太阳系的困惑详解(你所不知道的太阳系-离散盘)
太阳系的困惑详解(你所不知道的太阳系-离散盘)阋神星(Eris)起源:离散盘的起源目前仍然不太清楚,但是许多天文学家都认为,在太阳系形成之初,由于木星和土星轨道发生了变化,迫使天王星和海王星向更加遥远的绕日轨道迁徙。它们穿过了大型行星形成后残留的天体区域(原始柯伊伯带),它们强大的引力将许多天体摄动向太阳。最外层的海王星在向内摄动天体的时候,它的轨道随之继续向外,在到达目前所在位置的时候,与它的轨道呈弱共振关系或强共振关系边缘的跨海王星天体会被摄动入高倾角和高离心率的轨道内,这些天体所形成的集合,我们就称之为离散盘,离散盘内的天体,我们就称之为离散盘天体,或黄道离散天体。离散盘是海王星外天体中非常独特的一个群体,其中的离散盘天体(也称“黄道离散天体”)有着极高的偏心率和轨道倾角。和柯伊伯带类似(详情强参照 「专题-太阳系」你所不知道的太阳系-柯伊伯带 ),它或形成于太阳系初期,海王星和天王星向外迁徙时所形成。它的内边缘与柯伊伯带重合,
宇宙的年龄估计为138亿年,地球或形成于45亿年前,智人是经过40万年慢慢进化而来,而人类最早的文明出现在9000年前的美索不达米亚平原。中国发现最早的农耕文化遗址可追溯到公元前6000年。自文明之初,人类就开始了在这广袤大地上的无尽探索。那人类基因中早被烙印下的“好奇”,驱使着人类整个社会的进步与发展。如今人类的足迹几乎已经遍布了整个地球。然而那好奇的种子依然在人类中滋养,孕育。探索永不停息。
上几期,我们介绍了火星与木星之间的主小行星带和对人类威胁最大的近地天体,并且离开了内太阳系,在海王星内天体中探索了一番,了解了半人马小行星,又来到海王星外天体区域中,领略了太阳系形成初期遗留下的柯伊伯带。这一期,我们来介绍下与柯伊伯带相交的离散盘(Scattered Disc)。
图中白色标注的天体为离散盘天体
图片版权(By Renerpho - Own work form wiki, CC BY-SA 4.0)
离散盘(Scattered Disc)
离散盘是海王星外天体中非常独特的一个群体,其中的离散盘天体(也称“黄道离散天体”)有着极高的偏心率和轨道倾角。和柯伊伯带类似(详情强参照 「专题-太阳系」你所不知道的太阳系-柯伊伯带 ),它或形成于太阳系初期,海王星和天王星向外迁徙时所形成。它的内边缘与柯伊伯带重合,位于30-50个天文单位之间(一个天文单位(AU)代表的是太阳到地球的距离),外边缘却延伸到100多个天文单位之外。
太阳系形成的过程(Courtesy NASA/JPL-Caltech.)
图片版权(Courtesy NASA/JPL-Caltech)
起源:离散盘的起源目前仍然不太清楚,但是许多天文学家都认为,在太阳系形成之初,由于木星和土星轨道发生了变化,迫使天王星和海王星向更加遥远的绕日轨道迁徙。它们穿过了大型行星形成后残留的天体区域(原始柯伊伯带),它们强大的引力将许多天体摄动向太阳。最外层的海王星在向内摄动天体的时候,它的轨道随之继续向外,在到达目前所在位置的时候,与它的轨道呈弱共振关系或强共振关系边缘的跨海王星天体会被摄动入高倾角和高离心率的轨道内,这些天体所形成的集合,我们就称之为离散盘,离散盘内的天体,我们就称之为离散盘天体,或黄道离散天体。
阋神星(Eris)
图片版权(By NASA ESA and A. Schaller (for STScI) from wiki, CC BY 4.0 )
特征:离散盘天体都有着高倾角和高离心率。它们的近日点大都在柯伊伯带的范围内(30-50个天文单位),远日点却要“甩出”100多个天文单位。离散盘虽然和柯伊伯带有重合的地方,但是两者有着非常大的区别,上文提到离散盘天体是由大型行星引力摄动而形成,它们的轨道非常不稳定,几乎所有的离散盘天体在未来的某个时间都会因引力摄动而向外到达奥尔特云或远离太阳系,或者向内形成半人马小行星或被大型行星的引力牵引,变成大型行星的特洛伊小行星,甚至卫星。
离散盘天体大多都是由水和甲烷等低密度,易挥发(升华)的物质构成,和柯伊伯带天体中具有甲烷的星体不同,离散盘天体因为远日点时离太阳过远,无法像柯伊伯带天体那样,将甲烷等化合物通过紫外线照射转化成托林(tholin)等呈红色的物质(或者说在近日点时形成的托林又会在星体远离太阳的过程中被凝结的甲烷冰从新覆盖),这也是为什么离散盘天体的颜色相较于柯伊伯带天体偏灰色和白色的原因。
代表:
阋神星(Eris):阋神星是典型的离散盘天体,它与太阳的最远距离(远日点)约为97.65天文单位,最近距离(近日点)约为37.91天文单位。轨道倾角为44度,偏心率高达0.4。它完成一个绕日轨道运行需要557个地球年。(详情请参照 「专题-矮行星」你所不知道的矮行星—阋神星(Eris) )
阋神星高度倾斜的轨道
图片版权(By User: Orionist - Own work form wiki,CC BY-SA 3.0)
补充:目前天文学界对于离散盘天体和半人马小行星(详情请参照
「专题-太阳系」你所不知道的太阳系-半人马小行星)的区分越来越模糊,小行星中心甚至将两者一起列表,因为离散盘天体是太阳系短期彗星的发源地,离散盘天体由于不稳定的轨道等原因,有时会被摄动入海王星内天体范围中,成为半人马小行星。半人马小行星最终又会因为其它大型行星的引力摄动,向内太阳系进发,从而成为短期彗星。可以说,半人马小行星只不过是离散盘天体转变成太阳系短期彗星的中间形态罢了。
好了,对于离散盘我们就先介绍到这里。在未来的几期,我们会给大家带来更多的相关文章。如果您的基因中同样包含的“好奇”片段,请关注我们。
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