柯伊伯带外面是什么相关内容

太阳系边缘的“柯伊伯带”是什么?怎么科学的理解?

在太阳系之中的海王星轨道之外,黄道面附近,有一块区域呈现中心空的圆盘状,其中天体密集,它就是人们所称的柯伊伯带。柯伊伯带包含着很多微星,这些微星是来自围绕着太阳的原行星盘碎片,因为没能形成行星,所以它们形成了较小的天体,被称为微星。

一、柯伊伯带的简要介绍

柯伊伯带还有另外几个名字,分别是古柏带,库柏带和库珀带。最开始,爱尔兰裔的天文学家艾吉沃斯提出了柯伊伯带假说,后来一个科学家杰拉德柯伊伯完善了这个观点。从1992年到现在,人们已经发现了大约1000个柯伊伯带天体,直径从数千米到数千公里都有。对于柯伊伯带的复杂结构以及它的最精确的起源,天文学家仍然是不清楚的,所以他们都在等待泛星计划望远镜巡天的结果,希望在测量之后对柯伊伯带有更多深入的了解。

二、柯伊伯带的两个不同组织

传统的柯伊伯带大小在42到48个天文单位,它几乎不受海王星的引力影响。柯伊伯带有两种不同的综合体,第一种比较像行星,它的轨道和圆形相近,轨道的离心率比0.1要小;第二种的轨道则有很大的倾斜,有时可以达到30°。这两个不同的族群之间组成和轨道都不相同。

虽然柯伊伯带的存在是天文学家们公认的一个事实,但是它存在的原因,天文学家们却尚没有定论。在柯伊伯带问题中存在一个谜团就是,在柯伊伯带的位置,如果要形成直径达到数千公里的天体,那么物体的总质量要达到地球的十倍,但是根据估算的柯伊伯带总质量却远远达不到如此,因此科学家们提出了很多个理论来解释这个问题,但是都无法面面俱全,只有等待科技进一步发达,探测到更多的数据,才有望解决这个问题。

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什么是“柯伊伯带”?

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太阳系边缘的“柯伊伯带”是怎样的,究竟是什么呢?

我们知道,广义上,太阳系的领域包括太阳,4颗像地球的内行星,由许多小岩石组成的小行星带,4颗充满气体的巨大外行星,充满冰冻的小岩石,被称为柯伊伯带的第二个小天体区。此外,在柯伊伯带之外还有黄道离散盘面和太阳圈,和依然属于假设的奥尔特云。那么,太阳系究竟有多大?它的尽头又在哪里呢?

天文学家有时会将除太阳之外的太阳系非正式地分为几个区域。

内太阳系:是类地行星和小行星带区域的总称,主要由硅酸盐和金属组成。这个区域挤在靠近太阳的范围内,包括水星、金星、地球、火星四颗内行星,及由岩石和不易挥发的物质组成的小行星带。

太阳系的中部地区是气体巨星和它们有如行星大小的卫星的家,这一区域偶尔会被纳入“外太阳系”中去。中太阳系的固体主要成分是“冰”(水、氨和甲烷)包括在外侧的木星、土星、天王星、海王星四颗行星,以及彗星和半人马群。外侧的四颗行星,也称为类木行星,几乎囊括了环绕太阳99%的已知质量。

海王星之外的区域被称为外太阳系或外海王星区目前仍是未被探测的广大空间。这里似乎是太阳系小天体的世界,主要由岩石和冰组成,包括柯伊伯带、离散盘、日球顶层及奥尔特云。柯伊伯带是由冰组成的碎片与残骸构成的环带。离散盘与柯伊伯带相重叠,但向外延伸到更远的空间此外,太阳会喷出高能量的带电粒子,称为“太阳风”。太阳风吹刮的范围一直达到冥王星轨道外面,形成了一个巨大的磁气圈,即“日圈”。在日圈外面,有星际风在吹刮,太阳风保护着太阳不受星际。日圈的终极处叫做“日圈顶层”,是太阳风的侵袭,并在交界的地方形成震波面所支配的最远端。当然,1950年,天文学家奥尔特根据当时已经观测到的彗星轨道,发现多数周期彗星都是从距离太阳几万天文单位的地方飞来的。于是,他猜测可能存在一个球壳状包住太阳系的彗星巢存在,这个被假设的彗星巢叫作“奥尔特云”。

