发现柯伊伯带

<正>1992年夏天，在美国夏威夷的一座山顶上，两位科学家使用望远镜发现了一个穿越双鱼座的光点，这个不起眼的小天体位于距离海王星10亿千米之外的轨道上，它的发现标志着科学家们真正发现了柯伊伯带，从而将人类对太阳系的理解向前推进了一步。柯伊伯带是太阳系形成过程中遗留下来的一个存在着大量冰冻天体的地带，它的形状像一个甜面包圈。那里曾经被认为是一片虚空，但那个小天体的发现，证明它并非一无所有。它的存在表明，在太阳系已知行星的轨道之外还潜藏着一个更加神秘的世界。     

散射柯伊伯带天体的来龙去脉

柯伊伯带是20世纪90年代的重大天文发现之一.位于柯伊伯带主带之外的散射盘天体,以其所具有的与彗星相似的轨道大偏心率和高倾角,吸引了人们的注意.这些天体的来龙去脉,以及与奥尔特彗星云的关系,成为当前一个有理论和实际意义的争论课题.本文的轨道演化模拟显示,已知的散射天体中的大多数是非常稳定的,它们很可能起源于该区原始星云;亚稳和不稳定散射天体的大部分来源于散射盘外部,远至奥尔特云区域,极个别来自太阳系内部;在今后至少6 000万年内,当前观测到的散射盘天体不会走近太阳成为彗星.     

散射柯伊伯天体的来龙去脉

柯伊伯带是20世纪90年代的重大天文发现之一。位于柯伊伯带主带之外的散射盘天体,以其所具有的与彗星相似的轨道大偏心率和高倾角,吸引了人们的注意。这些天体的来龙去脉,以及与奥尔特彗星云的关系,成为当前一个有理论和实际意义的争论课题。本文的轨道演化模拟显示,已知的散射天体中的大多数是非常稳定的,它们很可能起源于该区原始星云;亚稳和不稳定散射天体的大部分来源于散射盘外部,远至奥尔特云区域,极个别来自太阳系内部;在今后至少6 000万年内,当前观测到的散射盘天体不会走近太阳成为彗星。     

彗星撞击成功预演保卫地球

1994年7月,人类首次目睹彗星撞击行星的场面--一颗彗星的21块碎片连续轰击了木星,并在这颗太阳系最大行星的表面撕开了足足能放进一个地球的"巨大伤口".这一景象如噩梦般挥之不去,而人类也将"小天体撞击地球"视作21世纪面临的最大生存威胁.     

柯伊伯带之谜

柯伊伯带天体是太阳系中已知最遥远的天体。现在的研究表明它们可能形成于更靠近太阳的地方。 自从1992年发现第一个柯伊伯带天体以来,柯伊伯带天体许多奇特的轨道和物理特性就展现在我们眼前。其中一个就是柯伊伯带天体的总质量非常得小——大约只有地球质量的1/10,而理论预期的值是观测值的100多倍。为了解释这些消失的质量,有人提出柯伊伯带天体由于相互碰撞变成了尘埃,     

通古斯大爆炸之谜

类似木彗撞击的小天体撞行星事件,其实很有可能早已在地球上发生过,比如6500万年前的恐龙大灭绝就有可能是由于彗星或小行星撞击地球造成的。现在,让我们来看看另一次可能的天地大冲撞。     

来无影去无踪的鹿林彗星

彗星是什么彗星是形成太阳与行星之后剩下的小型天体.大约46亿年前,太空中一团浓密云气因本身的万有引力而收缩,中央形成太阳,旋转的云气因离心力而形成盘状结构.当中的尘埃彼此凝聚增大,逐渐成为行星,它的周围则形成卫星.剩下的小型天体充斥在太空中,和太阳距离较近的,以岩石、金属氧化物为主,称为小行星;靠外部与太阳距离远的,以冰体成分居多,称为彗星.     

彗星撞击成功预演保卫地球

1994年7月，人类首次目睹彗星撞击行星的场面——一颗彗星的21块碎片连续轰击了木星，并在这颗太旭系最大行星的表面撕开了足足能放进一个地球的“巨大伤口”。这一景象如噩梦般挥之不去，而人类也将“小天体撞击地球”视作21世纪面临的最大生存威胁。     

来自太阳系边缘的明信片

对柯伊伯带的深入了解将会给究竟什么是行星的争论带来更多的不确定性——[编者按]     

行星形成

在过去几年,由于深空探测特别是几个彗星任务的科学结果、以及理论模拟的突破,使我们对行星形成的过程有新的想法.其中包括微星体和行星胚胎的产生可能部分以小圆石块积生而成,而"星尘号"和"罗塞塔"彗星计划告诉我们一方面太阳星云的固态尘埃粒子曾经大规模的混合,另一方面挥发性冰晶物质含有很大量的星际物质成分.彗星67P含有丰度仅次于水分子中的氧分子亦是一个完全未预期到的结果.再加上系外行星的发现和第9行星的搜寻,太阳系来源的研究将进入一个新境界.     

“罗塞塔”历时十载成功登陆彗星

2004年欧洲航天局发射的"罗塞塔"轨道器经过10年飞行到达彗星67P/ChuryumovGerasimenko."罗塞塔"释放的菲莱探测器安全降落于彗星67P表面,成为首个在彗核表面着陆的探测器.着陆后菲莱开展了系列探测,顺利完成了主要的预定任务,并已传回彗星表面和浅层物质的分析数据.然而,登陆彗星后不久菲莱的主电池电量耗尽,且日照不足,太阳能电池无法支持其继续工作."罗塞塔"和菲莱拍摄的图像显示,彗星67P表面被毫米至米尺寸的表壤和碎石覆盖."罗塞塔"采集的彗星67P水蒸气样本的分析结果显示其水蒸气中D/H(氘氢比)约为地球海洋中水的3倍.探测小行星和彗星有助于揭示太阳系形成、地球上水的来源乃至生命起源的奥秘,还有助于减缓近地小天体灾害.虽然国内在彗星、小行星方面的研究起步较晚,但中国的小天体深空探测亦在推进之中.     

