古柏帶20週年：改變太陽系認知的發現

csa2

古柏帶（Kuiper Belt）是指海王星軌道以外的小行星帶。天文學家於1992年發現第一顆古柏帶天體（Kuiper Belt Object，KBO）迄今已20年，已知的KBO多達1,000顆以上。這些KBO的發現，改變了天文學家眼中的太陽系風貌。        　　事實上，第一顆古柏帶天體的發現應該溯及1930年，也就是原為行星、現為矮行星的冥王星，第二顆發現的KBO則是1978年發現的冥王星衛星—凱倫（或稱冥衛一，Charon）。而「古柏帶」這個名詞，來自著名的行星科學家Gerard Kuiper及後繼的其他行星科學家於1930～1950年代提出的各種假設理論；然而一直到1992年，偵測技術才足以發現海王星軌道以外的其他古柏帶天體。
　　左圖是迄今已知的古柏帶天體分佈圖，橫軸為與太陽的距離，縱軸為數量。不過，這些已知的古柏帶天體大概僅佔了所有KBO的一小部分而已。這是因為天文學家只搜尋了天空的一小部分，還未展開全天搜尋的工作。天文學家估計，直徑約100公里以上的KBO數量很可能超過10萬顆，而直徑在100公里以下到1~2公里左右的小型KBO數量更可能高達數十億顆。冥王星和這些典型KBO相較之下算是龐然大物的，因為它的直徑幾近2400公里，不過這樣的大小，開車繞冥王星赤道一周，只相當於地球上從美國曼哈頓到莫斯科的距離而已。大小差異立見。
        　　絕大部分已知KBO的直徑大約在100~300公里左右，約為冥王星直徑的1/10。但也有些已知KBO的直徑在100公里以下，有些則在300公里以上。事實上，KBO的差異度非常大，例如：

•                 有些是紅色的，有些是灰色的。
•                 有些表面覆滿水冰，但其他的（如冥王星）卻是某些特異的易揮發物質所凝結而成的冰，如甲烷或氮等。
•                 許多KBO擁有衛星，不過都沒冥王星擁有5顆這麼多。
•                 有些KBO的表面反照率非常高（如冥王星），其他的則多半昏暗。
•                 由冥王星的密度推斷，它內部約有70%為岩石。而有些KBO的密度遠比冥王星還低，顯示它們主要由冰構成。少數幾顆KBO的密度比冥王星還大，顯示它們的組成中岩石所佔的比例更多。
  

　　如右圖，幾個KBO天體的比較，其中鬩神星（Eris）原本以為比冥王星大，但經過數度測量後，發現它實際上比冥王星小一點點。
        　　新視界號（New Horizons）計畫主持人Alan Stern表示：關於KBO的這些分類，雖非對太陽系認知最重要的新發現，但是仍有其重要之處。他認為關於KBO對認識太陽系有3個最重要的地方：

•                 我們的行星系統遠比之前認為的還大許多。事實上，直到發現古柏帶之後，天文學家才瞭解到這是太陽系中最龐大的結構。在1992年之前對太陽系的認識，就像是少繪製了太平洋的地球地圖一樣。
•                 太陽系和其他系外行星系統中的行星位置、軌道橢圓率和傾角等，都會隨時間改變，某些狀況下甚至會成群遷移。科學家有確切證據證明含冥王星在內的許多KBO是在離太陽比較近、現在被那些木星、土星等氣體巨行星所佔據的地方誕生的。
•                 最後一點可能是讓人最驚奇的一項：我們太陽系，很可能還有許多其他的系外行星系統，都比較善於製造小一點的行星；換言之，小一點的行星或天體是太陽系或這些系外行星系統中數量最多的族群。現今太陽系中的矮行星數量超過一打（雖然已正式命名的只有5顆），數量已超過4顆氣體巨行星加上4顆岩質行星的數量。但科學家估計在古柏帶中或古柏帶以外的太陽系外側，應該存有的矮行星數量還遠不只如此，可能超過10,000顆以上。
  

