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15章:远征星途之虚空带柯伊伯带

乱[3]。当海王星向外迁徙时,它激和散射了许多外海王星天体进入更高倾角和更大离心率的轨道[4]。

    然而,目前的模型仍然不能说明许多分布上的特征,引述其中一篇科学论文的叙述[5]:这问题继续挑战分析技术和最快的数值分析软件和硬件。

    组织

    以最完整的范围,包括远离中心最外侧的区域,柯伊伯带大约从3o天文单位伸展到55天文单位。然而,一般认为主要的部份(参考下文)只是从39.5天文单位的2:3共振区域延展到48天文单位的1:2共振区域。柯伊伯带非常的薄,主要集中在黄道平面上下1o度的范围内,但还是有许多天体散布在更宽广数倍的间内。总之,它不像带状而更像花托或甜甜圈(多福饼)[6]。而且,这意味着柯伊伯带对黄道平面有1.86度的倾斜[7]。

    以半长轴为准的轨道分类。由于存在着轨道共振,海王星对柯伊伯带的结构产生了重大的作用。在与太阳系年龄比较的时标上,海王星的引力使在某些轨道上的天体不稳定,不是将她们送入内太阳系内,就是逐入离散盘或星际空间内。这在柯伊伯带内制造出一些与小行星带内的柯克伍德空隙相似的空白区域。例如,在4o至42天文单位的距离上,没有天体能稳定的存在于这个区间内。无论何间,在这个区间内被观测到的天体,都是最近才进入并且会被移出到其他的空间[8]。

    传统的柯伊伯带

    主条目:传统柯伊伯带天体

    大约在~42至~48天文单位,虽然海王星的引力影响已经是微不足道的,而且天体可以几乎不受影响的存在着,这个区域就是所谓的传统柯伊伯带,并且目前观测到的柯伊伯带天体有三分之二在这儿[第一个被现的柯伊伯带天体是1992qb1,因此它被当成这类天体的原型,在柯伊伯带天体的分类上称为类qb1天体[11][12]。

    传统的柯伊伯带忾来是两种不同族群的综合体,第一类是”dynamica11yco1d”的族群,比较像行星:轨道接近圆形,轨道离心率小于o.1,相对于黄道的轻脚低于1o度(它们的轨道平面贴近黄道面,没有太大的倾斜)。第二类是”dynamica11yhot”的族群,轨道有较大的倾斜(可以达到3o度)。这两类会有这样的名称主要并不是因为温度上的差异,而是以微小的气体做比喻,当它们变热时,会增加它们的相对度[13]。这两种族群不仅是轨道不同,组成也不同,冷的族群在颜色比热的红,暗示它们在不同的环境形成。热的族群相信是在靠近木星的地区形成,然后被气体巨星抛出。而另一方面,冷的族群虽然也可能是海王星在向外迁徙时清扫出来的,但无论是较近或较远,相信是在比较靠近目前所在的位置形成的[1][14]。

    共振

    主条目:共振外海王星天体

    类qb1天体、冥族小天体和邻近散射天体的分布。当一个天体的轨道周期与海王星有明确的比率时(这种情况称为平均运动共振),如他它们的相对基线是适当的,它们可能被锁定在与海王星同步的运动,以避免受到摄动而使轨道变得不稳定。如果天体在这种正确的轨道上,在实例上,如海王星每绕太阳三周它便会绕行二周,则每当它回到原来的位置时,海王星总比它多运行了半条轨道的距离,因为这时海王星在轨道上绕行了1.5圈。这就是所谓的2:3(3:2)的轨道共振,这种轨道特征的半长轴大约是39.4天文单位,而已知的2:3共振天体,包括冥王星和他的卫星在内,已经过2oo个[15],而这个家族的成员统统归类为冥族小天体。许多冥族小天体,包括冥王星,都会穿越过海王星的轨道,但因为共振的缘故,永远不会与海王星碰撞。其有一些,像是欧侉尔和伊克

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