千米到上千公里不等。許多天文學家認為,由於冥王星的個頭和柯伊伯帶中的小行星大小相當,所以冥王星應該被排除在太陽系行星之外,而歸入柯伊伯帶小行星的行列當中,而冥王星的衛星則應被視作其伴星。不過,因冥王星是在柯伊伯帶理論出現之前被發現的,所以傳統上仍被認為是行星。無論如何,柯伊伯帶的存在現已是公認的事實,但柯伊伯帶為什麼會存在等種種疑問成為太陽系形成理論的許多未解謎團的一部分。
伊伯帶是現時我們所知的太陽系的邊界,是太陽系大多數彗星的來源地。有天文學家認為,由於冥王星的大小和柯伊伯帶的小行星的大小相約,所以冥王星應該排除在九大行星之列,而歸入柯伊伯帶小行星的行列當中;而冥王星的衛星則應被當作是冥王星的伴星。
國際天文學聯合會大會投票5號決議,部分通過新的行星定義,冥王星被排除在行星行列之外,而將其列入“矮行星”。自此,九大行星已經成為歷史,雖然教科書已經印刷的不做更改,但科學上已經為“八大行星”。
國際天文學聯合會第26屆大會剛剛通過了新的行星定義,根據決議,冥王星被從太陽系九大行星中“除名”後,為表示該含義建議將其中文譯名改為冥神星,以體現低於天王星、海王星,而與穀神星、婚神星等同屬矮行星的含義。
在距離太陽 40~50個天文單位 的位置,低傾角的軌道上,過去一直被認為是一片空虛,太陽系的盡頭所在。但事實上這裡滿布著徑從數公里到上千公里的冰封物體,熱鬧無比,就是柯伊伯帶。柯伊伯帶上的這些物體是怎么成形的呢?如果按照行星形成的吸積理論來解釋,那就是他們在繞日運動的過程中發生碰撞,互相吸引,最後黏附成一個個大小不一的天體,形成現在的樣子。
柯伊伯帶是現時我們所知的太陽系的邊界,是太陽系大多數彗星的來源地。有天文學家認為,由於冥王星的大小和柯伊伯帶的小行星的大小相約,所以冥王星應該排除在太陽系的行星之外,而歸入柯伊伯帶小行星的行列當中;而冥王星的衛星則應被當作是其伴星。

其他資料

黃色點環為柯伊伯帶1950 年代,柯伊伯 (Kuiper) 和 埃吉沃斯 (Edgeworth) 預測在海王星的軌道以外,充滿了微小冰封的物體,他們是原始太陽系星雲的殘存物質,也是短周期彗星的來源地。1992 年,人們找到第一個柯伊伯帶天體;如今大約有 1000 個柯伊伯帶天體被發現的紀錄,而且有許多天文學家認為,冥王星應該也是柯伊伯帶的一份子,只是冥王星在柯伊伯帶理論出現前就已經被發現,所以才被認為是行星。無論如何,柯伊伯帶的存在已是公認的事實,但柯伊伯帶為什麼會存在等種種疑問卻也成為太陽系形成理論的許多未解謎團。
可是這個理論有個致命的問題:如果在柯伊伯帶目前的位置,要形成直徑上千公里的天體,那么柯伊伯帶上物體的總質量至少要是地球質量的 10 倍以上,可是目前推估的柯伊伯帶總質量,不過只有地球質量的十分之一,其他 99% 的質量,難道憑空消失了?
為了解開這個謎團,幾年來陸續有好幾個理論出現,可惜它們都有一些明顯的限制。如今,美國西南研究院 (SwRI,Southwest Research Institute) 的 Dr. Harold Levison 以及法國 de la Cote d'Azur 天文台的 Dr. Alessandro Morbidelli 共同提出了一個理論,認為柯伊伯帶天體是在距離太陽更近的位置成形後,再被海王星一個個甩出去的,因此躲開了柯伊伯帶總質量不足的問題。
20 年前,科學家就已經知道行星的軌道會飄移,特別是天王星與海王星,更是從成形之後就已經逐漸向外移動。Levison 和 Morbidelli 提出的理論模型認為,太陽系原始星雲有一個過去並不曉得的邊界,大概就是現在海王星的位置,也就是距離太陽約 30AU 的地方。在這個範圍內,各個行星、衛星、小行星、彗星以及現在柯伊伯帶上的天體都有足夠的質量得以碰撞吸積成形,而在這個範圍以外,就是空無一物的太空。當這些大天體成形並逐漸向外移動的時候,柯伊伯帶上的天體也被帶著往外遷移,然後當海王星碰到太陽系原始星雲的邊界後,它不得不停下來,因此才會停留在現在的軌道上。至於這些柯伊伯帶上的天體,就在海王星遷移的最後一個階段,逐漸被甩出去而形成。

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