到了2036年将有一颗名为“阿波菲斯”的小行星可能会与地球发生碰撞,那么这颗小行星到底是从哪里来的呢?我们今天就来聊一聊它们的故乡:柯伊伯带。
柯伊伯带是太阳系中海王星轨道外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域,柯伊伯带的假说最初是由爱尔兰裔天文学家艾吉沃斯提出,杰拉德·柯伊伯(GPK)发展了该观点。柯伊伯带被认为包含许多微星,它们是来自环绕着太阳的原行星盘碎片,它们因为未能成功地结合成行星,因而形成较小的天体,最大的直径都小于3,000公里。
柯伊伯带有时被误认为是太阳系的边界,但太阳系还包括向外延伸两光年之远的奥尔特星云。早在上世纪50年代,柯伊伯和埃吉沃斯就预言:在海王星轨道以外的太阳系边缘地带,充满了微小冰封的物体,它们是原始太阳星云的残留物,也是短周期彗星的来源地。1992年,人们找到了第一个柯伊伯带天体,到现在已有约1000个柯伊伯带天体被发现,直径从数千米到上千公里不等。许多天文学家认为:由于冥王星的个头和柯伊伯带中的小行星大小相当,所以冥王星应该被排除在太阳系行星之外,而归入柯伊伯带小行星的行列当中,2006年在布拉格召开的第26届国际天文学联合会(IAU)会议上以表决的方式通过决议,最终剥夺了冥王星作为太阳系大行星的地位,将其降为矮行星。
无论如何,柯伊伯带的存在现已是公认的事实,但柯伊伯带为什么会存在着种种疑问成为太阳系形成理论的许多未解谜团的一部分。在距离太阳40~50个天文单位的位置,低倾角的轨道上,过去一直被认为是一片空虚,太阳系的尽头所在。但事实上这里满布着大大小小的冰封物体,热闹无比,就是柯伊伯带。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,最后粘附成一个个大小不一的天体,形成的样子。
可让人疑惑的是如果在柯伊伯带的位置,要形成直径上千公里的天体,那么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,陆续有好几个理论出现,有部分科学家认为柯伊伯带天体是在距离太阳更近的位置成形之后,再被海王星一个个甩出去,因此躲开柯伊伯带总质量不足的问题。
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