小行星群(Asteroids)

   1801年一月的第一天, 裘傑沛•皮亞茲(Giuseppe Piazzi) 發現了一個小星體,剛開始他以為是顆新出現的彗星。 之後卻發現這星體的繞行軌道不像是彗星,反而像是一顆小型的行星。 皮亞茲以西西里島上的穀物女神西瑞絲來命名。隔年又有三顆小星體 被發現(帕拉斯Pallas、維斯妲Vesta、以及茱諾Juno),等到十九世紀末時, 已發現幾百顆星體了。

    今已有幾十萬顆小行星被發現及命名。每年發現的數量超過千顆, 但仍有數以萬計的星體因為太小而無法從地球(Earth)上觀測到。 至今所知有26個直徑超過200 km的小行星。 我們對大的星體已有相當清楚的調查數字, 其中直徑超過100km的星體已經有99%觀測完成, 而直徑10km至100km大的星體則已經有一半以上編入記錄中, 但我們對於小型的星體仍然不甚了解;或許還有將近一百萬顆1km大小的小行星存在。

   有的小行星的質量總和小於 月球(Moon)

   243 艾達(Ida)951蓋斯普拉(Gaspra)伽利略號(Galileo)太空船 飛往木星的途中被拍攝到。尼爾計畫(NEAR) 在1997年6月27日飛往253梅西爾德(Mathilde)時傳回許多影像(左圖)。尼爾計畫(現在被命名為"尼爾─舒馬克(NEAR-Shoemaker)計畫") 在1999年1月進入433愛洛斯(Eros)的軌道且傳回大量的影像及資料。這顆小行星是目前唯一被近距離研究的小行星。

   今最大的小行星是1 西瑞斯(Ceres),他的直徑有933 km,其質量約是其它所有小行星質量總和的25%,僅次於西瑞斯大的是 2 帕拉斯(Pallas)4 維斯妲(Vesta)以及 10 海基雅(Hygiea),他們的直徑約在400km至525km之間。其他已知的小行星其大小都小於340km。

   於小行星、彗星、及衛星間的 分類仍有一些爭議。有很多行星的衛星都被認為可能是遭行星捕獲的小行星。像是 火星(Mars)的兩顆小型衛星 戴摩斯(Deimos)佛柏斯(Phobos)木星(Jupiter)外圍八顆衛星、離 土星(Saturn)最遠的衛星, 菲碧(Phoebe)、 還有土星天王星(Uranus)海王星(Neptune) 最近被發現的一些新衛星,或許都比較像是小行星而不像是大型衛星。 (這頁最頂端的照片是將艾達、蓋斯普拉、戴摩斯及佛柏斯大致等比例合成的)

    行星的分類以頻譜(spectra,可知他們的化學組成)和 反照率(albedo)可分成數種:

因為在觀察時會有偏差(例如像較暗的C-型就較難看見),因此上述比例並不代表小行星種類真正的分布。(事實上,現今仍使用許多不同的分類依據)

    於小行星群的分布密度至今只有非常少的資料可供分析, 但從尼爾計畫中利用小行星與太空船間的重力牽引(非常小), 造成太空船傳回地球的無線電波所產生的都卜勒效應來推算, 可以估計出梅西爾德的質量。令人驚訝的是他的密度被證實出並沒有比水大多少, 因此可知它並非堅硬的固體,而是由一堆殘骸緊密結合而成的。

   行星群依他們在 太陽系中的位置又可以加以分類:

在主要環帶中,小行星與小行星的主要聚集區之間,有個有個相當空的區域被稱為 科克伍德間隙(Kirkwood gaps)這是因為位於這區域的星體其軌道週期會等同於 木星的一小部分,因此會受到木星引力的加速而離開這個位置,而造成了間隙。

   外太陽系也有一些"小行星" (被稱作" 半人馬 Centaurs"):2060 客戎(Chiron)(aka 95 P/Chiron)的軌道在 土星(Saturn)天王星(Uranus)間; 5335 達摩克里斯(Damocles)的軌道範圍從靠近火星(Mars) 到超過天王星;5145 佛勒斯(Pholus)的軌道從土星到超過 海王星(Neptune)。或許在這之間還有很多,但像這種跨行星的軌道多半不太穩定, 而且很可能在未來會受到其它行星的引力而攝動(perturbed) ,造成行星或衛星偏離正常軌道的運行。這些星體的構成很可能比較像彗星或是 柯伊伯帶(Kuiper Belt)中的星體,而與一般的小行星並不相似。特別是客戎,現今已將它歸類為彗星。

   4 維斯妲(Vesta) 最近被哈伯太空望遠鏡(HST) 觀測研究(見左圖)。它是一顆非常有趣的小行星,看起來有分層,跟 類地(terrestrial)行星 相似。這暗示了維斯妲僅僅靠著內部的長半衰期放射性同位素所釋放出的熱能, 仍不足以將整個小行星完完全全融化,因而造成了內部分層的結構。在維斯妲上面還有 一個被撞擊的大型盆地,盆地深到露出在地殼下面的地函。

    然用肉眼看不到這些小行星,但用雙筒望遠鏡或是小型望遠鏡就可以看到很多。

小行星列表

我們將一些小行星及彗星列在下面以便比較 (平均距離以一千公里為一單位,距離從太陽開始算起;質量單位為公斤)
No.  Name      Distance  Radius     Mass  Discoverer   Date
---- ---------  --------  ------  -------  ----------  -----
2062 Aten         144514       0.5   ?      Helin       1976
3554 Amun         145710       ?     ?      Shoemaker   1986
1566 Icarus       161269       0.7   ?      Baade       1949
 951 Gaspra       205000       8     ?      Neujmin     1916
1862 Apollo       220061       0.7   ?      Reinmuth    1932
 243 Ida          270000      35     ?      ?           1880?
2212 Hephaistos   323884       4.4   ?      Chernykh    1978
   4 Vesta        353400     265  3.0e20    Olbers      1807
   3 Juno         399400     123     ?      Harding     1804
  15 Eunomia      395500     136  8.3e18    De Gasparis 1851
   1 Ceres        413900     466  8.7e20    Piazzi      1801
   2 Pallas       414500     261  3.18e20   Olbers      1802
  52 Europa       463300     156     ?      Goldschmidt 1858
  10 Hygiea       470300     215  9.3e19    De Gasparis 1849
 511 Davida       475400     168     ?      Dugan       1903
 911 Agamemnon    778100      88     ?      Reinmuth    1919
2060 Chiron      2051900      85     ?      Kowal       1977

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開放性議題


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Bill Arnett; last updated: 2000 Oct 26