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小行星

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开放分类: 宇宙天文自然小行星小行星 asteroid,minor planet 或 planetoid  小行星

概述编辑本段回目录

小行星是太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体

至今为止在太阳系内一共已经发现了约70万颗小行星,但这可能仅是所有小行星中的一小部分,只有少数这些小行星的直径大于100千米。到1990年代为止最大的小行星是谷神星,但近年在古柏带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大,比如2000年发现的伐楼拿(Varuna)的直径为900千米,2002年发现的夸欧尔(Quaoar)直径为1280千米,2004年发现的2004 DW的直径甚至达1800千米。2003年发现的塞德娜(小行星90377)位于古柏带以外,其直径约为1500千米。

根据估计,小行星的数目大概可能会有50万。最大的小行星直径也只有1000 公里左右,微型小行星则只有鹅卵石一般大小。

直径超过 240 公里的小行星约有 16 个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交,曾有某些小行星与地球发生过碰撞。

小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为,它们可能是一颗神秘行星的残骸,这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看,它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体,那它的直径只有不到 1500 公里——比月球的半径还小。

研究编辑本段回目录

1760年有人猜测太阳系内的行星太阳的距离构成一个简单的数字系列。按这个系列在火星和木星之间有一个空隙,这两颗行星之间也应该有一颗行星。18世纪末有许多人开始寻找这颗未被发现的行星。著名的提丢斯-波得定则就是其中一例。当时欧洲的天文学家们组织了世界上第一次国际性的科研项目,在哥达天文台的领导下全天被分为24个区,欧洲的天文学家们系统地在这24个区内搜索这颗被称为“幽灵”的行星。但这个项目没有任何成果。

1801年科学家们在夜空中发现了一个闪光的小物体。起初他们以为这个名为"谷神星"的东西是颗行星,然而一年后又发现了一个同谷神星十分相像的物体。他们意识到行星不可能这么小,于是将其命名为~小行星~,意思是"象星星一样"。小行星

高斯此时发明了一种计算行星和彗星轨道的方法,用这种方法只需要几个位置点就可以计算出一颗天体的轨道。高斯读了皮亚齐的发现后就将这颗天体的位置计算出来送往哥达。奥伯斯于1801年12月31日晚重新发现了这颗星。后来它获得了谷神星这个名字。1802年奥伯斯又发现了另一颗天体,他将它命名为智神星。1803年婚神星,1807年灶神星被发现。一直到1845年第五颗小行星义神星才被发现,但此后许多小行星被很快地发现了。到1890年为止已有约300颗已知的小行星了。

1890年摄影术进入天文学,为天文学的发展给予了巨大的推动。此前要发现一颗小行星天文学家必须长时间记录每颗可疑的星的位置,比较它们与周围星位置之间的变化。但在摄影底片上一颗相对于恒星运动的小行星在底片上拉出一条线,很容易就可以被确定。而且随着底片的感光度的增强它们很快就比人眼要灵敏,即使比较暗的小行星也可以被发现。摄影术的引入使得被发现的小行星的数量增长巨大。1990年电荷藕合元件摄影的技术被引入,加上计算机分析电子摄影的技术的完善使得更多的小行星在很短的时间里被发现。今天已知的小行星的数量约达22万。


直到1951年也只发现8颗小行星。而今天天文学家运用先进科技已经辨别出约5000颗小行星。

太阳系中成千上万颗小行星都没能积聚形成行星。它们的体积大小不等,有的与高尔夫球一般大,而有的则相当于整个罗德艾兰州那么大。大多数在火星与木星之间的小行星带中进行轨道运行。

大多数小行星沿着木星的路线进行规则的轨道运行。另外一些轨道则为偏心圆,远时靠近天王星,近时靠近地球。到目前为止,天文学家发现有几百颗小行星穿过地球~轨道~,据估计还有成千上万颗小行星未被发现。

天文学家们根据~陨石~成份和光谱将大部分小行星分成三大类。"硅质"小行星含有一个石质硅层包围的铁镍内核。这种小行星约占15%。"金属质"小行星占10%,主要由铁和镍组成。"碳质"小行星数量最多,占了75%,它们含有丰富的碳。

有时小行星的轨道会对地球造成威胁。地球和受到撞击而布满~陨石坑~的月球一样,也是宇宙撞击的目标。我们这颗勤勉的星球通过填平、火山活动以及风化腐蚀抹去了那些暴力的痕迹,然而少数大的冲击遗留下来的陨石坑仍是过去创伤的见证。

