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太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云

2016-02-17 12:53阅读：

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太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云已经被发现的柯伊伯带大型天体
柯伊伯带是太阳系在海王星轨道（距离太阳约30天文单位）外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域。冥王星到太阳48亿公里，柯伊伯带到太阳80亿公里。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·柯伊伯发展了该观点。杰拉德·柯伊伯（Gerard Kuipe 1905.12.7―1973.12.24），荷兰裔美国天文学家，提出在太阳系边缘存在一个由冰物质运行的带状区域，为了纪念柯伊伯的发现，这个区域被命名为“柯伊伯带”。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
杰拉德·柯伊伯（Gerard Kuipe ）
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。近代的计算机模拟显示柯伊伯带受到木星和海王星极大的影响，同时也认为即使是天王星或海王星都不是在土星之外的原处形成的，因为只有少许的物质存在于这些地区，因此如此大的天体不太可能在该处形成。换言之，这些行星应该是在离木星较近的地区形成的，但在太阳系早期演化的期间被抛到了外面。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云Kuiper Belt 柯伊伯带 
1984年，费南德兹和艾皮的研究认为与被抛射天体的角动量交换可以造成行星的迁徙。终于，轨道的迁徙到达木星和土星形成2:1共振的确切位置：当木星绕太阳运转两圈，土星正好绕太阳一圈。引力如此的共振所产生的拉力，最终还是打乱了天王星和海王星的轨道，造成它们的位置交换而使海王星向外移动到原始的柯伊伯带，造成了暂时性的混乱。当海王星向外迁徙时，它激发和散射了许多外海王星天体进入更高倾角和更大离心率的轨道。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云Kuiper Belt 柯伊伯带
科学家先前已经知道行星的轨道会漂移，特别是天王星与海王星，更是从成形之后就已经逐渐向外移动。Levison和Morbidelli提出的理论模型认为：太阳系原始星云有个过去并不知道的边界，大概是海王星的位置，也就是距离太阳约30天文单位的地方。在这个范围内，各个行星、卫星、小行星、彗星以及柯伊伯带上天体都有足够的质量得以碰撞吸积成形；而在这个范围以外，就是空无一物的太空。当这些大天体成形并逐渐向外移动的时候，柯伊伯带上的天体也被带着往外迁移。然后当海王星碰到太阳系原始星云的边界后，它不得不停下来，因此才会停留在的轨道上。至于这些柯伊伯带上的天体，就在海王星迁移的最后一个阶段，逐渐被甩出去而形成。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
1992年，人们找到了第一个柯伊伯带天体（KBO）；如今已有约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；而冥王星的卫星则应被视作其伴星。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。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
1950年，荷兰天文学家奥尔特（J.H.Oort)作了彗星轨道的统计研究，发现轨道半径为3万至10万天文单位的彗星数目很多，他推算那里有个大致球层状的彗星储库，有上千亿颗彗星。早在1932年欧匹克（E.Opiek）也曾提出过类似看法，这个彗星储库称为“奥尔特云”，那里的彗星绕太阳公转的周期长达几百万年。更仔细研究，奥尔特云中有上万亿至十万亿颗彗星。当然，这些遥远的彗星绝大多数尚不能直接观测到，只有在恒星的引力摄动下或彗星相互碰撞时，有的彗星发生很大的轨道变化，当它沿扁长轨道进入内太阳系时，才成为“新”彗星被观测发现。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
1951年，美国天文学家柯伊伯（G.Kuiper)研究彗星性质与彗星形成，认为在太阳系原始星云很冷的外部区里的挥发物凝聚为冰体一彗星，当外行星在冰体群中长大时，外行星的引力弥散作用使一些彗星驱入奥尔特云，但是冥王星之外没有行星形成，他提出冥王星之外有个彗星带一即柯伊伯带，那里有很多彗星，它们的轨道近于圆形，轨道面对黄道面倾角不大。1964年，惠普尔（F.Whipple）等提出，冥外彗星带会引起外行星及彗星引力摄动，若此带在40天文单位处，则彗星总质量约为地球质量的80%；若在50天文单位处，则总质量为地球的1.3倍。1988年邓肯（M.Duncan）证明，柯伊伯带是短周期彗星的主要源，而奥尔特云不是它们的源区。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
2014年8月1日天文学家宣称在太阳系边缘的柯伊伯带发现了两个新的冰冻天体。据悉，这是他们在利用哈勃太空望远镜进行观测仅两周后就取得的发现。柯伊伯带被认为是太阳系的尽头所在，遍布着直径从几公里到上千公里不等的冰封微行星。发现的两个天体距离地球约64亿公里，名称是1110113Y和0720090F。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
1950年荷兰天文学家奥尔特对41颗长周期彗星的原始轨道进行统计后认为，在冥王星轨道外面存在着一个硕大无比的“冰库”，或者说是一个巨大的“云团”。这个云团一直延伸到离太阳约22亿千米远的地方。太阳系里所有的彗星都来自这个云团，因而人们把它称为奥尔特云。直至今日，只有90377号小行星被认为可能是奥尔特星云的天体，其轨道介乎76至850个天文单位之间，比预计的轨道接近太阳，有可能来自奥尔特星云内层。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云Oort Cloud 奥尔特云
奥尔特云，是一个假设包围着太阳系的球体云团，布满着不少不活跃的彗星，距离太阳约50,000至100,000个天文单位，最大半径差不多一光年，即太阳与比邻星距离的四分之一。天文学家普遍认为奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云之残余物质，并包围着太阳系。在望远镜发明后的四个世纪里，奥尔特星云中只有很小一部分彗星进入过太阳系。彗星受到寒冷的高层宇宙空间的保护，被认为是太阳系形成时早期星云的残骸。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云奥尔特云不像柯伊柏带和八大行星的轨道一样接近黄道面，而是呈独特的圆球状。
奥尔特云不像柯伊柏带和八大行星的轨道一样接近黄道面，而是呈独特的圆球状。奥尔特云的内侧离太阳1490亿公里。
太阳系的边缘柯伊伯带和奥尔特云
由奥尔特云被提出，对于它们的形成，科学界各有不同学说，但如今，天文学家认为奥尔特云是50亿年前形成太阳及其行星的星云之残余物质，并包围着太阳系。最广为人们接受的假设，是奥尔特云物体其实是在比柯伊柏带更接近太阳的地区形成的，与其它行星及小行星相似，但是由于它们经常被大行星的引力影响，及后被仍年轻的大型气体行星，诸如木星等天体的强大引力将之逐出太阳系内部，使它们拥有极为椭圆或抛物线状的轨道，散布于太阳系的最外层。同时，这个过程也把它们的轨道偏离黄道面，并形成奥尔特云呈球状的形态。一些在远处的天体之轨道又被附近的恒星摄动，使之变为圆浑，并能长期处于太阳的远方。而远离八大行星的物体因不受到大行星的影响，散布于接近黄道面的盘状区中，形成柯尔柏带。这个理论解释了为何奥尔特云不像柯尔柏带和八大行星的轨道一样接近黄道面，而是呈独特的圆球状。

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