神秘的小行星帶與我們的太陽相隔多遠？看看天文學家怎麼說
2023-04-01 05:12:30
在18世紀，對所有已知行星(水星、金星、地球、火星、木星和土星)的觀測使天文學家們發現了它們軌道之間的一條特殊規律。最終，這導致了提丟斯-波德定理，使科學家能夠預測行星之間的數量空的。根據這個定理，火星和木星之間的實際觀測距離空與該定理的推論不一致。對這一現象的研究導致了一個重要的發現。
最後，天文學家發現火星和木星之間有許多小天體。它們被稱為「小行星」。這導致了後來被廣泛使用的「小行星帶」一詞的出現。像太陽系中的所有行星一樣，它們圍繞太陽運行，在太陽系的演化和歷史中扮演著重要的角色。
結構和組成:
小行星帶由幾個大天體和數百萬個小天體組成。較大的天體，如穀神星、灶神星、雅典娜和紐崔萊，佔小行星帶總質量的一半，僅穀神星就佔近三分之一。
此外，還有200多顆直徑超過100公裡的小行星和170多萬顆直徑超過1公裡的小行星。
與迄今為止發現的小行星相比，穀神星包括灶神星，這是2011年黎明號測繪的目標。信貸:美國航天局/歐空局/保羅·申克
總的來說，小行星帶的質量估計為2.8×1021至3.2×1021千克，相當於月球質量的4%。儘管大多數小行星是由巖石構成的，但其中一小部分含有鐵和鎳等金屬。剩餘的小行星是由這些物質和富含碳的物質混合而成的。一些遙遠的小行星經常包含更多的冰和揮發物，包括水冰。
儘管小行星帶包含數量驚人的天體，但主帶中的小行星也分布在非常大的空範圍內。因此，物體之間的平均距離約為965，600公裡(600，000英裡)，這意味著主帶主要由true 空組成。事實上，由於小行星帶物質密度低，現在估計探測器撞擊小行星的概率不到十億分之一。
小行星帶的主要(或核心)數量有時被分成三個區域，這是基於所謂的「柯克伍德缺口」。1866年，丹尼爾·柯克伍德·丹尼爾發現了小行星之間的距離差距，並以他的名字給它們命名。這些空隙類似於土星和其他氣態巨行星的環狀系統。
產地:
最初，小行星帶被認為是一顆更大行星的殘餘，佔據了火星和木星軌道之間的區域。這一理論首先由海因裡希·奧爾德斯向威廉·赫歇爾提出，作為對穀神星和帕拉絲存在的一種可能解釋。然而，這個假設後來被證明有幾個缺陷。
首先，摧毀一顆行星所需要的能量是驚人的，並且沒有提出任何假說來解釋這樣的事件。其次，小行星帶的質量只有月球的4%(冥王星的22%)。與如此微小的天體發生災難性碰撞的可能性非常小。最後，小行星之間顯著的化學差異並沒有指向一個共同的起源。
今天，科學界的共識是，這些小行星不是由原始行星形成的，而是早期太陽系的殘餘，還沒有形成行星。在太陽系歷史的前幾百萬年，重力吸積導致吸積盤質量的形成。這些團塊逐漸聚集在一起，最終達到流體靜力學平衡(變成球形)並形成行星。
然而，在小行星帶區域，行星受到木星引力的強烈幹擾，無法形成行星。因此，這些天體將像以前一樣繼續圍繞太陽旋轉。只有一個天體(穀神星)積累了足夠的質量達到流體靜力學平衡。有時它們碰撞產生更小的碎片和灰塵。
在此期間，小行星在一定溫度的影響下融化，這使得它們內部的元素部分或完全被質量區分開來。然而，由於規模相對較小，這一過程肯定是短暫的。它可能在45億年前結束，也就是太陽系形成後的數千萬年。
儘管這些小行星的存在可以追溯到太陽系的早期歷史，但它們現在的出現並不是早期太陽系的出現。自形成以來，它們經歷了相當大的變化，包括內部加熱、撞擊引起的表面熔化、輻射引起的空之間的風化以及微隕石的撞擊。因此，今天的小行星帶被認為只包含原始帶質量的一小部分。
計算機模擬顯示，最初的小行星帶可能包含相當於地球的質量。主要由於重力的幹擾，大部分物質在形成一百萬年後被拋出，只剩下不到原來質量的0.1%。從那以後，小行星帶的大小分布被認為是相對穩定的。
當小行星帶首次形成時，離太陽2.7天文單位的溫度在冰點下形成了一條「雪線」。本質上，在這個半徑之外形成的小行星可以積累冰，其中一些可以為地球的海洋提供水(甚至比彗星還多)。
離太陽的距離:
小行星帶位於火星和木星之間，距離太陽2.2至3.2天文單位(AU)-3.29億至4.877億公裡(2.0443億至2.9745億英裡)。據估計，它的厚度是一個天文單位(1.496億公裡，即9300萬英裡)，這意味著它與地球距太陽的距離相同。
太陽系中的小行星和木星:一個環形的小行星帶位於木星和火星的軌道之間。來源:維基百科
小行星距太陽的距離(它的半長軸)取決於它在三個不同區域之一的分布，這三個區域是基於小行星帶的「柯克伍德缺口」。區域1位於4:1共振和3:1共振柯克伍德間隙之間，約為206和250澳大利亞元(3至37.4億公裡；它們距離太陽18.6億到23億英裡。
第二區從第一區的末端延伸到一個5:2的共振間隙，即282金(42.2億公裡；遠離太陽。帶的最外面部分，即第三區，從第二區的外邊緣延伸到一個2:1的共振間隙，位於約328金(49億公裡；30億英裡)。
儘管許多宇宙飛船已經到達了小行星帶，但它們中的大部分都是在前往外太陽系的途中經過的。直到最近幾年，隨著黎明號的任務，小行星帶才成為科學研究的焦點。在未來的幾十年裡，我們可能會發現自己派遣宇宙飛船去那裡開採小行星，收集礦物和冰供地球使用。
作者:universetoday
風雲:火星蜘蛛
如果有任何侵犯相關內容，請聯繫作者在30天內刪除它。
複製也需要授權，應該注意保持完整性和指出來源。