小行星小行星是指那些也围绕着太阳运转但体积太小而不能称之为行星的天体。最大的小行星直径也只有 1000 公里左右,微型小行星则只有鹅卵石一般大小。直径超过 240 公里的小行星约有 16 个。它们都位于地球轨道内侧到土星的轨道外侧的太空中。而绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。其中一些小行星的运行轨道与地球轨道相交,曾有某些小行星与地球发生过碰撞。

小行星是太阳系形成后的物质残余。有一种推测认为,它们可能是一颗神秘行星的残骸,这颗行星在远古时代遭遇了一次巨大的宇宙碰撞而被摧毁。但从这些小行星的特征来看,它们并不像是曾经集结在一起。如果将所有的小行星加在一起组成一个单一的天体,那它的直径只有不到 1500 公里——比月球的半径还小。

我们对小行星的所知很多是从研究坠落到地球表面的陨石而来。那些进入地球大气层的小行星称为流星体。流星体高速飞入大气,其表面与空气摩擦产生极高的温度,随之汽化并发出强光,这就是流星。如果流星没有被完全烧毁而坠落到地面,就是陨星。

大约 92.8% 的陨星的主要成分是二氧化硅(也就是普通岩石),5.7% 是铁和镍,其他的陨石是这三种物质的混合物。含石量大的陨星称为陨石,含铁量大的陨星称为陨铁。因为陨石地球岩石非常相似,所以一般较难辨别。

Gaspra 小行星 Ida 和 Dactyl 小行星小行星

Toutais 小行星 Castalia 小行星

Geographos 小行星 小行星 Ida 和

Mathilde Gaspra

由于小行星是从早期太阳系残留下来的物质,科学家对它们的构成非常感兴趣。宇宙探测器在经过小行星带时发现,小行星带其实非常空旷,小行星与小行星之间的距离非常遥远。1991 年以前,人们都是通过地面观测以获得小行星的数据。1991 年 10 月,伽利略号木星探测器访问了 951 Gaspra 小行星,拍摄了第一张高分辨率的小行星照片。1993 年 8 月,伽利略号又飞临 243 Ida 小行星,使其成为第二颗被宇宙飞船访问过的小行星。Gaspra 和 Ida 小行星都富含金属,属于 S 型小行星。1997年 6月27日,NEAR 探测器与 253 Mathilde 小行星擦肩而过。这次难得的机会使得科学家们第一次能够近距离地观察这颗富含碳的 C 型小行星。由于 NEAR 探测器并不是专用对其进行考察的,这次访问成为至今对它进行的唯一的一次访问。NEAR是用于在 1999年 1 月对 Eros 小行星进行考察的。小行星

天文学家们已经对不少小行星作了地面观察。一些知名的小行星有 Toutais、Castalia、Vesta 和 Geographos 等。对于小行星 Toutatis、Castalia 和Geographos,天文学家是在它们接近太阳时,在地面通过射电观察研究它们的。Vesta 小行星是由哈勃太空望远镜发现的。

部分与中国有关的著名小行星

第一颗与在中国土地上发现的小行星:193 瑞华星(发现者J.C. Watson)
小行星
第一颗由中国人发现的小行星:1125 中华 (发现者张钰哲)

第一颗以中国人名命名的小行星:1802 张衡

第一颗以中国地名命名的小行星: 2045 北京

第一颗以中国县名命名的小行星: 3611 大埔

第一?)

第一颗以中国太空人名字命名的小行星:8256 杨利伟

命名编辑本段回目录

C-类小行星253 Mathilde小行星的名字由两个部分组成:前面的一部分是一个永久编号,后面的一部分是一个名字。每颗被证实的小行星先会获得一个永久编号,发现者可以为这颗小行星建议一个名字。这个名字要由国际天文联会批准才被正式采纳,原因是因为小行星的命名有一定的常规。因此有些小行星没有名字,尤其是在永久编号在上万的小行星。假如小行星的轨道可以足够精确地被确定后,那么它的发现就算是被证实了。在此之前,它会有一个临时编号,是由它的发现年份和两个字母组成,比如2004 DW。

第一颗小行星是皮亚齐于1801年在西西里岛上发现的,他给这颗星起名为谷神·费迪南星。前一部分是以西西里岛的保护神谷神命名的,后一部分是以那波利国王费迪南四世命名的。但国际学者们对此不满意,因此将第二部分去掉了。因此第一颗

小行星的正式名称是小行星1号谷神星。

小行星
小行星

此后发现的小行星都是按这个传统以罗马希腊的神来命名的,比如智神星、灶神星、义神星等等。

但随着越来越多的小行星被发现,最后古典神的名字都用光了。因此后来的小行星以发现者的夫人的名字、历史人物或其他重要人物、城市、童话人物名字或其它神话里的神来命名。比如小行星216是按埃及女王克丽欧佩特拉命名的,小行星719阿尔伯特是按阿尔伯特·爱因斯坦命名的,小行星17744是按女演员茱迪·福斯特命名的,小行星1773是按格林童话中的一个侏儒命名的,等等。截至2007年3月6日,已计算出轨道(即获临时编号)的小行星共679,373颗(查询),获永久编号的小行星共150,106颗(查询),获命名的小行星共12,712颗。

