綜述人類向往太空的時間比人類真正登上太空的時間長太久太久,而人類真正認識到我們所在的太陽系、銀河系不過一百年。 如果說人類最大的夢想,就是前往廣闊的宇宙,為了這個夢想,人類一步一個腳印,完成了許多小目標。曾幾何時只是想要離開地球懷抱的人類,后來登上了月球,又向火星發(fā)射了火星車,去觀摩了木星的大紅斑,土星的熒光項鏈帶,天王星深邃的藍綠,海王星神秘的藍海,更有對冥王星遲到的問候。 沒人知道人類的極限在哪兒,就像沒人知道宇宙的盡頭在哪里。前有旅行者號,后有新視野號,它們每次傳回來的消息,都令人類振奮。 這不,新視野號此前還傳來好消息,人造物已經(jīng)到達了神秘的柯伊伯帶并拍下了照片,讓大家見識到了什么叫外太陽系。 許多人聽到“外太陽系”,立馬就以為,我們?nèi)祟愐呀?jīng)飛出太陽系了嗎?其實外太陽系不是指太陽系以外,相反它并沒有出太陽系。 外太陽系外太陽系和太陽系外,是兩個完全不同的意思。太陽系外就是太陽完全影響不到的地方,就目前人類發(fā)射的探測器來說,沒有任何一個達到。 太陽系是一個廣義的稱呼,包含了一個巨大的范圍,除了太陽與八大行星,還包括火星與木星之間的小行星帶、被開除行星籍的冥王星、謎一般的奧爾特星云、“火墻”等,也就是說,太陽引力能觸及的范圍都叫太陽系,那這個范圍究竟有多大人類無法具體得知。 這么大一個太陽系,自然就得將它分割成幾個部分來研究:
我們平時常說的太陽系屬于狹義上的,僅僅包含了太陽、八大行星及它們的衛(wèi)星。同時外太陽系也可以用來形容太陽系(狹義)以外的星系,比如我們熟知的冥王星,就是外太陽系里的矮行星。 外太陽系謎團重重,我們目前對它的了解知之甚少,但隨著探測器們的到訪,我們開始逐漸了解這塊神秘的區(qū)域。 新視野號新視野號是2006年發(fā)射的飛行速度最快的探測器,主要任務是探索冥王星、卡戎以及柯伊伯帶。此外新視野號還攜帶了一份特別的“貨物”,冥王星發(fā)現(xiàn)者克萊德-湯博的骨灰,紀念這位偉大的天文學家。 2015年新視野號成功拍攝冥王星及卡戎,之后朝著柯伊伯帶進發(fā),于2019年拍攝到天體“天涯海角”的照片。 天涯海角,是我國天文學家發(fā)現(xiàn)的一顆天體,距離地球約66億公里,是人類史上目前觀察到的最遠的天體,編號小行星2014 MU69 。 難以想象這就是外太陽系,對于照片中的天體,人們起初以為它長得像個葫蘆,由兩個球星天體拼接而成。新視野號也傳回了最新最真實的照片,從里面可以看出,它的兩個組成部分不是球,相反它更像是球被踩扁了,而且較大的那個上面還有坑。 對此科學家們調(diào)侃,原本以為會是雪人,沒想到最后是塊餅。盡管天涯海角的長相讓人有些失望,但這并不影響它的價值,科學家說,它很有可能保存著太陽系形成的痕跡。 與前輩旅行者號一樣,新視野號的最終目標就是飛躍太陽系。目前,新視野號正在柯伊伯帶里繼續(xù)探索。 柯伊伯帶前面提到了新視野號的一個任務,探索柯伊伯帶,這對許多人來說是一個陌生的區(qū)域。
和小行星的組成一樣,里面多數(shù)為形狀不規(guī)則的小天體,此外還有太陽系形成過程中的碎片。 柯伊伯帶是如何被發(fā)現(xiàn)的? 這要從人類找第十大行星說起。在2006年以前,太陽系有九大行星,人類從來不認為宇宙有邊界,但認為太陽系是有盡頭的,所以我們希望尋找到太陽的第十顆行星,以便研究太陽系的邊界到底在哪里。 于是在冥王星之外發(fā)現(xiàn)了許多天體,可大多數(shù)都比冥王星小,其中有一顆叫作齊娜的天體,一度被認為就是第十大行星,因為它的體積比冥王星還要大。 就在大家期待著宣布第十顆行星被發(fā)現(xiàn)時,一個意想不到的結(jié)果出現(xiàn)了,國際天文組織宣布了行星的標準,冥王星和齊娜,都不屬于行星范疇,它們算矮行星。最后人類不僅沒有找到太陽系第十大行星,反而原來的九大行星變?yōu)榱爽F(xiàn)在的八大行星。 不過這也讓大家看到了一個新的區(qū)域,在那里有許多矮行星,甚至還有我們不知道的天體。 早在很久之前,天文學家柯伊伯就曾提出過,太陽系的邊界上有一層冰組成的帶子,為了紀念他,海王星軌道外的那片圓盤帶被命名為柯伊伯帶。帶里面所有矮行星被稱為柯伊伯帶天體。 柯伊伯帶里的天體大致分為兩種,一種叫經(jīng)典天體,一種叫散發(fā)性天體。 經(jīng)典柯伊伯帶天體如冥王星,有自己的運行軌道,且軌道平面有傾斜角;散發(fā)性天體,也有自己的軌道,但是軌道十分且極其夸張,表現(xiàn)在遠日點與近日點之間的跨度極大。有些散發(fā)性柯伊伯帶天體的近日點距太陽的距離比冥王星還近。 