导语:人类总是仰望天空,对夜间所看到的物体的性质感到好奇,以满足他们的好奇心。这或许可以解释为什么要进行太空探索。此外,这也带来了重大的发现,其中一个值得注意的观察就是柯伊伯带。柯伊伯带是太阳系中海王星轨道之外的一个广阔的天文区域。它也被称为太阳系的第三区或外海王星区。它以天文学家杰勒德·柯伊伯(Gerard Kuiper)的名字命名,柯伊伯在1951年提出,在海王星之外可能存在一条冰状天体带,以解决彗星这个令人困惑的谜团。

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柯伊伯带

1、柯伊伯带是什么?

柯伊伯带是海王星之外的一大片空间。柯伊伯带是太阳系中最大的结构之一,其他的还有奥尔特云、日球层和木星的磁层。它的整体形状就像一个膨胀的圆盘,或者甜甜圈。它的内缘从海王星的轨道开始,距离太阳大约30个天文单位。(1天文单位是地球到太阳的距离。)柯伊伯带的内部主要区域结束于离太阳大约50个天文单位的距离。在柯伊伯带主要部分的外缘重叠的是第二个被称为散射盘的区域,它继续向外延伸到近1000个天文单位,轨道上的一些天体甚至更远。

2、柯伊伯带的形成

柯伊伯带的起源及其复杂的构造尚不清楚。这条带被认为是由行星组成的,这些星体是原始原行星盘上的碎片,这些碎片未能完全结合成行星。相反,它们形成了更小的物体,最大的直径为2376公里/1.476英里。模拟表明木星海王星强烈地影响了这条带。这些行星连同天王星可能已经形成了更接近太阳然后迁移,从而在太阳系历史的早期散射星体。

解释/呈现柯伊伯带形成的最流行模式是尼斯模型。这个模型将柯伊伯带的形成定位在离太阳更近的地方,海王星现在在那里运行。当海王星和天王星从太阳迁移时,它们的引力把较小的物体推到离太阳更远的地方。它们的轨道保持稳定,如果它们离得太近,往往会被海王星推回去。一些扰动通常被认为是假设的行星X,但仍有待证明或否定。

3、结构与组成

这条带很厚,主浓度在黄道面外长达10度。物体的一些扩散分布延伸了好几倍。海王星,由于轨道共振,对柯伊伯带的结构有着深远的影响。它的引力使某些区域的任何物体的轨道不稳定,要么将它们送入太阳系内,要么进入分散的圆盘或星际空间。

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正因为如此,柯伊伯带与小行星带中的柯克伍德带有一些明显的空隙。在40至42 AU之间的区域,物体无法保持稳定的轨道。在与海王星的2:3和1:2共振中,在大约42-48 AU的范围内,引力相互作用发生在一个较长的时间尺度上。许多物体的轨道没有改变。这是经典的柯伊伯带段。

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柯伊伯带相关研究

1、柯伊伯带群体的原型被认为是Albion

柯伊伯带群体的原型被认为是Albion,第一个被发现的现代KBO。这一群体似乎由两个不同的群体组成:动态冷种群,它们的轨道与行星的轨道相似,几乎是圆形的,轨道偏心度小于0.1,低倾角可达10度左右。这个填充还包含名为内核的对象,它们的半轴位于44 AU-44.5 AU。 动态热种群,它们的轨道更倾向于黄道,高达30度。它们的温度更高,速度更快,最大的KBO也是其中的一部分,比如冥王星。

开尔文带的温度一般在50度左右。这些物体主要由甲烷、氨和水等冷冻挥发物组成。当谈到矮行星时,它们的组成不同,更加复杂和丰富。马克含有多碳氢化合物,冥王星和夸奥尔表面富含挥发性化合物,如甲烷、氮气和一氧化碳。一般情况下,KBO在颜色、反照率等方面存在差异,推测“热人口”在离太阳更近的地方形成,而寒冷的群体则更远。

2、柯伊伯带的尺寸和质量

一般情况下,动态冷人口的质量比动态热人口的质量少30倍左右。尽管它的范围很广,但据估计,热人口的数量约占人口总数的1%。地球。另一方面,寒冷的人口要少得多,只有地球质量的0.03%。探测到的最小KBO直径仅为980米,最大的是冥王星,直径为2376公里/1.476英里。有成千上万的柯伊伯带天体,其中大多数至少有60英里/100公里宽。因为它这么大,我们还没有对它的总体大小和质量得出最后的结论。一些估计显示,数百万KBO的存在,其他数据表明,柯伊伯带延伸超过55 AU。

3、最大的KBO

随着观测的继续,人们发现了越来越大的KBO。最大的kbo通常被归类为矮行星,其中最大的是冥王星。已经发现的六个最大的KBO是厄里斯(2.326公里/1.445英里)、冥王星(2,376公里/1.476英里)、马克马克(1 430公里/888英里)、豪梅(1,632公里/1.014英里)、夸奥尔(1,110公里/689英里)。这些kbo的直径比我们的月亮小。某些天体,如海王星的月球Triton,被认为是一个捕获的KBO天体。Triton比冥王星大14%,表面成分相似,但它仍然比我们的月亮小。

4、散射盘区与100 AU以上的柯伊伯带重叠

散射盘区与100 AU以上的柯伊伯带重叠。这是一个人口稀少的地区,发现最大的SDO是Eris,这通常被认为是KBO。模型表明,柯伊伯带和散射圆盘形成于原始带。由于引力作用,主要是与海王星的相互作用,这些物体被送向外。有些物体有稳定的轨道-KBO-而有些物体的轨道不稳定。SDO的不稳定性是造成许多短周期彗星的原因。他们被迫进入太阳系内部,先是成为半人马,然后是短周期彗星。

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结语:关于柯伊伯带的明确定义还存在争议,许多问题暂时还没有解决。2006年前后,九颗恒星周围发现了许多柯伊伯带状构造。它们似乎分为两类:宽腰带(半径超过50 AU)和窄带(半径在20到30 AU之间)。在这些恒星中,约有15%至20%的太阳型恒星有观察到的红外过量,这暗示着巨大的柯伊伯带状结构。