对于一些编号是1000的倍数的小行星,习惯上以特别重要的人、物来命名。(但偶有例外)例如:

(1)编号为1000的倍数的已命名小行星

1000 皮亚齐
2000 赫歇尔
3000 达芬奇
4000 喜帕恰斯

小行星

5000 国际天文联会
6000 联合国
7000 居里
8000 牛顿
9000 HAL(例外)
10000 Myriostos(例外)
15000 CCD
17000 Medvedev(例外)
20000 伐楼拿
21000 百科全书
25000 天体测量
50000 夸欧尔
56000 美索不达米亚
71000 Hughdowns(例外)

由于永久编号已超过100,000,一些原来应付5位编号的程序便无法支援,因此出现了一些在万位采用英文字母的编号表示方法,即A=10、B=11……Z=35;a=36……z=61,在此安排下,619,999号以下的小行星仍然可以用5位表示。

(2)部分与华人有关的著名小行星

第一颗在中国土地上发现的小行星:139 九华星(Juewa)(发现者J.C. Watson)

第一颗由中国人发现的小行星:1125/3789 中华(China) (发现者张钰哲,后1125更改为3789)

第一颗以中国人名命名的小行星:1802 张衡(Zhang Heng)(发现者紫金山天文台)

第一颗以中国地名命名的小行星:2045 北京(Peking)(发现者紫金山天文台)

第一颗以中国县名命名的小行星:3611 大埔(Dabu)(发现者紫金山天文台)

第一颗以台湾人名字命名的小行星:2240 蔡(Tsai)(蔡章献)(发现者哈佛天文台)

第一颗以中国太空船名字命名的小行星:8256 神舟(Shenzhou)(发现者紫金山天文台)

为表扬香港中学生陈易希在发明上的成就命名的小行星:20780 陈易希星(Chanyikhei)(发现者LINEAR小组)

形成编辑本段回目录

爱达小行星一开始天文学家以为小行星是一颗在火星和木星之间的行星破裂而成的,但小行星带内的所有小行星的全部质量比月球的质量还要小。今天天文学家认为小行星是太阳系形成过程中没有形成行星的残留物质。木星在太阳系形成时的质量增长最快,它防止在今天小行星带地区另一颗行星的形成。小行星带地区的小行星的轨道受到木星的干扰,它们不断碰撞和破碎。其它的物质被逐出它们的轨道与其它行星相撞。大的小行星在形成后由于铝的放射性同位素26Al(和可能的放射性同位素60Fe)的衰变而变热。重的元素如镍和铁在这种情况下向小行星的内部下沉,轻的元素如硅则上浮。

这样一来就造成了小行星内部物质的分离。在此后的碰撞和破裂后所产生的新的小行星的构成因此也不同。有些这些碎片后来落到地球上成为陨石

结构编辑本段回目录

通过光谱分析所得到的数据可以证明小行星的表面组成很不一样。按其光谱的特性小行星被分几类:

C-小行星:这种小行星占所有小行星的75%,因此是数量最多的小行星。C-小行星的表面含碳,反照率非常低,只有0.05左右。一般认为C-小行星的构成与碳质球粒陨石(一种石陨石)的构成一样。一般C-小行星多分布于小行星带的外层。

S-小行星:这种小行星占所有小行星的17%,是数量第二多的小行星。S-小行星一般分布于小行星带的内层。S-小行星的反照率比较高,在0.15到0.25之间。它们的构成与普通球粒陨石类似。这类陨石一般由硅化物组成。

M-小行星:剩下的小行星中大多数属于这一类。这些小行星可能是过去比较大的小行星的金属核。它们的反照率与S-小行星的类似。它们的构成可能与镍-铁陨石类似。

E-小行星:这类小行星的表面主要由顽火辉石构成,它们的反照率比较高,一般在0.4以上。它们的构成可能与顽火辉石球粒陨石(另一类石陨石)相似。

小行星
行星带

V-小行星:这类非常稀有的小行星的组成与S-小行星差不多,唯一的不同是它们含有比较多的辉石。天文学家怀疑这类小行星是从灶神星的上层硅化物中分离出来的。灶神星的表面有一个非常大的环形山,可能在它形成的过程中V-小行星诞生了。

