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天文学教程上册:弥散盘与柯伊伯带的特征和相似性

时间:2023-08-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:比柯伊伯带更远的,还有较宽一族稀散的海外天体弥散盘。第一颗被认知的弥散盘天体是1996 TL66。在延展弥散盘与分离区之间没有清楚的分界。由于弥散盘天体的近日距相当小,所以受海王星的引力影响而使其轨道不稳定。图7-60弥散盘、柯伊伯带、共振的天体轨道半长径a和倾角i类似于包括KBO的其他海外天体,弥散盘天体的密度较小,它们由冻结的挥发物组成。

天文学教程上册:弥散盘与柯伊伯带的特征和相似性

比柯伊伯带更远的,还有较宽一族稀散的海外天体弥散盘。第一颗被认知的弥散盘天体(SDOs)是1996 TL66。1999年,同次巡天又确认三颗SDOs:1999 CV 118,1999 CY118,1999 CF119。到2011年,已确认200多颗SDOs,包括2002 TC302、(136199)Eris—阋神星、(90377)Sedna、2004 VN112。

弥散盘天体的轨道偏心率范围大(达0.8),轨道倾角也大到40°,半长径大于50 AU,近日距大于30 AU。一般认为,这样轨道的天体是被气体巨行星的引力“驱散”的,且继续受到海王星的摄动。虽然弥散盘天体可以近到离太阳30~50 AU,但轨道可延展到100 AU外,远近距离变化很大。弥散盘的最内部分与柯伊伯带外部有重叠,但弥散盘的外限远得多,离黄道范围比柯伊伯带厚。它们的轨道是不稳定的,受巨行星摄动,终究或进入内太阳系,或逃远。弥散盘内也有诸如1∶3、2∶7、3∶11、5∶22和4∶79共振轨道的例子。

(90377)Sedna、2000 CR105、2004 VN112的近日距也离海王星很远而不受海王星影响。于是,有些天文学家认为,它们是延展弥散盘(extended scattered disc)天体(E-SDO)。2000 CR105也可以是内奥尔特云天体或在弥散盘与内奥尔特云之间的过渡天体,称为分离的(detached)或远分离区的天体(DDO)。在延展弥散盘与分离区之间没有清楚的分界。

从轨道半长径和倾角图(见图7-60)看出,弥散盘天体与柯伊伯带天体及共振天体的轨道特征有差别。不像柯伊伯带天体(KBOs)的轨道倾角范围和偏心率很小,弥散盘天体(SDOs)的轨道倾角范围大(达40°),偏心率也大。由于弥散盘天体的近日距相当小,所以受海王星的引力影响而使其轨道不稳定。(www.xing528.com)

图7-60 弥散盘、柯伊伯带、共振的天体轨道半长径a和倾角i(细横线表示近日距-远日距)

类似于包括KBO的其他海外天体,弥散盘天体的密度较小,它们由冻结的挥发物(水、甲烷等)组成。选取的KBOs和SDOs(如冥王星和阋神星)的光谱分析揭示了类似甲烷成分的标志。天文学家原先以为,海外天体先形成在相同区域,经历太阳辐照等过程都显示相似的红色表面。特别地,预料弥散盘天体表面有大量甲烷,受太阳辐射作用而变为复杂的有机分子,吸收蓝光而略呈现红色调。大多经典KBOs就显示这样的颜色,但SDOs则不是这样的,而是呈现白色或略灰色。一种解释是,因受撞击而暴露出较白的下表层。另种解释是,SDOs形成在离太阳远的区域,成分有差别。阋神星是弥散盘天体,M.Brown提出,由于它现在离太阳远,其甲烷大气冻结成整个表面而形成几寸厚的亮白冰层。然而,冥王星更近,甲烷仅在较冷的高反照率区,留下的低反照率索林(tholin)物质覆盖裸露冰。

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