太阳系在移动过程中，为什么碰不到柯伊伯带
时间: 2022-12-11 16:01:57 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 113次
太阳系在宇宙中旋转，为什么撞不到其他小行星呢？
旅行者一号是上世纪70年代，由美国宇航局向宇宙深空发射的星际探测器，历经了四十多年的星际旅行，目前旅行者一号星际探测器已经飞行了200多亿千米，已经飞出了太阳系的日光层，成为了人造的飞行最远的航天器。并且旅行者一号将会继续向遥远宇宙空间行进，永远也不会再回来了。那么可能有小伙伴们会有疑问，宇宙中存在着那么多的未知天体，并且在太阳系周围的柯伊伯带存在着那么多的陨石和小行星，为什么旅行者一号不会撞到它们呢？
我们知道太阳系中有八大行星，对于火星，土星，木星这些大型的行星，旅行者一号肯定不会撞到它们。那么类似于小行星的天体，旅行者一号又是如何避免和它们相撞的呢？因为一旦旅行者一号和这些天体相撞，肯定会荡然无存。我们知道太阳系有一个小行星带，这个小行星带位于火星和木星之间，存在着数量众多的小行星，旅行者一号想要飞出太阳系，穿越这个小行星带是必须的，因此我们就拿这一片地区来讲解一下旅行者一号为什么撞不到小行星。
相信很多热爱天文的朋友都看过很多关于小行星带的图片，那些图片看起来令人恐惧，因为图片中的小行星带看起来非常的密集。但其实实际上不是这样子，小行星带的陨石和小行星虽然数量众多，其实它们之间的距离很远。科学家们估计，小行星带大概有100万颗以上的小行星，这些数量达百万颗的小行星，确实对旅行者一号有一定的威胁，但是我们要考虑到它的密度。小行星带的小行星密度其实非常的低，占据空间约为2到4个地球与太阳之间的距离，可想而知小行星带有多么的大，即使两百万颗小行星在这片区域也显得微不足道。
综上所述，因为小行星带的密度非常低，并且小行星带覆盖的面积非常大，所以旅行者一号几乎不可能撞到这些小行星。
旅游者一号为何最终没有造访太阳系的柯伊伯带？
柯伊伯带则是一个猜想的小行星密集带，但这个地带的界限和大小现在还没有统一的界定，目前认为是距离太阳30～55个天文单位的范围内，如果按照这个范围定义柯伊伯带的话，那么旅行者一号早已“安全”飞越过这片区域了。如果按照55个天文单位计算，柯伊伯带的边界距离太阳约82.5亿公里，而截止到2021年6月7日，旅行者一号已经距离太阳218.17亿公里了，目前正以相对太阳17千米/秒的速度飞离太阳系。
但是，也有一部分科学家认为柯伊伯带的范围应该更大，可以从50个天文单位一直延伸到500个天文单位（750亿公里），这样看的话，旅行者一号要飞出柯伊伯带的话还得需要100多年。
柯伊伯带与小行星带有点类似，但其范围要比小行星带大得多，如果按距离太阳30～55个天文单位来看，柯伊伯带的宽度是小行星带的20多倍，并且，柯伊伯带不同于火星与木星之间的小行星带的天体主要集中在黄道面上，柯伊伯带的天体分布的范围更像是一个面包圈。由于柯伊伯带距离地球十分遥远，所以对于寻找和发现柯伊伯带的天体带来很大的困难。冥王星算是发现的第一个柯伊伯带天体，直到1992年，人类才在柯伊伯带发现了第二个小行星——小行星15760，目前，已经发现的柯伊伯带小行星的数量已经有一千多颗了，并且，根据一些天文学家估算，在柯伊伯带，直径超过100公里的天体可能会超过10万颗，质量加在一起约为地球质量的十分之一。虽然柯伊伯带的天体数量更多，但其天体密度还要比小行星带更稀疏，旅行者一号要想碰到其中的一颗，其概率相当于连中十次六合彩了。
但是，旅行者1号速度虽然快，而且已经飞行了如此远的距离，但比起宇宙深空而言，旅行者1号依然是蜗牛的速度。一年也才飞行3个天文单位多的距离，要想飞到更远的奥尔特云，那至少需要上万年的时间。接下来旅行者1号已经基本不工作了，仅仅维持最低的通讯和基本观测，到了2021年之后，大部分科学仪器已经不能工作，因为美国宇航局要为它省电。虽然其搭载了放射性同位素热电发生器，但电力供应无法维持50年以上。到了2025年之后，旅行者1号就要彻底宣告放弃，因为核电池都已经没有电了。这就是目前人类星际航行所面临的问题，如何解决动力问题，这是一个非常大的技术障碍。而50年对于深空飞行而言仅仅是一段小旅途，后面还有更长的路程需要足够的电力供应。
现在的旅行者一号已经用完了最后一点“力气”，完全没有了动力，无法加速也无法调整姿态，只是凭借惯性沿着既定路线向宇宙深处飞去。在7.36万年后，旅行者一号会经过半人马座的南门二（即比邻星）附近，但不会被其引力俘获，如果没有被“三体人”发现的话，会依然孤独的继续着它的旅程，飞往银河系中心，也许是数十万年，也许更长。
