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带你前往太阳系边缘之旅,去探访柯伊伯带,以及奥尔特云边界!

作者:eric 时间:2025-09-26
导读:在太阳系行星轨道外侧,是一个阳光微弱的冰冷地带,那里存在着数不尽的冰冻小天体,有密集的中空圆盘状区域,也有‬包裹‬太阳系‬的‬球体‬云团‬。这些小天体都是太阳系早期形成时留下来到残骸,它们记录着关于太...

在太阳系行星轨道外侧,是一个阳光微弱的冰冷地带,那里存在着数不尽的冰冻小天体,有密集的中空圆盘状区域,也有‬包裹‬太阳系‬的‬球体‬云团‬。

这些小天体都是太阳系早期形成时留下来到残骸,它们记录着关于太阳系起源,演化的重要线索,这就是冰冷的柯伊伯带和奥尔特云范围,接下来便让我们展开一场奇幻之旅,深入柯伊伯带,去探访这些冰封世界,然后跨越奥尔特云前往太阳系的边界。

在海王星外侧就是柯伊伯带,柯伊伯带中标志性天体是冥王星和其忠实伴侣卡戎星。冥王星距离太阳近日点约30个天文单位,远日点为49个天文单位。其轨道高度椭圆,周期长达248地球年。这意味着冥王星有时比海王星更靠近太阳,但大多数时间处于遥远的冰冻荒野。

冥王星曾经还被誉为是太阳系的第九大行星,因为当观测技术的落后,对冥王星的体积和质量估算错误。认为质量和体积和地球相当,但后来随着观测技术进步,发现冥王星的直径只有2370公里,仅为地球的18%,因此其小巧尺寸和处于柯伊伯带位置,在2006年国际天文学联合会将其重新分类为矮行星,与阋神星和塞德娜等类似天体并列。

从地球观测,冥王星仅是一个黯淡的棕色圆点,即使哈勃空间望远镜也难以辨识表面细节。为揭开其面纱,在2006年,美国宇航局发射新视野号探测器,准备亲历这颗神秘的星球,新视野号在历经9年半的漫长旅程,于2015年7月14日飞掠冥王星,并对其进行了约400次观测,收集了大量数据。

新视野号给我们揭示了冥王星的多样地貌,它有着广阔的氮冰平原,其中最大的名为斯普特尼克平原,也有高耸的冰山,如希拉里山脉,高达3500米,甚至有着深邃的峡谷。

冥王星表面还有薄薄的大气,主要成分是氮气、甲烷和一氧化碳,在近日点时大学生如何落户上海,undefined会升华成稀薄大气层。当远离太阳时,则会凝结成固态冰。冥王星由于距离太过遥远,因此表面温度能能够低至-230°C。

在冥王星附近最大天体便是卡戎星,其直径1212公里,他们是独特的双天体系统。因为它们围绕共同质心旋转,每6.4天互转一周,这导致冥王星和卡戎始终以同一面对方。在卡戎表面布满水冰峡谷和陨石坑,北极呈现红色,可能由冥王星大气转移的甲烷沉积。

当离开冥王星,继续深入柯伊伯带之后。我们会发现这里还有其他矮行星,比如妊神星。妊神星是2005年由美国天文学家迈克尔·布朗团队发现,它距离太阳近日点大约为35个天文单位,远日点则达到了50个天文单位,这意味太阳光抵达妊神星至少需要约6小时。

其‬公转轨道周期为284个地球年。自转周期约3.9个小时,是太阳系中自转最快的矮行星之一,它因其快速自转,导致其被拉伸成椭圆形,妊神星其直径约1560公里,是冥王星的60%,它的表面没有任何大气,温度低至零下240摄氏度。

当继续深入柯伊伯带,我们会来到鸟神星,鸟神星是矮行星当中第三大天体,直径大约为1700公里,是冥王星的四分之三,他距离太阳近日点约38.5个天文单位,远日点为53个天文单位,公转周期约为309个地球年,鸟神星表面温度也极低,达到了零下243摄氏度,并且覆盖着厚厚的甲烷冰、乙烷冰和少量复杂有机物,这些物质在太阳光作用下呈红色,因此妊神星看起来比冥王星更红。

当我们离开鸟神星,继续深入柯伊伯带中,会发现还有数个,如共工星,创神星,阋神星,以及赛德娜,其中塞德娜是柯伊伯带中最偏远的矮行星,他的公转轨道极端椭圆,距离太阳近日点大约为76个天文单位,而远日点则达到了937个天文单位,几乎环绕整个柯伊伯带。

这意味着其公转周期达到了1.14万个地球年,因此这也使塞德娜成为太阳系最遥远的已知天体之一,而表面温度也是低到可怕,足足有零下261摄氏度。

离开赛德娜继续前进,我们将离开柯伊伯带,进入奥尔特云区域。奥尔特云宛如一个巨大的球形茧包裹着太阳系,它是彗星的故乡,也是太阳系形成初期的活化石”。

奥尔特云得名于荷兰天文学家扬·奥尔特,他在1950年提出,长周期彗星可能源于一个遥远的球形云环绕太阳系,这个假说解决了彗星来源的谜团。也就是说奥尔特云是一个假设的球形区域,它位于太阳系最外层,其天体主要由水冰、氨冰、甲烷冰和少量岩石组成,直径从undefined几米到几公里的冰质天体,总质量约为地球的5至100倍。

奥尔特云的形成与太阳系的诞生密切相关,科学家研究推测,约46亿年前太阳从一团巨大的分子云中坍缩形成,周围环绕着气体和尘埃组成的原行星盘。在内太阳系,高温让尘埃凝聚成岩石行星;在较远的外太阳系,低温使冰质物质聚集成巨行星。然而,许多冰质碎片未能融入行星,被巨行星的强大引力抛射到更远的轨道。这些碎片形成了奥尔特云。

奥尔特云由于距离地球过远,从未被直接观测,因为他距离地球至少达到了一光年左右,也就是说他包裹着整个太阳系,其直径约2光年,而如此遥远的距离即便是光飞行一趟也需要两年时间,如果我们换算公里,那么将是9.46万亿公里,假设已人类飞行最远的探测器旅行者一号飞行,也需要上万年才能抵达奥尔特云边缘。

因此奥尔特云让我们意识到,太阳系是如此广阔。按照目前的科技而言,人类要想离开太阳系不过是天方夜谭。除非未来能发明出不再需要化学动力推进系统,然后通过持续加速到光速百分之几,那么我们才有望在几十年内抵达奥尔特云边缘。

不过假如未来有一天我们真的能够离开奥尔特云,又会发现这也仅仅是刚踏足银河系的冰山一角,因为银河系直径就达到了16万光年左右,并且还有无数的恒星。

其中距离地球最近的是比邻星,但即便最近也达到了4.22光年。而更远的甚至达到了数十万光年,难以想象人类在银河系中是如此的渺小。更夸张的是,银河系在我们所能观测宇宙中也仅仅是一个微小星系。

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