主小行星帶

主要的小行星帶(以白色顯示)位於火星木星軌道之間。從天球北極觀察。

小行星帶太陽系內介於火星木星軌道之間的小行星密集區域。在已經被編號的120,437顆小行星中,有98.5%是在这里被發現的[1]。小行星是由岩石或金屬組成,圍繞著太陽運動的小天體。因為在比較上這是小行星最密集的區域,估計為數多達50萬顆,所以這個區域被稱為主小行星帶,简称“主带”。

小行星帶由原始太陽星雲中的一群星子——比行星微小的行星前身——形成。木星巨大的引力阻礙了這些星子形成行星,並造成許多星子相互間高能量的碰撞,造成許多殘骸和碎片。小行星繞太陽公轉的軌道,繼續受到木星的攝動,形成了與木星的軌道共振。在這些軌道距離(即柯克伍德空隙)上的小行星會被很快地掃进其它軌道。

主帶內最早发现的三顆小行星是智神星婚神星灶神星,而最大的三顆小行星则为智神星健神星灶神星,它们的平均直徑都超過400 公里;在主帶中只有一顆矮行星——穀神星,直徑大約950 公里;其餘的小行星都不大,有些甚至只有塵埃那样大。小行星帶的物質非常稀薄,已經有好幾艘太空船平安的通過而未曾發生意外。在主帶內的小行星依照它們的色彩和主要形式分成三類:碳質矽酸鹽金屬。小行星之間的碰撞可能形成擁有相似軌道特徵和成色的小行星族,這些碰撞也是產生黃道光的塵土的主要來源。

大小的比較:前十顆小行星與月球大小的比較,最左为谷神星,最右为健神星

觀測的歷史

發現第一顆小行星穀神星皮亞齊

在1781年發現天王星之後,波德认为在火星木星軌道之間也許還有一顆行星矮行星穀神星就是1801年在波德預測的軌道距離上被發現的。[2]1802年,天文學家奧伯斯發現了第二號小行星智神星威廉·赫歇爾认为這些天體是一顆行星被毀壞後的殘餘物。到了1807年,在相同的區域內又发现了第三顆婚神星和第四顆灶神星[3] 由於這些天體的外觀像行星,威廉·赫歇爾就採用希臘文中的词根aster- (似星的),将其命名为asteroid,汉语譯為“小行星”。

拿破崙戰爭結束了小行星發現的第一個階段,[3] 一直到1845年才發現了第五顆小行星義神星。接著,發現新小行星的速度加快,到1868年發現的小行星已經有100顆。1891年馬克斯·沃夫引進了天文攝影,更加速了小行星的發現。[4] 1921年,小行星的數量是1,000顆,1981年達到10,000顆[5],2000年更高達100,000顆。[6] 現代的小行星巡天系統使用自動化的設備使小行星的數量持續地增加。

在小行星發現後,必須要計算它們的軌道元素。1866年,丹尼爾·柯克伍德宣布由太陽算起,在某些距離上是沒有小行星存在的空白區域,而在這些區域上繞太陽公轉的軌道週期與木星的公轉週期有簡單的整數比。柯克伍德認為是木星的攝動導致小行星從這些軌道上被移除。[7]

1918年,日本天文學家平山清次注意到一些小行星的軌道有相似的參數,形成了小行星族。到了1970年代,觀察小行星的顏色产生了小行星分類系統,最常見的三種類型是C-型碳質)、S-型矽酸鹽)和M-型金屬)。[8]

2006年,彗星族在小行星帶內被發現。這些彗星有可能是地球海水的來源。在地球形成的過程中,本身並沒有足以形成海洋的水,因此需要一個外在的水源供應者——像一次彗星的轟擊是很有必要的。[9]

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