彗星对太阳系诞生的线索

除了想了解这些壮观的不速之客的自然愿望之外,对彗星的组成的研究还有一个很重要的科学原因。人们一般地认为彗星保持着早期(行星形成时代)太阳系情形的特有记录,彗星的这种记录比其他行星的都要完整得多。彗星比行星小得多,因此其内部产生的作用可以忽略,而他们在远离太阳的地方度过了大部份的时间,使得由太阳诱发的过程也可以忽略。     

非驴非马的"四不像"

半个多世纪以来,人们一直把冥王星看作第九大行星,然而,目前冥王星的大行星地位已经岌岌可危,究其原因,全在于柯伊伯带.柯伊伯带是外太阳系的一个广阔而神秘的区域,位于海王星轨道以外,由大量柯伊伯天体组成,这些天体的运行轨道到太阳的平均距离为30～50个天文单位.在柯伊伯带里,已发现1000多颗体积等于或小于冥王星的天体.据估计,如果把遥远的柯伊伯带内尚未发现的较大小行星和其他天体计算在内,这里可能有7万颗直径大于100千米的天体,而直径在30千米以上的可达50万颗!     

麻烦的小行星——对话行星学家克拉克·查普曼

克拉克·查普曼(Clark R.Chapman)是位于美国科罗拉多州西南研究所的行星科学家,主要从事太阳系小天体,包括小行星、彗星、卫星系统以及水星的研究,也是世界上第一批关注小行星和彗星撞击地球的研究人员。20年多年来,他一直乐此不彼地对小行星撞击地球的可能性进行了精细的计算,并把它和日常生活中的一些危险相比较。为了让读者对小行星的构造及可能对地球产生的威胁有一个全面了解,《发现》杂志记者凯西·斯维迪尔(Kathy A.Svitil)专程采访了查普曼,以下是他和查普曼之间的对话。     

“新地平线号”飞抵冥王星

<正>经过近十年、近50亿千米的漫长飞行,美国宇航局的"新地平线号"飞行器于2015年7月14日飞抵距离冥王星表面约1.25万千米处。"新地平线号"对冥王星及其5颗已知卫星的近飞探测,正在为科学家了解柯伊伯带(由大小从圆石到矮行星且都有的含冰天体构成)提供线索。诸如冥王星在内的柯伊伯带天体,     

彗星与宇宙尘

彗星可能是由太阳和行星形成时的那些物质构成的,它们保存在深幽寒冷的空间中,在离开内太阳系非常遥远的地方度过一生的大部分时光。彗星离开我们,可能比冥王星还要远1,000倍,在那样遥远寒冷的地方,它们得以避免靠近太阳时所遭到的高温强热一类破坏。一些偶然进入内太阳系的彗星才把这些保藏的物质输送到地球的附近。     

生命起源的新观点

多年来,大多数科学家认为,象我们所知道的生命,可能起源于地球.现在有两位科学家提出了生命起源的新观点,他们是英国天文学家霍伊尔(F.Hoyle)和威克拉马辛(G.Wickramasinghe).他们认为地球上的生命在化学上起源于外层空间巨大的气体尘埃云,星际云中的生物分子由彗星和流星带到地球和其他行星上.这两位科学家长期从事光波和射电波的研究,以获得宇宙化学结构的信息.他们发现在外层空间巨大的气体尘埃云中,     

科技传真

不少科学家认为海尔-波晋彗星是从原始气体和尘埃云中产生的,当时太阳系中还没有任何行星诞生。而美国宇航局戈达德空间飞行中心和几所美国大学科学家用红外测量手段对1997年回归的海尔-波普彗星进行测算后认为,这颗彗星的形成时间可能比早先认为的要晚,可能是40亿年前在木星与海王星之间的地带形成的。 科学家们是通过计算海尔-波普彗星内部一氧化碳和水成分的相对比例而得出上述新解释的。据认为,彗星是大阳系形成早     

星周盘及行星系统的形成

星周盘在演化中扮演了一个关键的角色——为气体向内输运提供了一种途径。向外转移角动量可以使得星体收缩而免于瓦解,并且盘中剩余的气体和粒子也为行星的形成提供了物质储备。高分辨率的光谱揭示了遗迹盘中行星的运动,从红外到毫米波的成像观测显示了几十亿年来盘的结构演化。绝大多数恒星生来就有一个盘,而行星形成的模型也要求在1000万年的时间内从盘中形成。     

迷人的科学新视野

<正>《科学》杂志主编玛西娅·麦克纳特(Marcia McNutt)、"新视野"号探测任务首席研究员艾伦·斯特恩(Alan Stern)七月以来,"新视野"号探测器在我们的行星系参差不齐的边缘探测冥王星及其卫星系统,之后它会飞掠超出海王星轨道十亿多公里的柯伊伯带冰冷的天体。这些地带将成为人类探测器有史以来所探测过的最远世界,开启了太空探索的一个崭新纪元。尽管来自以前的行星探测器的信息帮助科学家们了解了内岩石行星(水星、金星、地球和火星)和气态巨行星(木星、土星、天王星和