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2013 年 6 月 21 日

太陽系的前世今生 (172):庫柏帶

提供者 : 陳輝樺 (NMNS )  

說明 : 短週期的 彗星 (Comets) 是來自於哪裡? 1951 年荷蘭裔美籍天文學家傑拉德•彼得•庫柏 (Gerard Peter Kuiper,1905.12.7.-1973.12.23.) 提出了一個 太陽系 (Solar system) 形成過程中,在 巨大氣體狀行星 (Giant Planets, 類木行星) 後面留下了一個冰冷小行星體分佈帶的論點, 也就是現今我們所稱的「庫柏小行星帶 (Kuiper belt)」或許能給出些頭緒來。 庫柏小行星帶 (Kuiper belt,或稱為倫納德 - 庫柏帶) 是太陽系在 海王星 (Neptune) 公轉軌道外側 30 ~ 55 天文單位 (AU 黃道面 上低傾角軌道附近、天體密集的中空圓盤狀區域。 庫柏帶的假說最初是由愛爾蘭裔美籍隕石學家弗雷德里克•查爾斯•倫納德Frederick Charles Leonard,1896. 3.12.-1960. 6.23.)提出海王星外天體 (Trans-Neptunian object) 的假設,之後於 1930 年美國天文學家克萊爾•威廉•湯博 (Clyde William Tombaugh,1906. 2. 4.-1997. 1.17.)發現 冥王矮行星 (Pluto)。1943 年愛爾蘭天文學家 Kenneth Essex Edgeworth (1880. 2.26. – 1972.10.10.)  提出在海王星外存在著小星體盤面的推論,1951 年荷裔美籍的天文學家 傑拉德•彼得•庫柏 再度提出太陽系形成過程早期殘留於海王星外的小行星帶假說, 一般已經都可以接受的論點,如上圖所示庫柏帶上現已知的 8 顆較大的小行星體 (或可歸類為 矮行星體 ),解釋著短週期的彗星是來自於 庫柏小行星帶 , 而且相信 庫柏小行星帶 上擁有約 7 萬顆直徑超過 100 公里的冰冷小星體。

           庫柏帶上的這些物體是怎麼成形的呢?庫柏小行星帶的複雜結構和精確的起源仍是不清楚的, 或許可以按照行星形成的 吸積模式 (Accretion model) 來解釋它們在繞日運動過程中發生彼此的碰撞與互相吸引,最後黏附成一個個大小不一的天體,形成現在的樣子。 庫柏小行星帶被認為包含許多微星,它們是來自於環繞著 太陽 原行星旋轉盤面 (proplanetary disk) 碎片, 它們因為未能成功的結合成 行星 (planets),因而形成較小天體的庫柏小行星帶 上的許多微行星 (planetesimal)。 近代的電腦模擬顯示庫柏小行帶受到 木星 (Jupiter) 和海王星的影響極大,同時也認為即使是 天王星 (Uranus) 或海王星都不是在土星 (Saturn) 之外的現存在地方形成的,因為只有少許的物質存在於這些地區,因此如此大的天體不太可能在該處形成。換言之,這些行星應該是在離木星較近的地區形成的,但在太陽系早期演化期間被往外拋到現在的位置。  

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    主編 : 陳輝樺                 
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