地球上偶尔会找到一种十分罕见的石陨石,HED-非球粒陨石,它们的组成可能与V-小行星相似,它们可能也来自灶神星。

G-小行星:它们可以被看做是C-小行星的一种。它们的光谱非常类似,但在紫外线部分G-小行星有不同的吸收线。

B-小行星:它们与C-小行星和G-小行星相似,但紫外线的光谱不同。

F-小行星:也是C-小行星的一种。它们在紫外线部分的光谱不同,而且缺乏水的吸收线。

P-小行星:这类小行星的反照率非常低,而且其光谱主要在红色部分。它们可能是由含碳的硅化物组成的。它们一般分布在小行星带的极外层

D-小行星:这类小行星与P-小行星类似,反照率非常低,光谱偏红。

R-小行星:这类小行星与V-小行星类似,它们的光谱说明它们含较多的辉石和橄榄石。

A-小行星:这类小行星含很多橄榄石,它们,主要分布在小行星带的内层。

T-小行星:这类小行星也分布在小行星带的内层。它们的光谱比较红暗,但与P-小行星和R-小行星不同。

过去人们以为小行星是一整块完整单一的石头,但小行星的密度比石头低,而且它们表面上巨大的环形山说明比较大的小行星的组织比较松散。它们更象由重力组合在一起的巨大的碎石堆。这样松散的物体在大的撞击下不会碎裂,而可以将撞击的能量吸收过来。完整单一的物体在大的撞击下会被冲击波击碎。此外大的小行星的自转速度很慢。假如它们的自转速度高的话,它们可能会被离心力解体。今天天文学家一般认为大于200米的小行星主要是由这样的碎石堆组成的。而部分较小的碎片更成为一些小行星的卫星,例如:小行星87便拥有两颗卫星。

轨道编辑本段回目录

(1)小行星带的小行星

约90%已知的小行星的轨道位于小行星带中。小行星带是一个相当宽的位于火星和木星之间的地带。谷神星、智神星等首先被发现的小行星都是小行星带内的小行星。

(2)火星轨道内的小行星

火星轨道内的小行星总的来说分三群:

小行星

阿莫尔型小行星群:这一类小行星穿越火星轨道并来到地球轨道附近。其代表性的小行星是1898年发现的小行星433,这颗小行星可以到达离地球0.15天文单位的距离。1900年和1931年小行星433来到地球附近时天文学家用这个机会来确定太阳系的大小。1911年发现的小行星719后来又失踪了,一直到2000年它才重新被发现。这个小行星组的命名星小行星1221阿莫尔的轨道位于离太阳1.08到2.76天文单位,这是这个群相当典型的一个轨道。

阿波罗小行星群:这个小行星群的小行星的轨道位于火星和地球之间。这个组中一些小行星的轨道的偏心率非常高,它们的近日点一直到达金星轨道内。这个群典型的小行星轨道有1932年发现的小行星1862阿波罗,它的轨道在0.65到2.29天文单位之间。小行星69230在仅1.5月球距离处飞略地球。

阿登型小行星群:这个群的小行星的轨道一般在地球轨道以内。其命名星是1976年发现的小行星2062阿登。有些这个组的小行星的偏心率比较高,它们可能从地球轨道内与地球轨道向交。

这些小行星被统称为近地小行星。近年来对这些小行星的研究被加深,因为它们至少理论上有可能与地球相撞。比较有成绩的项目有林肯近地小行星研究计划(LINEAR)、近地小行星追踪(NEAT)和洛维尔天文台近地天体搜索计划(LONEOS)等。

(3)在其它行星的轨道上运行的小行星

在其它行星轨道的拉格朗日点上运行的小行星被称为特洛伊小行星。最早被发现的特洛伊小行星是在木星轨道上的小行星,它们中有些在木星前,有些在木星后运行。有代表性的木星特洛伊小行星有小行星588和小行星1172。1990年第一颗火星特洛伊小行星小行星5261被发现,此后还有其它四颗火星特洛伊小行星被发现。

土星和天王星之间的小行星

土星和天王星之间的小行星有一群被称为半人马小行星群的小行星,它们的偏心率都相当大。最早被发现的半人马小行星群的小行星是小行星2060。估计这些小行星是从柯伊伯带中受到其它大行星的引力干扰而落入一个不稳定的轨道中的。

古柏带的小行星

外海王星天体及类似天体:半人马小行星
外海王星天体
柯伊伯带
类QB1天体
类冥天体
2:1共振天体

小行星
小行星

黄道离散天体
奥尔特云

海王星以外的小行星属于古柏带,在这里天文学家们发现了最大的小行星如小行星50000等。

水星轨道内的小行星(水内小行星)

虽然一直有人猜测水星轨道内也有一个小行星群,但至今为止这个猜测未能被证实。

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