        　　從上述這些狀況來看，要不是發現了古柏帶，人們還不知道原來他們錯過了這麼大一片太陽系領土，不知道原來矮行星很可能是太陽系最大的行星級天體族群，甚至很可能是銀河系中最大的行星級天體族群，不知道原來太陽系裡的行星和矮行星們顏色、表面反射率、軌道和表面組成差異度這麼大，也不會知道絕大部分的行星目前所在的位置其實不是原來誕生的位置。
        　　新視界號太空船目前已在24AU遠處，預定將在2015年飛掠冥王星系統，之後變朝太陽系更深處去探索。藉由這艘太空船和其他大型地面望遠鏡、太空望遠鏡的輔助，或許再一個20年，人們對太陽系的認識又有一番天翻地覆的改變也說不定。

charles123

Thanks for your sharing!
There are always new things discovered  everyday!

maxlive

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發現1992這個星體的科學家。在2012年卲逸夫獎領獎。這只是人類一小步，但對整個太陽系和銀河系都十分相似的了。你有的，而我們都會有。我們要牢記着我們太陽系不是宇宙的中心。每一樣在天上看到的其實都會有機會重覆在我們眼前展現。

tigerb

少少分享

太陽系的主要成員：由左至右依序為（未依照比例）海王星、天王星、土星、木星、小行星帶、太陽、水星、金星、地球和月球、火星，在左邊可以看見一顆彗星。

太陽系（英語：Solar system、拉丁語：Systema solare），是以太陽為中心，和所有受到太陽的重力約束天體的集合體：8顆行星、至少165顆已知的衞星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。這些小天體包括小行星、古柏帶的天體、彗星和星際塵埃。

現今太陽系中的矮行星數量超過一打（雖然已正式命名的只有5顆），數量已超過4顆氣體巨行星加上4顆岩質行星的數量。

太陽系的行星和矮行星。圖中唯大小依照比例，距離未依比例。

矮行星與類冥矮行星

5顆矮行星
矮行星之一 —— 穀神星是太陽系的區域「小行星帶」的小行星。其餘冥王星、鬩神星、鳥神星、妊神星都是類冥矮行星，它們都是太陽系在海王星軌道外的類冥矮行星。
註: 類冥矮行星、類冥天體或冥王星型天體（plutoid）指海王星外天體中的矮行星。


Artistic comparison of Eris, Pluto, Makemake, Haumea, Sedna, 2007 OR10, Quaoar, Orcus, and Earth. These eight trans-Neptunian objects(海王星外天體) have the brightest absolute magnitudes(絕對星等), although several other TNOs have been found to be physically larger than Orcus, and several more may yet be found.

矮行星
在2006年8月24日在捷克首都布拉格舉行的第26屆國際天文聯合會的大會中確認了矮行星的稱謂與定義，決議文對矮行星的描述如下：
以軌道繞着太陽的天體。
有足夠的質量以自身的重力克服固體應力，使其達到流體靜力學平衡的形狀（幾乎是球形的）。
未能清除在近似軌道上的其他小天體。
不是行星的衞星，或是其他非恆星的天體。

在2006年的IAU會員大會定義了「矮行星」之後，穀神星、冥王星和鬩神星成為第一批的矮行星成員。然而，對如何測量與認定流體靜力平衡，在章程中卻未加定義。沒有正式的方法去界定矮行星的下限，因此小天體不能自動的成為矮行星或類冥矮行星。

它被注意到，在命名的過程中這些規則可能是無效的，即使如此，少數的這些天體或許可以依據它們的形狀就可以確實的認定。因此，IAU宣佈要成為類冥矮行星並獲得命名的天體，要具有下列的資格：
(a) 軌道半長軸要比海王星長。
(b) 絕對星等要大於H = +1 等。

而在2008年6月11日於挪威首都奧斯陸定義了類冥矮行星：
類冥矮行星是在比海王星更遠的距離上環繞太陽運轉的天體，他有足夠的質量以自身的重力克服流體靜力平衡，使形狀接近球體，但是未能在軌道上 清除鄰近的小天體。類冥矮行星的衞星本身不是類冥矮行星。