根據(jù)科學家們推測,從海王星軌道延伸到距離太陽約50個天文單位,這片區(qū)域就是柯伊伯帶的范圍。由于受海王星的引力,帶里的天體會有被吸入太陽系或者拋去星際空間的可能。天文學家們也在積極尋找柯伊伯帶的最外層,最終暫時找到了最遠端的天涯海角天體。 但這也并不能說明天涯海角就是柯伊伯帶的最外邊,因為不知道哪天又會發(fā)現(xiàn)一顆新的柯伊伯帶天體,刷新天涯海角創(chuàng)造的記錄。 新視野號已經(jīng)達到了天涯海角,并拍攝了人類研究史上距離最遠的天體照片,這是一張無價之寶。如今新視野還在繼續(xù)探索,柯伊伯帶的盡頭不知道在何方。 柯伊伯帶和奧爾特云的區(qū)別有些人也許聽說過,太陽系最外層被奧爾特云包圍著,可現(xiàn)在又說海王星軌道外有一條柯伊伯帶,那它們兩者有什么關(guān)系呢? 奧爾特云是假設的包圍著太陽系的球體云團,距離太陽約50000到100000個天文單位,最大半徑約有1光年,天文學家還認為,這些云團應該是50億年前太陽誕生時的殘留物。 奧爾特云是一個球體,包裹著我們狹義上的太陽系,而柯伊伯帶是一個類似于平面的圓環(huán),鑲嵌在海王星的軌道上。而人們至今沒有發(fā)現(xiàn)任何一顆奧爾特云內(nèi)的天體,但柯伊伯帶是確定已經(jīng)存在的,并且人類已經(jīng)在里面發(fā)現(xiàn)了1000多個天體。 還有就是,奧爾特云離太陽的距離非常遠,而柯伊伯帶距離太陽的距離約為海王星到太陽的距離。也就是說目前還沒有任何人造飛行器達到奧爾特云。科學家也推斷,即使進入了奧爾特云的范圍,要徹底穿越它,需要三萬多年的時間。 如果我們把廣義上的太陽系比喻成一顆蛋,太陽是這顆蛋的胚胎,柯伊伯帶以內(nèi)的范圍是蛋黃,奧爾特云就是蛋清。 綜上可以看出,柯伊伯帶和奧爾特云是兩個完全不同的概念,前者是一條帶子,后者是一個球體。如果非要說兩者有什么相似之處的話,它們可能都是彗星的故鄉(xiāng)。 柯伊伯帶的來客彗星是一種神秘的天體,一直以來人們不知道它從哪里來,到哪里去。已知的彗星有兩種,周期彗星和非周期彗星,而周期彗星又分為長周期和短周期彗星。 目前科學家們認為,短周期彗星很有可能來自柯伊伯帶。還記得柯伊伯帶上有一種散發(fā)性天體嗎?遠日點近日點相差很遠,所以它們在運行過程中,很可能在遠日點受到外行星的影響,然后進入太陽系以內(nèi),在飛過海王星時,再次受到海王星引力的影響,加速進入。 由于柯伊伯帶上的天體大部分都有一些雜質(zhì),靠近太陽的規(guī)程中升華蒸發(fā),于是就能看見彗星那條長長的尾巴。 柯伊伯帶里面的彗星數(shù)量很龐大,這就導致總有不停的候選彗星出現(xiàn)。彗星始終處于一個消亡的狀態(tài),如果沒有候補的彗星,我們就只能看見它一次。可能我們每隔一段時間看到的周期衛(wèi)星,不一定是同一顆,只可能是受到同一股引力罷了。 彗星,可能是柯伊伯帶上的來客,來拜訪太陽系內(nèi)的。這是外太陽系對內(nèi)太陽系的問候。 飛向外太陽系外太陽系和太陽系外是兩個不同的概念。就現(xiàn)在人類發(fā)射的探測器來說,沒有任何一個飛躍了廣義上的太陽系。 而外太陽系,新視野號已經(jīng)到達那里,拍下了天涯海角的照片,我們可以成功地宣布,人類進入了柯伊伯帶。但這并不能說明,去外太空很容易。 首先要到達那里,至少要飛躍五個行星天體,這需要十年以上的時間,對航天器技術(shù)的考驗也是巨大的。 其次,柯伊伯帶十分神秘,被人類發(fā)現(xiàn)的天體也就1000來個,剩下的都是未知狀態(tài),尤其是它的運動軌跡,如果發(fā)射的探測器進入柯伊伯帶后,與里面的天體發(fā)生了碰撞,或者擊中了某個天體,那所有心血直接毀于一旦。 最后就是,柯伊伯帶的盡頭是個謎,我們無法知道多久的時間可以穿越完成。 外太空神秘但也充滿吸引,已經(jīng)有一臺接一臺的探測器到達了那里,以后還會有更多。 結(jié)語曾經(jīng)人類想要飛離地球,后來做到了,現(xiàn)在人類想要飛躍太陽系,即使現(xiàn)在還沒有完全做到,可我們不能說毫無希望,至少我們到達了外太陽系,我們進入了柯伊伯帶。 相信以這個為跳板,我們能去往一直處在假說階段的奧爾特云,看一看傳說中的彗星的家鄉(xiāng)。到那個時候,謎一樣的彗星也會揭開它神秘的面紗。 更有一天,太陽系也會成為人類回頭看的標志,比鄰的半人馬座會成為下一個目標。 |
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