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背景资料 小行星带（第1页）

简介

行星带（Asteroidbelt）是太阳系内介于火星和木星轨道之间的行星密集区域，由已经被编号的10，47颗行星统计得到，98.5%的行星都在此处被发现。由于这是行星最密集的区域，估计为数多达50万颗，这个区域因此被称为主带，通常称为行星带。距离太阳约.17－.64天文单位的空间区域内，聚集了大约50万颗以上的行星，形成了行星带。这么多行星能够被凝聚在行星带中，除了太阳的万有引力以外，木星的万有引力起着更大的作用。

行星带由原始太阳星云中的一群星子（比行星微的行星前身）形成。但是，因为木星的重力影响，阻碍了这些星子形成行星，造成许多星子相互碰撞，并形成许多残骸和碎片。行星带内最大的三颗行星分别是智神星、婚神星和灶神星，平均直径都超过400公里；在主带中仅有一颗矮行星—谷神星，直径约为950公里；其余的行星都较，有些甚至只有尘埃大。行星带的物质非常稀薄，目前已经有好几艘太空船安全通过而未曾发生意外。在主带内的行星依照它们的光谱和主要形式分成三类：碳质、硅酸盐和金属。另外，行星之间的碰撞可能形成拥有相似轨道特征和成色的行星族，这些碰撞也是产生黄道光的尘土的主要来源。

在177年，德国天文学家波得在他编写的《星空研究指南》一书中总结并发表了6年前由一位德国物理学教授提丢斯提出的一条关于行星距离的定则。定则的主要内容是：取0、、6、1、4、48、96……这么一个数列，每个数字加上4再用10来除，就得出了各行星到太阳实际距离的近似值。

如水星到太阳的平均距离为（0+4）10=0.4（天文单位）

金星到太阳的平均距离为（+4）10=0.7

地球到太阳的平均距离为（6+4）10=1.0

火星到太阳的平均距离为（1+4）10=1.6

照此下去，下一个行星的距离应该是：（4+4）10=.8

可是这个距离处没有行星，也没有任何别的天体。波得相信“造物主”不会有意在这个地方留下空白；提丢斯则认为也许是火星的一颗还没有发现的卫星在这个位置上的，但不管怎么提丢斯——波得定则在“.8（天文单位）”处出现了间断。当时认识的两颗最远的行星是木星和土星，按照定则的思路继续往外推算，情况是令人鼓舞的，定则给出的数据与实际情况对比如下：

定则给出的数据各行星到太阳的实际距离（天文单位）

水星0.40.87

金星0.70.7

地球1.01.000

火星1.61.54

木星5.5.0

土星10.09.554

定则算出来的那些数据与行星距离十分相似，于是大家开始相信“.8“那个地方应该有颗大行星补上，波得为此向其他天文学家呼吁，希望共同组织起来寻找这颗“丢失”了的行星。一些热心的天文学家便开始搜索“丢失”的行星，好几年过去了，毫无结果。正当大家有灰心准备放弃这种漫无边际的搜寻工作时，1781年英国天文学家赫歇耳地无意中发现了太阳系的第七大行星——天王星，令人惊讶的是，天王星与太阳的平均距离为19.天文单位，和提丢斯－波得定则算出的结果（19+4）10=19.6竟然符合得好级了。这一下子，定则的地位陡然高涨，几乎所有的人对它都笃信无疑，而且完全相信在“.8”空缺位置上，一定存在一颗大行星，只是方法不得当，所以才一直没有找到。…，

行星带可是很快十多年又过去了，这颗“丢失”的大行星依然杳无音信。直到1801年初，一个惊人的消息从意大利西西里岛传出，那里的一处偏僻天文台的台长皮亚齐在一次常规观测时发现了一颗新天体，经计算它的距离是.77天文单位，与“.8”极为近似。新天体因此被认为就是那颗好多人在拚命寻找而一直没有找到的大行星，并被命名为“谷神星”。接着谷神星的直径被测定出来，是700多公里，这可把大家弄糊涂了，怎么不是大个子行星而是个子行星呢？但令人震惊的事情还在后头，第二年即180年月德国医生奥伯斯又在火星与木星轨道之间发现了一颗行星——智神星，除了略之外，智神星与谷神星相差不多，距离基本一致，接着又发现了第三颗——婚神星和第四颗——灶神星。到最后前前后后发现的行星总数竟达50万颗之多，它们都集中在火星与木星之间的一个特定区域内，即所谓的“行星带”，其中心位置正好符合提丢斯——波得定则给出的数据。

