转载：冥王星及柯依伯带——太阳系“新大陆”

“如果‘新视野号’是只猫，它可能已经死了。”“因为据说猫也只有九条命。”——新视野号首席科学家斯特恩寻找未...



“如果‘新视野号’是只猫，它可能已经死了。”“因为据说猫也只有九条命。”

——新视野号首席科学家斯特恩

寻找未知行星

新视野号任务的缘起，要追溯到86年前。

1929年，22岁的农村青年克莱德·汤博幸运地获得了罗威尔天文台观测助理的职位。中学毕业后一直在家务农的汤博痴迷于天文学，利用家中多余的农具零件加工成望远镜，观测并绘制了火星和木星的图片。

作为观测助理，汤博的主要职责是协助职业天文学家开展观测，寻找那颗影响海王星运行轨道的未知行星，罗威尔天文台创始人帕西瓦尔·罗威尔曾穷其一生去寻找这颗行星。汤博寻找行星的方法是当时最普遍的方法——闪视比较法，他在不同的夜晚拍摄各个天区的星空，然后将不同夜晚拍摄的同一天区照片进行快速切换，从固定不变的恒星背景中发现那些移动了位置的物体。

凭着认真细心和坚忍不拔的品质，1930年2月18日，汤博终于从当年1月份拍摄的照片底片中发现了一颗极为暗淡的移动天体。这颗移动天体后来被证实是一颗新行星，根据11岁英国小女孩的提议，这颗新行星被命名为冥王星——“普鲁托”（Pluto），即罗马神话中掌管冥界的地府之神。这个重要发现，将太阳系的边界从海王星扩展到了冥王星轨道。自1846年发现海王星以来，人类已经整整84年没有发现过新行星了。

自首次发现并被视为行星以来，冥王星在九大行星中一直争议不断。冥王星既不属于类地行星，也不属于类木行星，而是一颗冰态行星，表面平均温度低至零下228℃，沉浸在远离太阳的黑暗天空中。因此，冥王星一直被认为是太阳系的“孤儿”，在空旷、寒冷、黑暗的太阳系边缘静静地运行。

柯依伯带——太阳系“新大陆”





事情的转机源于一些科学家认为，冥王星所在的太阳系空间不应该是如此空旷，即冥王星应该有它的伙伴。

地球上不时可以观测到的彗星和小行星都是太阳系中行星形成之后的残留物。

我们知道，彗星每次经过太阳附近时都会被加热而丧失一部分质量，由于太阳系形成至今已有46亿年，若没有彗星仓库不断补充新的彗星，现在的人类不可能再观测到彗星。由此，荷兰裔的美国天文学家杰拉德·柯伊伯1951年提出，在冥王星以远存在一个由大量天体组成的天体盘，由于天体之间的引力扰动，导致一些彗星被驱逐出天体盘而飞临太阳附近，不时光临地球的短周期彗星即来源于此地，这个天体盘后来被命名为“柯伊伯带”。

由于柯依伯带远离地球，太阳辐射十分微弱，沉浸在黑暗中的这些小天体很难观测。直到20世纪90年代，“柯伊伯带”还只停留在推测阶段，缺乏实际观测证据的支持。

1992年，越南裔美国天文学家刘丽杏与她的导师大卫•朱维特，利用并不先进的夏威夷大学毛纳基山天文台的88英寸望远镜，历经5年的努力，终于在1992年发现了第一个冥王星的小伙伴，临时编号为“1992 QB1”的15760号小行星。

柯依伯带的大门一经打开就再也无法关闭。随后，天文学家在柯伊伯带发现了越来越多的小天体。至2006年新视野号探测器发射前，人类已经发现了1000多颗柯伊伯带天体，而该区域的天体总数可能超过10万颗。

柯伊伯带的发现，使科学家们不得不对传统的太阳系形成理论进行修正。根据计算机数值模拟的结果，柯伊伯带天体是太阳系形成初期的原始冰冻天体残留至今的，曾经它们应该在更靠近太阳的位置，由于海王星的运行轨道向太阳迁移，为了维持角动量的平衡，柯伊伯带天体被赶向远离太阳的轨道。以冥王星为首的柯依伯带天体，被冰封在远离太阳的天体盘内，组成了类地行星和类木行星之外的太阳系“第三区”。

作为柯伊伯带已知的最大天体，冥王星帮助人类打开了这片太阳系新大陆的大门。“太阳系中的这一区域存在诸多谜团。”新视野号首席科学家艾伦·斯特恩指出：“探索冥王星和柯伊伯带就像是在太阳系新大陆进行的考古发掘工作，可以窥探到太阳系行星形成时的最初状态。”

转自：科普中国

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