太阳系的边缘——柯伊伯带
柯伊伯带处于太阳系的边缘，位于海王星轨道外黄道面附近，是一个天体密集的 中空圆盘状区域。
柯伊伯带天体大都来自于环绕着太阳的原行星盘碎片，由于未能成功地结合成行星，因而只能形成较小的天体， 最大的直径小于3000公里。
关于柯伊伯带小天体形成的原因，天文学界对此陆续发表了几个理论，但都具有明显的漏洞。比较被认可的观点是按照行星形成的“吸积理论”来进行解释，这些碎片在绕转的过程当中发生碰撞，互相吸引，从而粘附形成的一个个大小不一的天体。
1992年，天文学家发现了第一个柯伊伯带天体（KBO），至今已有约1000个柯伊伯天体被发现。直径大都从数千米到上千公里。
由于冥王星地处柯伊伯带内，许多天文学家认为冥王星已经不再适合被列入太阳系“九大行星”之内。冥王星应该被列入柯伊伯带小行星之列，其卫星应该被降为“伴星”。
2006年，第26届国际天文学联合会（IAO）会议通过表决冥王星被降为矮行星，将其从太阳系行星中除列。
太阳系的柯伊伯带是什么？这9条知识送给你，你就明白了
直到1992年，两个美国天文学家在这里发现了直径不到200公里的小行星1992 QB1，证实了柯伊伯带的存在。
即便柯伊伯带已经被证实了，但我们对它的了解仍然有限，定义也不甚明确。我们只知道它位于海王星轨道以外，含有大量的小行星、彗星和一些冰天体，但是对它的尺寸、规模、天体总质量等信息都并不明确。据推测，柯伊伯带一共有10万颗直径超过100公里的小天体，更小的则不计其数。截至目前，我们一共发现了1000多颗柯伊伯带天体。
1951年的时候，荷兰天文学家杰拉德·柯伊伯第一次提出了柯伊伯带的概念，认为太阳系周围有一片小天体围绕的圆盘。正是因为他的提出，这个区域才被称作柯伊伯带。但是，柯伊伯当初认为，这些小天体只是曾经存在过，现在已经消失了，与实际不符，所以他对柯伊伯带的贡献一直也令人诟病。
另外，在1943年的时候，天文学家肯尼斯·艾吉沃斯也提出过这个概念，所以柯伊伯带也被称作艾吉沃斯·柯伊伯带。
通常来说，我们认为柯伊伯带起始于距离太阳30个天文单位的位置，也就是海王星的轨道，终结于55个天文单位处，共计25个天文单位。1个天文单位就是一个日地距离，也就是约1.5亿公里，这意味着柯伊伯带的宽度大约是37.5亿公里。不过就像我们刚才说的，这也只是推测，还有说法认为柯伊伯带的范围是39.5-48个天文单位的共振区域内。
在冥王星被降级的时候，科学家们提出了矮行星的概念，指出这是一种介于行星和小行星之间的天体。在已经定义的矮行星行列中，绝大部分都位于柯伊伯带内。最著名的就是冥王星，以前被认为是它的卫星的卡戎目前也被归类为矮行星，另外还有鸟神星、妊神星、共工星等也都属于矮行星。
在柯伊伯带所有的天体之中，冥王星的体积是最大的，它的直径大约是2370公里，比排名第二的阋神星大了44公里。因此，冥王星又被人们称为是柯伊伯带之王。
不过，由于密度比较小，冥王星的质量反而比阋神星更小，只有它的88.8%左右。另外，由于阋神星刚被发现时，人类的检测手段还不是非常发达，所以误认为阋神星体积大于冥王星，这也是导致冥王星被降级为矮行星的原因之一。
尽管柯伊伯带距离太阳已经如此遥远，但它远远没有触及到太阳系的边缘。在柯伊伯带之外，还很可能存在着一片更加巨大、更加惊人的结构——奥尔特云。奥尔特云可能是彗星的家园，它才是太阳系最外层的结构，距离太阳5-10万个天文单位，也就是说，它的最外侧距离太阳可能有1.5光年的距离。由此可见，太阳的引力是多么巨大。
科学家相信，柯伊伯带绝非是太阳系独有的结构。根据目前的观测，至少有9颗恒星像我们的太阳系一样，拥有着类似于柯伊伯带的结构，这样的发现得益于哈勃太空望远镜等观测设备的强大能力。看起来，这些恒星和太阳拥有着类似的形成过程，因此才拥有了这样类似的结构。
在太阳系的200多颗卫星之中，海卫一是最奇怪的，它是唯一一个逆向公转的卫星。也就是说，通常卫星的公转方向和行星的自转方向相同，只有海卫一的公转方向是与海王星相反的，这意味着它不是和海王星共同形成的。那么，这颗直径达到了2706公里、比冥王星还巨大的卫星到底是从何而来呢？
天文学家推测，海卫一可能原本就是属于柯伊伯带的天体，后来误入海王星轨道，被海王星捕获，变成了它的卫星。这也是可以理解的，冥王星有时候也会比海王星更靠近太阳，但是二者轨道并不交叉，所以没有被捕获。可以想象，如果海卫一没有被捕获，柯伊伯带之王的名号大概就属于海卫一了吧。
尽管柯伊伯带非常遥远，但也并非是遥不可及。对于人类来说，已经有5个探测器曾经进入过柯伊伯带了。
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