柯依伯帶——太陽(yáng)系里的新大陸
文/鄭永春
1492年10月11日，意大利航海家哥倫布帶領(lǐng)87名水手在水天茫茫的大西洋上漂流了兩個(gè)多月后，終于看見(jiàn)了海面上漂著(zhù)的一根蘆葦。哥倫布和水手們欣喜萬(wàn)分——這根蘆葦就是他們的救命稻草，說(shuō)明不遠處就會(huì )有陸地。當天夜里，他們就發(fā)現了火光和大片黝黑的陸地。
正如哥倫布抵達美洲新大陸時(shí)被那些從未看到過(guò)的場(chǎng)景深深震撼，今天，迄今為止飛得最快的航天器、人類(lèi)發(fā)射的第一個(gè)冥王星探測器“新視野號”飛船，經(jīng)過(guò)約9年的星際旅行，將首次抵達太陽(yáng)系里的新大陸——柯伊伯帶（Kuiperbelt），開(kāi)始探測冥王星、冥衛、以及它們所處的柯伊柏帶其他天體。那究竟是怎樣的一個(gè)區域呢？
說(shuō)到太陽(yáng)系，我們立即聯(lián)想到太陽(yáng)和八大行星。實(shí)際上，隨著(zhù)地面和空間天文觀(guān)測能力的提高，以及深空探測的進(jìn)展，太陽(yáng)系的邊界擴展已經(jīng)到了奧爾特云之外，與太陽(yáng)的距離甚至達9.5萬(wàn)億千米（1光年）左右。不僅觀(guān)測到的天體數量大大增加，而且天體類(lèi)型也從行星、小行星和彗星，到增加矮行星的分類(lèi)。對于關(guān)系人類(lèi)生存延續的太陽(yáng)系，我們的了解遠未清晰。
2014年歲末，各大影院正在熱播《星際穿越》，黑洞、白洞、蟲(chóng)洞等天文學(xué)前沿概念被人們津津樂(lè )道，似乎人類(lèi)將來(lái)有望通過(guò)蟲(chóng)洞快速抵達太陽(yáng)系外的宜居星球。但實(shí)際上，星際飛行理論還沒(méi)有突破性進(jìn)展，深空探測在可以預見(jiàn)的將來(lái)還只能局限于對太陽(yáng)系內天體的探測。
我們的太陽(yáng)系包含三個(gè)主要區域，一區為內太陽(yáng)系，包括水星、金星、地球和火星，稱(chēng)為類(lèi)地行星，均為巖石質(zhì)天體；二區為外太陽(yáng)系，包括木星、土星、天王星和海王星，稱(chēng)為類(lèi)木行星，均為氣液態(tài)巨行星。一區和二區之間以距離太陽(yáng)2.3～3.3天文單位（1天文單位為日地平均距離，約等于1.5億千米）的小行星帶為界。三區為海王星以遠，包括距離太陽(yáng)約30～50個(gè)天文單位的柯伊伯帶。在柯伊伯帶之外，距離太陽(yáng)5～10萬(wàn)天文單位還有一片由千億顆冰冷天體組成的奧爾特云。
太陽(yáng)系結構
火星和木星軌道之間的小行星帶
2015年7月15日，人類(lèi)第一個(gè)柯伊伯帶探測器——“新視野號”在這一天最接近冥王星，將飛越探測冥王星及其衛星、以及其它柯伊伯帶天體，對這些天體進(jìn)行近距離觀(guān)測。冥王星的發(fā)現者湯博的一部分骨灰搭載在“新視野號”上，將親赴現場(chǎng)考察。
柯伊柏帶是1992年才發(fā)現的太陽(yáng)系新大陸，雖然現在冥王星已從太陽(yáng)系尊貴的九大行星之一降級為矮行星，卻陰差陽(yáng)錯地成為了柯依伯帶中數千顆冰凍小天體的“領(lǐng)頭羊”。這些冰封在太陽(yáng)系冷庫中的冰凍天體含有大量的水，非常不同于常見(jiàn)的八大行星和小行星，新視野號探測器的發(fā)現將直接改變我們對太陽(yáng)系的已有認識。
作者簡(jiǎn)介：
鄭永春國家天文臺月球與深空探測研究部、中國科學(xué)院月球與深空探測重點(diǎn)實(shí)驗室副研究員
首屆香江學(xué)者，中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )優(yōu)秀會(huì )員，國家科普專(zhuān)家
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