只是非常簡單的定義：所有海王星外天體中的矮行星都是類冥矮行星。

相應的，類冥矮行星可以被視為是矮行星和海王星外天體的交集。在2008年，冥王星、鬩神星、鳥神星和妊神星是僅有的類冥矮行星，但還有多達42個天體可能會被納入此一分類中。

海王星外天體的核心是冰，因此只需要400公里 (250英里) － 地球直徑的3%－ 的直徑就可以輕鬆的達到重力上的平衡，使它們因身為矮行星而成為類冥矮行星。

古柏帶 vs 小行星帶



古柏帶
凱伯帶（英語：Kuiper belt，還稱作倫納德-凱伯帶，又譯庫柏帶、柯伊伯帶）是太陽系在海王星軌道（距離太陽約30天文單位）外側的黃道面附近、天體密集的中空圓盤狀區域。

凱伯帶的位置處於距離太陽40至50天文單位低傾角的軌道上。該處過去一直被認為空無一物，是太陽系的盡頭所在。但事實上這裏熱鬧無比，滿佈着直徑從數公里到上千公里的冰封物體。凱伯帶上的這些物體是怎麼成形的呢？如果按照行星形成的吸積理論來解釋，那就是他們在繞日運動的過程中發生碰撞，互相吸引，最後黏附成一個個大小不一的天體，形成現在的樣子。

凱伯帶是現時我們所知的太陽系的邊界，是太陽系大多數彗星的來源地。自從冥王星被發現，就有天文學家認為冥王星應該排除在太陽系的行星之外，而由於冥王星的大小和凱伯帶內大的小行星大小相近，20世紀末更有主張該歸入凱伯帶小行星的行列當中；而冥王星的衛星則應被當作是其伴星。在2006年8月的國際天文學聯合會已經將冥王星、穀神星與新發現的鬩神星一起歸入新分類的矮行星。


主要的小行星帶（以白色顯示）位於火星和木星軌道之間。從天球北極觀察。

小行星帶
小行星帶是太陽系內介於火星和木星軌道之間的小行星密集區域。在已經被編號的120,437顆小行星中，有98.5%是在這裡被發現的。小行星是由岩石或金屬組成，圍繞着太陽運動的小天體。因為在比較上這是小行星最密集的區域，估計為數多達50萬顆，所以這個區域被稱為主小行星帶，簡稱「主帶」。

在紅外線波段的巡天顯示，直徑在1公里以上的小行星數量在700,000至1,700,000顆之間，而且還可能更多。在主帶內，直徑大於100公里的小行星超過200顆。在小行星帶內最大的天體是穀神星，也是帶內唯一的矮行星。小行星帶的總值量估計是3.0-3.6×1021 公斤，這僅有地球衞星月球質量的4%，而穀神星就佔了其中的三分之一；11顆最大的小行星則佔有主帶內一半的質量。

小行星帶由原始太陽星雲中的一群星子——比行星微小的行星前身——形成。木星的引力阻礙了這些星子形成行星，並造成許多星子相互間高能量的碰撞，於是清掃了這一區域，造成許多殘骸和碎片。小行星繞太陽公轉的軌道，繼續受到木星的攝動，形成了與木星的軌道共振。在這些軌道距離（即柯克伍德空隙）上的小行星會被很快地掃進其它軌道。

主帶內最大的三顆小行星是智神星、婚神星和灶神星，它們的平均直徑都超過400 公里；在主帶中只有一顆矮行星——穀神星，直徑大約950 公里；其餘的小行星都不大，有些甚至只有塵埃那樣大。小行星帶的物質非常稀薄，已經有好幾艘太空船平安的通過而未曾發生意外。在主帶內的小行星依照它們的色彩和主要形式分成三類：碳質、矽酸鹽和金屬。小行星之間的碰撞可能形成擁有相似軌道特徵和成色的小行星族，這些碰撞也是產生黃道光的塵土的主要來源。

http://down.159.com/bells/user/2011/12/20/jiker2011112115044187.mp3

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sandycars

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thx you for sharing ~~~