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柯伊伯帶是一個由冰體組成的甜甜圈形狀的區(qū)域，遠遠超出海王星的軌道。它是冥王星和阿羅科斯 (Arrokoth) 的故鄉(xiāng)。美國宇航局的新視野號宇宙飛船訪問了這兩個世界?？乱敛畮е锌赡苓€有數(shù)百萬個其他冰冷世界，它們是太陽系形成過程中遺留下來的。科學家將這些世界稱為柯伊伯帶天體（KBO）或跨海王星天體（TNO）?？绾Ｍ跣翘祗w是太陽系中軌道超出海王星的天體。柯伊伯帶不應(yīng)與奧爾特云混淆，奧爾特云是一個更遙遠的區(qū)域，由圍繞太陽系的冰冷彗星狀天體組成，包括柯伊伯帶。奧爾特云和柯伊伯帶都被認為是彗星的來源。與小行星帶類似，柯伊伯帶是太陽系早期歷史遺留下來的區(qū)域。與小行星帶一樣，它也是由一顆巨大的行星形成的，盡管它更像是一個厚盤（像甜甜圈）而不是一條薄帶。它廣袤而神秘，寒冷而黑暗。我們對它的探索才剛剛開始，但它蘊藏著太陽系起源的重要線索。柯伊伯帶是太陽系中最大的結(jié)構(gòu)之一，其他結(jié)構(gòu)還有奧爾特云、日光層和木星磁層。它的整體形狀就像一個膨脹的圓盤或甜甜圈。它的內(nèi)緣始于海王星軌道，距太陽約 30 個天文單位。（1 AU，或天文單位，是從地球到太陽的距離。）柯伊伯帶的內(nèi)部主要區(qū)域距太陽約 50 AU。與柯伊伯帶主要部分的外緣重疊的是第二個區(qū)域，稱為分散盤，它向外延伸到近 1,000 個天文單位，有些天體的軌道甚至更遠。 這些面板顯示了散射盤中內(nèi)太陽系、外太陽系、柯伊伯帶和塞德娜軌道的相對規(guī)模。 柯伊伯帶不應(yīng)與奧爾特云混淆，奧爾特云是一個更遙遠的球形區(qū)域，由冰冷的彗星狀天體組成，圍繞著太陽系，包括柯伊伯帶。但奧爾特云和柯伊伯帶都被認為是彗星的來源。天文學家認為柯伊伯帶的冰冷物體是太陽系形成時的殘余物。類似于主小行星帶和木星之間的關(guān)系，如果海王星不在那里，它是一個由物體組成的區(qū)域，這些物體可能會聚集在一起形成一顆行星。相反，海王星的引力攪動了這個空間區(qū)域，以至于那里的小型冰冷物體無法凝聚成一顆大行星。天文學家估計柯伊伯帶地區(qū)有數(shù)十萬個寬度至少為 60 英里（100 公里）或更大的物體。 今天柯伊伯帶中的物質(zhì)數(shù)量可能只是原來的一小部分。根據(jù)一種得到充分支持的理論（稱為尼斯模型，如法國尼斯），四顆巨行星（木星、土星、天王星和海王星）的軌道變化可能導致了大部分原始物質(zhì)——可能是 7 到地球質(zhì)量的 10 倍——即將消失。如今，柯伊伯帶正在慢慢地自我侵蝕。那里的物體偶爾會發(fā)生碰撞，碰撞碎片會產(chǎn)生較小的柯伊伯帶天體（其中一些可能會變成彗星），以及被太陽風吹出太陽系的塵埃。目前柯伊伯帶中所有物質(zhì)的總質(zhì)量估計不超過地球質(zhì)量的 10% 左右。 1.3、柯伊伯帶天體是否有衛(wèi)星相當多的柯伊伯帶天體要么有衛(wèi)星——也就是說，繞它們運行的天體要小得多——要么是雙星物體。雙星是大小或質(zhì)量相對相似的物體對，它們繞著它們之間的點（共享質(zhì)心）運行。有些雙星實際上接觸，形成一種花生形狀，形成所謂的接觸雙星。冥王星、鬩神星、豪美亞和類星體都是擁有衛(wèi)星的柯伊伯帶天體。 1.4、彗星的發(fā)源地 柯伊伯帶是彗星的源頭，因為它的侵蝕速度非常緩慢?？乱敛⌒行桥鲎伯a(chǎn)生的碎片會被海王星的引力推向太陽軌道，木星的引力會進一步將它們束縛在持續(xù) 20 年或更短時間的短環(huán)中。這些彗星被稱為短周期木星系彗星。