奥尔特云向外延伸的程度,大概不会超过5万天文单位,而太阳系的未知地区仍有可能被发现。不过,虽然无法确切知道太阳系的边缘与尽头,我们却可以通过离太阳最近的恒星来了解太阳系的大小。

目前,科学家发现的距离太阳最近的恒星被称为比邻星,学名是a星C,它位于天空中的半人马座。a星是半人马座中最明亮的星星,除了天狼星和老人星,它是天空中最亮的星。a星是由A、B、C三颗子星组合而成的三合星,其中的C子星就是比邻星。观测计算结果显示,比邻星距离太阳大约4.22光年,是从太阳到冥王星距离的7000倍,就算乘坐目前最快的宇宙飞船,要达到比邻星也需要17万年的时间。

17万年?又是一个恐怖数字,仅从这一点就可以看出,人类要飞出太阳系到达其他星系的道路还相当遥远。

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柯伊伯带之外有没有可能存在未知的大行星?

在太阳系八大行星的轨道之外,有一片环形区域就像一条带子一样围绕着太阳系,这里分布着大量冰冻的小天体,被称为柯伊伯带。柯伊伯带是一片环绕着太阳的寒冷空间,距离太阳非常遥远,柯伊伯带的空间中分布着上百亿个冰冷的天体,冥王星就是其中的成员之一,那么柯伊伯带位于何处呢?它的范围有多大呢?

简单的说柯伊伯带在太阳系的第八颗行星海王星的轨道外侧,比海王星离太阳的距离更远一些,至于它到底有多远天,文学家一般用天文单位来描述,一个天文单位等于地球到太阳的平均距离,大约是1.5亿千米。从太阳到距离太阳30个天文单位的范围是八大行星的地盘,从距离太阳30个天文单位到55个天文单位的范围,这就是柯伊伯带所在的地方。柯伊伯带的面积相当大,但却并不显得空旷,在这片区域中密集地分布着许许多多的小天体,其中最重、最大的天体就是冥王星。

从1930年冥王星被发现,就有人猜测冥王星附近应该还有其他类似的天体,后来天文学家柯伊伯曾经设想在冥王星的轨道附近存在一个环状区域,在这里存在着大量的还没有被我们观测到的小天体,所以在他的猜想被证实后,人们以他的姓来命名这个区域。1986年,两个天文学家开始寻找冥王星附近的天体,到了1992年他们终于发现了冥王星外的第一个柯伊伯带天体,过了半年后他们又发现了第二个柯伊伯带天体,到今天为止天文学家已经发现了上千颗柯伊伯带天体。

现在的大多数天文学家认为柯伊伯带内大小超过100千米的物体就有超过十万个,而大小超过2000米的天体可能会超过100亿个,柯伊伯带有点类似于火星与木星之间的小行星带,都是由个头不太大的小天体组成的,不过柯伊伯带与小行星带之间还是有很多不同的。首先,小行星带距离我们比较近,位于木星轨道的内侧,而柯伊伯带在海王星轨道外侧,和太阳之间的距离是小行星带的20倍左右,要远的多。另外柯伊伯带要比小行星带大的多也重得多,天文学家们估计柯伊伯带的宽度是小行星带的20倍,组成柯伊伯带的全部小天体的总重量也比小行星带要重20到200倍。

柯伊伯带和小行星带的天体都是个头小小的,那么要是有一颗小天体闯到了我们的地球附近,该怎么判断它是来自哪里的呢?有一点可以让我们区分一颗小天体到底是来自柯伊伯带还是小行星带,那就是柯伊伯带和小行星带中的天体在成分上有一些比较明显的差别,小行星带的天体主要由岩石与金属构成,而柯伊伯带的天体大多数是在一个核心外包裹很多结冰的物质,很像一个个脏雪球。其实有些科学家认为小行星带中的小行星就是柯伊伯带中的天体受到其他大的天体干扰之后才来到现在的小行星带的,就像你把一些足球从球场的外侧踢到球场里面一样,因为这些天体来到了离太阳更近的地方。

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