科伊伯帶(Kuiper Belt)

歐特雲(Oort Cloud)



   1950年的一月,歐特(Oort)發現了:
  1. 所有被觀測到的彗星(Comet)軌道都顯示出,他們不是來自於行星之間的星際空間。
  2. 所有遠日點(aphelia)都強烈趨向位於大約50,000A.U(天文單位)遠的距離,還有
  3. 彗星來的方向非常地分散。
根據這些結果,他提出彗星是具有存於太陽系外圍區域的一片巨大雲層之中, 這就是所謂的歐特雲(Oort cloud)。利用統計方法的計算,在歐特雲中應該 有一兆顆(10的12次方)左右的彗星,可惜的是每一個彗星都很小,再加上距 離又如此遙遠,因此歐特雲的存在至今仍然沒有直接的證據。

   特雲如果算在太陽系的質量之內, 將會佔有非常大的比例,甚至大於或等於木星(Jupiter)。不過這幾乎只是純粹的 推論而已,因為我們不知道究竟有多少彗星在那外頭,更不知道他們每一顆有多大。

   伊伯(Kuiper)帶(Belt) 是一個盤狀的區域,它經過海王星(Nepture)的軌道, 距離太陽大約30到100個天文單位(A.U),這個區域中 有許多結冰的小型星體,目前我們認為科伊伯帶就是短週期彗星的來源地。

   伊伯帶星體的運行軌道常常會因為受到與巨大行星之間交互作用的影響, 導致這些星體就很有可能因為一次太靠近海王星的相遇,而被送到太陽系之外,或是進入一個可能穿越其他巨大行星的 軌道,甚至是到達太陽系的內部。

    前已知有九顆星體運行在木星和海王星之間(包括2060奇隆,Chiron(又稱為95P/Chiron)以及5145佛拉斯,Pholus; 參閱小型行星中心(Minor Planet Center,MPC)的清單), 國際天文聯合會(International Astronomical Union ,IAU)將這類星體定名為山塔爾斯(Centaurs)。這些星體軌道並不穩定, 他們幾乎都是〝亡命〞自科伊伯帶而來,他們未來的命運則並不可知。他們有些會顯現出衛星的行為(例如他們有點模糊的影像, 表示有些氣體揮發的彗髮,coma存在)。這其中最大的一顆是奇隆,它的直徑大約是170公里, 比哈雷彗星(Halley)要大20倍,如果他一旦受到擾動,進入到達太陽附近的軌道,那麼他無疑是將一 顆非常壯觀的彗星。

   趣的是,看來歐特雲裡的星體要比科伊伯帶的星體形成於更靠近太陽的位置。 當小星體形成於巨大行星的週遭時,會由於重力場相遇的關係,而被射出太陽系,那些並未完全逃離的星體便形成了遙遠的 歐特雲。遠遠在外所形成的小星體則沒有這一類的交互作用產生,因此仍維持原狀地成為科伊伯帶星體。

   近發現了好幾個科伊伯帶的星體,包括1992QB1和1993SC(上圖), 它們看起來是非常小的結冰體,和冥王星(Pluto)崔頓(Triton)類似 (不過比較小)。目前有超過300顆已知在海王星之外的星體(到2000年中為止),參閱MPC的清單。 許多的軌道和海王星之間有3:2的共振比關係(這和冥王星一樣)。根據對某些對某些最亮的星體所做的色彩測量發現,它們竟是呈現了不尋常的紅色!

   估計在科伊伯帶之中,直徑超過100公里的星體至少超過35000個, 它們的數量(與質量)足足是小行星帶(asteroid belt)中相似大小星體數量的好幾百倍。

   組由Anita Cochran所率領的天文學者團隊,報導出由 哈伯太空天文望遠鏡(Hubble Space Telescope)所探測到極為 黯淡的科伊伯帶星體(左圖),這些星體都非常地小而黯淡,大約只有20公里左右的大小,估計可能有 多達一億顆這樣的彗星,存在於低角度的軌道上,閃耀著比哈伯太空望遠鏡觀測極限(28等星)還要亮 的光芒。(不過在接下來要利用哈伯太空望遠鏡確認此結果的嘗試卻失敗了) 我們目前有5145佛拉斯的光譜和感光資料顯示,它的反照率非常低(小於0.1),它的光譜指示出了有機物的存在,而他們看起來通常比較暗沉(例如哈雷彗星的彗核)。

   們目前有5145佛拉斯的光譜和感光資料顯示, 它的反照率非常低(小於0.1),它的光譜指示出了有機物的存在,而他們看起來通常比較暗沉(例如哈雷彗星的彗核)。

   些天文學家相信崔頓、冥王星和他的衛星開隆(Charon) 只不過是科伊伯帶星體中最大型的例子。(不過即使如此,由於歷史性的理由,冥王星身為主要行星的正式分類並不會受到影響。)

   過更加令人感到好奇的是,這些星體幾乎確定就是當時形成整個太陽系之星雲的原始殘餘, 它們的組成與分佈,為我們對於太陽系形成初期的演化模式推論,設下了重要的限制。

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開放性議題


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Bill Arnett; last updated: 2001 Jan 4