观测发现

1801年，西西里和皮亚齐（G.Plazzi）在例行的天文观测中偶然发现在.77AU处有个天体，即把它命名为谷神星（Ceres）。

180年，天文学家奥伯斯（H.Olbere）在同一区域内又发现另一行星，随后命名为智神星（Pallas）。威廉·赫歇尔就建议这些天体是一颗行星被毁坏后的残余物。到了1807年，在相同的区域内又增加了第三颗婚神星和第四颗灶神星。由于这些天体的外观类似恒星，威廉·赫歇尔就采用希腊文中的语根aster－（似星的）命名为asteroid，中文则译为行星。

拿破仑战争结束了行星带发现的第一个阶段，一直到1845年才发现第五颗行星义神星。紧接着，新行星发现的速度急速增加，到了1868年中发现的行星已经有100颗，而在1891年马克斯·沃夫引进了天文摄影，更加速了行星的发现。19年，行星的数量是1，000颗，1951年到达10，000颗，198年更高达100，000颗。现代的行星巡天系统使用自动化设备使行星的数量持续增加。

计算证实

在行星带发现后，必须要计算它们的轨道元素。1866年，丹尼尔·柯克伍德宣布由太阳算起，在某些距离上是没有行星存在的空白区域，而在这些区域上绕太阳公转的轨道周期与木星的公转周期有简单的整数比。柯克伍德认为是木星的摄动导致行星从这些轨道上被移除。在1918年，日本天文学家平山清次注意到行星带上一些行星的轨道有相似的参数，并由此形成了行星族。到了1970年代，观察行星的颜色发展出了分类的系统，三种最常见的类型是C－型（碳质）、S－型（硅酸盐）和M－型（金属）。006年，天文学家宣布在行星带内发现了彗星的族群，而且推测这些彗星可能是地球上海洋中水的来源。编辑本段起源演化在太阳系形成初期，因吸积过程的碰撞普遍，造成颗粒逐渐聚集形成更大的丛集，一旦聚集到足够的质量（即所谓的微星），便能用重力吸引周围的物质。这些星子就能稳定地累积质量成为岩石行星或巨大的气体行星。行星带的形成之谜不知道何时才能破解。不过，越来越多的天文学家认为，行星记载着太阳系行星形成初期的信息。因此，行星的起源是研究太阳系起源问题中重要的和不可分割的一环。…，

主流观及解释

关于形成的原因，比较普遍的观是在太阳系形成初期，由于某种原因，在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星，结果留下了大批的行星。

目前被认同的行星形成理论是太阳星云假，认为星云中构成太阳和行星的材料，尘埃和气体，因为重力陷缩而生成旋转的盘状。在太阳系最初几百万年的历史中，因吸积过程的碰撞变得黏稠，造成颗粒逐渐聚集形成更大的丛集，并且使颗粒的大稳定的持续增加。一旦聚集到足够的质量—所谓的微星—便能经由重力吸引邻近的物质。这些星子就能稳定的累积质量成为岩石的行星或巨大的气体行星。

在平均速度太高的区域，碰撞会使星子碎裂而抑制质量的累积，阻止了行星大的天体生成。在星子的轨道周期与木星的周期成简单整数比的地区，会发生轨道共振，会因扰动使这些星子的轨道改变。在火星与木星之间的空间，有许多地方与木星有强烈的轨道共振。当木星在形成的过程中向内移动时，这些共振轨道也会扫掠过行星带，对散布的星子进行动态的激发，增加彼此的相对速度。星子在这个区域（持续到现在）受到太强烈的摄动因而不能成为行星，只能一如往昔的继续绕着太阳公转，而且行星带可以视为原始太阳系的残留物。

目前行带所拥有的质量应该仅是原始行星带的一部分，以电脑模拟的结果，行星带原来的质量应该与地球相当。主要是由于重力的扰动，在百万年的形成周期过程中，大部分的物质都被抛出去，残留下来的质量大概只有原来的千分之一。

当主带开始形成时，在距离太阳.7AU之处形成了一条温度低于水的凝结线—”雪线”，在这条线之外形成的星子就能够累积冰。在行星带生成的主带彗星都在这条线之外，并且是造成地球海洋的主要供应者。

因为大约在40亿年前，行星带的大和分布就已经稳定下来（相对于整个太阳系），也就是行星带的主带在大上已经没有显著的增减变化。但是，行星依然会受到许多随后过程的影响，像是：内部的热化、撞击造成的熔化、来自宇宙线和微流星体轰击的太空风化。因此，行星不是原始的，反而是在外面古柏带的行星，在太阳系形成时经历的变动比较少。

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