请问什么是柯伊伯带天体

Question

据闻柯伊伯带天体在冥王星轨道，未来新研制的詹姆斯＿韦伯望远或者可以令观察它成为可能，我想知道它更多资料，知道请提供！

Answer 1

柯伊伯带天体
在内太阳系有四颗所谓的类地行星，火星处于最外层。再往外是由气体和冰构成的超大行星。再往外，才是埋没在大群小行星和彗星之中的由冰和岩石构成的冥王星。

50年前，一位名叫吉纳德·柯伊伯的科学家首先提出在海王星轨道外存在一个小行星带，其中的星体被称为KBO（Kuiper Belt Objects)。1992年，人类发现了第一个KBO；今天，我们知道KBO地带有大约10万颗直径超过100公里的星体。以后，天文学界就以纳德·柯伊伯名字命名此小行星带。

柯伊伯带天体，是太阳系形成时遗留下来的一些团块。在45亿年前，有许多这样的团块在更接近太阳的地方绕着太阳转动，它们互相碰撞，有的就结合在一起，形成地球和其他类地行星，以及气体巨行星的固体核。在远离太阳的地方，那里的团块处在深度的冰冻之中，就一直原样保存了下来。柯伊伯带天体也许就是这样的一些遗留物，它们在太阳系刚开始形成的时候就已经在那里了。

柯伊伯带是现时我们所知的太阳系的边界，是太阳系大多数彗星的来源地。有天文学家认为，由于冥王星的大小和柯伊伯带的小行星的大小相约，所以冥王星应该排除在九大行星之列，而归入柯伊伯带小行星的行列当中；而冥王星的卫星则应被当作是冥王星的伴星。

在距离太阳 40～50个天文单位 的位置，低倾角的轨道上，过去一直被认为是一片空虚，太阳系的尽头所在。但事实上这里满布着径从数公里到上千公里的冰封物体，热闹无比，就是柯伊伯带。柯伊伯带上的这些物体是怎么成形的呢？如果按照行星形成的吸积理论来解释，那就是他们在绕日运动的过程中发生碰撞，互相吸引，最后黏附成一个个大小不一的天体，形成现在的样子。

柯伊伯带是现时我们所知的太阳系的边界，是太阳系大多数彗星的来源地。有天文学家认为，由于冥王星的大小和柯伊伯带的小行星的大小相约，所以冥王星应该排除在太阳系的行星之外，而归入柯伊伯带小行星的行列当中；而冥王星的卫星则应被当作是其伴星。

发现经过

黄色点环为柯伊伯带1950 年代，柯伊伯 (Kuiper) 和 埃吉沃斯 (Edgeworth) 预测在海王星的轨道以外，充满了微小冰封的物体，他们是原始太阳系星云的残存物质，也是短周期彗星的来源地。1992 年，人们找到第一个柯伊伯带天体；如今大约有 1000 个柯伊伯带天体被发现的纪录，而且有许多天文学家认为，冥王星应该也是柯伊伯带的一份子，只是冥王星在柯伊伯带理论出现前就已经被发现，所以才被认为是行星。无论如何，柯伊伯带的存在已是公认的事实，但柯伊伯带为什么会存在等种种疑问却也成为太阳系形成理论的许多未解谜团。

柯伊伯带之谜

可是这个理论有个致命的问题：如果在柯伊伯带目前的位置，要形成直径上千公里的天体，那么柯伊伯带上物体的总质量至少要是地球质量的 10 倍以上，可是目前推估的柯伊伯带总质量，不过只有地球质量的十分之一，其他 99% 的质量，难道凭空消失了？

为了解开这个谜团，几年来陆续有好几个理论出现，可惜它们都有一些明显的限制。如今，美国西南研究院 (SwRI，Southwest Research Institute) 的 Dr. Harold Levison 以及法国 de la Cote d'Azur 天文台的 Dr. Alessandro Morbidelli 共同提出了一个理论，认为柯伊伯带天体是在距离太阳更近的位置成形后，再被海王星一个个甩出去的，因此躲开了柯伊伯带总质量不足的问题。

20 年前，科学家就已经知道行星的轨道会飘移，特别是天王星与海王星，更是从成形之后就已经逐渐向外移动。Levison 和 Morbidelli 提出的理论模型认为，太阳系原始星云有一个过去并不晓得的边界，大概就是现在海王星的位置，也就是距离太阳约 30AU 的地方。在这个范围内，各个行星、卫星、小行星、彗星以及现在柯伊伯带上的天体都有足够的质量得以碰撞吸积成形，而在这个范围以外，就是空无一物的太空。当这些大天体成形并逐渐向外移动的时候，柯伊伯带上的天体也被带着往外迁移，然后当海王星碰到太阳系原始星云的边界后，它不得不停下来，因此才会停留在现在的轨道上。至于这些柯伊伯带上的天体，就在海王星迁移的最后一个阶段，逐渐被甩出去而形成。