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2006/01/20 03:08:29瀏覽2058|回應7|推薦17 | |
經過一再的延遲之後,探測冥王星的「新地平線號 New Horizons」終於出發了,展開了人類探測太陽系最後一顆行星的十年旅程。從一九六○年代開始,人類陸續探測了太陽系中的各個行星,但從未接近冥王星觀測。由於這艘太空船拓展了人類的視野,所以名之為「新地平線」。 通過冥王星之後,「新地平線號」還要穿過凱伯帶(或譯庫柏帶 Kuiper Belt),再花五年的時間觀察凱伯帶小行星。 冥王星顯然不是一顆引人注意的行星,既遙遠,又很小(比月球還小)。它究竟是不是九大行星之一,至今還有爭議。 太陽系的內行星,包括水星、金星、地球和火星,核心都是金屬,主要是鐵和鎳,外層則是岩石,最外面有稀薄的大氣。這類行星叫作類地行星,也就是類似地球的行星。 太陽系外圍的行星,包括木星、土星、天王星和海王星,它們的體積都很大,最核心的部分是岩石,外層大部分以液態氫和液態金屬為主,最外面則有很厚的大氣層。這類行星叫類木行星,也就是類似木星的行星。 可是冥王星就全然不同了,它只是石頭和冰塊的組合。既不像類地行星,又不像類木行星,反而像是凱伯帶中的小行星,只不過比一般的小行星大一點而已。 而且它的軌道很奇怪,有點像彗星一樣,是個偏心橢圓。當它接近太陽的時候,甚至比海王星還接近太陽。下圖的上半部分顯示,它的軌道是傾斜的,不像其他行星的軌道大致在同一個黃道面上。 就因為這些原因,每當有天文學家發現了稍大的小行星,宣稱找到了太陽系第十大行星的時候,就會有人跳出來,再一次的挑戰冥王星,主張把冥王星從九大行星中除名,只剩下八大行星才對。 去年科學家在凱伯帶之外又找到一顆更遙遠的小行星,比冥王星還大,因此又一次宣稱找到了第十顆行星。有的報導說,教科書要重寫了,恐怕言之過早。如果真的「教科書重寫」,說不定是將冥王星除名,而不是改成十大行星呢! 雖然人類發現冥王星已經 75 年了,卻從沒有機會接近觀察它。既然如此,為什麼「新地平線號」不要進入冥王星的軌道,好好研究一番呢? 原因有兩個:第一,為了盡快飛抵冥王星,太空船的速度極快,這麼快的速度是無法進入冥王星軌道的。因為冥王星太小,它的重力很難抓住高速通過的物體。太空船必須花很大的能量來減速,可是太空船又無法載這麼多的燃料。 第二個原因,如果太空船進入了冥王星的軌道,就無法進一步飛往太陽系的邊緣去研究凱伯帶小行星了。除非有更多的燃料來改變太空船的航向,這又是不可能的。(參考「太空鏈球遊戲」) 那麼,凱伯帶小行星有什麼重要,為什麼非要研究它不可呢? 太陽系中除了九大行星之外,還有許多小行星。這些小行星主要分布在三個方。第一個是小行星帶,分布在火星與木星之間。這裡的小行星,它們的構成主要是岩石。 第二個是在海王星的外圍,包括冥王星軌道在內的區域,大約距離太陽 30AU 到 50AU 的地帶(地球到太陽的平均距離為一個 AU),就是所謂的凱伯帶。 第三個是在太陽系的邊緣,大約 5 萬個 AU 到一光年那麼遠的地方,叫作歐特雲(或譯奧特雲 Oort Cloud)。不過歐特雲還是一個理論,人類對它還沒有足夠的了解。 凱伯帶和歐特雲的小行星,由於距離太陽非常遠,所以含有許多冰,沒有蒸發掉,有人形容它們是骯髒的雪球。這些雪球如果受到外力影響而改變軌道,飛向太陽附近,受到太陽幅射的影響,冰塊就會蒸發而噴出氣體和微塵,那就是彗星了。 一般來說,短周期的彗星多來自凱伯帶,長周期的慧星則來自歐特雲。 有些科學家認為太陽系外圍的小行星是太陽系形成後,太陽的熱幅射把太陽系內的星際塵埃吹離太陽,而在太陽的外圍形成了凱伯帶和歐特雲,但似乎未有定論。 無論如何,研究冥王星和凱伯帶小行星,對我們了解太陽系的形成,會有很大幫助。這當然就值得等待十年了。 下圖的上半部顯示冥王星的特異軌道,其中的 N 指的是海王星Neptune,U 是天王星Uranus。 下半部顯示的就是歐特雲的分布。 |
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