由于它們頻繁地進入內(nèi)太陽系，大多數(shù)彗星的揮發(fā)性冰很快就會耗盡，最終成為休眠彗星或死彗星，幾乎或根本無法探測到它們的活動。研究人員發(fā)現(xiàn)，一些近地小行星實際上是燃燒殆盡的彗星，它們中的大多數(shù)一開始都在柯伊伯帶。(彗星的另一個來源是奧爾特云，大多數(shù)軌道高度傾斜的長周期彗星都起源于那里）。 1.5、柯伊伯命名 柯伊伯帶是以天文學家杰拉德-柯伊伯命名的，他在 1951 年發(fā)表了一篇科學論文，推測冥王星以外的天體?？乱敛难芯繉嶋H上并沒有預測到我們在以他的名字命名的區(qū)域內(nèi)觀測到的天體數(shù)量，更沒有預測到這些天體與海王星的關(guān)系（定義柯伊伯帶的是海王星軌道，而不是冥王星軌道）。(海王星的軌道，而不是冥王星的軌道，決定了星帶的內(nèi)緣；而且主要是海王星的引力塑造了星帶）。但是，柯伊伯和他的想法在天文學家中是眾所周知的，因此，關(guān)于星帶的一般想法都是由他提出來的。 1.6、柯伊伯帶天體認識過程 冥王星是第一個被發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶天體，發(fā)現(xiàn)于1930年，當時天文學家還沒有理由期待海王星以外會有大量的冰雪世界。當時，科學家們還沒有形成關(guān)于外太陽系的觀點，認為冥王星可能有很多同伴。因此，盡管冥王星的軌道是奇特的橢圓形和傾斜的，但當時認為冥王星是一顆孤獨的行星是合理的。又過了 62 年，第二顆 KBO 于 1992 年被發(fā)現(xiàn)，人們終于認識到冥王星并不孤單。 1.6.1、冥王星不再被認為是行星的原因主要有以下幾點： - 軌道主導性：一顆行星應(yīng)該是其軌道上的主導引力體，但冥王星并不符合這個標準。在冥王星的軌道內(nèi)外有許多質(zhì)量與冥王星相近的天體。
- 軌道清理：行星應(yīng)該能夠清除其軌道附近的其他天體。冥王星的質(zhì)量只有其軌道上其他天體質(zhì)量之和的7%，沒有足夠的引力清理軌道。
- 軌道特征：冥王星的軌道與太陽系中其他行星的軌道相比，有較大的離心率和傾角，這使得它的軌道特征與其他行星明顯不同。
因此，2006年國際天文聯(lián)合會（IAU）重新定義了行星的標準，并將冥王星分類為矮行星。這個決定基于上述理由，以及在冥王星附近發(fā)現(xiàn)的其他類似天體，如埃里斯，其質(zhì)量甚至超過冥王星，這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的行星定義。雖然冥王星不再是行星，但它仍然是太陽系中一個非常重要的矮行星，對于我們理解太陽系的邊緣區(qū)域提供了寶貴的信息。1.7、地球智慧體-制造的物第一次造訪此區(qū)域 第一個進入柯伊伯帶區(qū)域的航天器是美國宇航局的先鋒 10 號航天器，它于 1983 年進入海王星軌道以外的太空。但這艘航天器沒有訪問該區(qū)域的任何冰冷世界——除了冥王星之外，沒有發(fā)現(xiàn)任何其他星球。這張阿羅科斯的照片是美國宇航局的新視野號航天器于 2019 年 1 月 1 日飛越該物體時拍攝到的。第一艘真正訪問柯伊伯帶天體的航天器是美國宇航局的新視野號，它于 2015 年 7 月飛越了冥王星及其衛(wèi)星。隨后，新視野號于 2019 年 1 月 1 日飛越了第二顆柯伊伯帶天體 Arrokoth。這次相遇的圖像顯示了一個非常紅的雙葉物體，看起來像一個部分壓扁的雪人。該物體的奇怪形狀——與以往所見過的任何物體都不一樣——是這次飛越的最大驚喜。資料來源：NASA&人工智能(Copilot）
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