飯糰鬼的鬼地方

庫伯帶天體

何為庫伯帶？

 

　1951年，美籍的荷裔天文學家Gerard Kuiper提出一個假設，認為在太陽系形成的過程中，在原始的吸積盤面上可能有些剩餘的物質受重力影響而被拋射至海王星以外的地方，現認為是距太陽約30~100天文單位的地方，呈一個接近平行黃道面的帶狀分佈，可能為短週期慧星的來源，稱之為庫伯帶。

 

　在1950年時另一名天文學家Jan Oort注意到長週期慧星的來源沒有一定的方向，且遠日點傾向在50000天文單位附近。因而推測在太陽系的外側可能存在有一球狀包覆的物質球，其中包含大量類似慧星成分的物質，這些物質受重力影響有可能落入黃道面形成長週期慧星。

　無論是庫伯帶或歐特雲的假設，在當時皆無法證實其正確性，自1930年發現冥王星以來，人類便一直不斷試圖搜尋太陽系是否有更外側的天體存在。於1992年確認發現第一個庫伯帶天體，終於可證實庫伯帶的假說是否成立，至今共發現有九百多的庫伯帶天體，但尚未發現任何一個歐特雲天體。

 

發現 – 1992QB1

 

　1992年8月30日，夏威夷大學的D. Jewitt和加州大學柏克萊分校的J. Luu，在利用夏威夷大學設置在毛那基峰(Mauna Kea)上的2.2米望遠鏡觀測時，發現了一個亮度約23等的天體，與其他星點移動有非常緩慢相對位移，每小時只有3角秒的差距。計算結果指出該天體軌道可能位於37至59天文單位之間，後確認為第一顆被發現的庫伯帶天體。

 

庫伯帶天體的組成

 

　從第一顆庫伯帶天體發現至今已15年，共有九百多個庫伯帶天體被發現並確認，庫伯帶天體的運行軌道易受大行星的影響而偏折，有可能被彈向外側，或是進入太陽系內部。在庫伯帶天體中現確認有九個軌道運行在海王星至木星間，被稱為「半人馬(Centaurs)」群，這些天體的軌道並不穩定，非常有可能再受重力影響而偏離。

　影響庫伯帶天體最甚的莫過於海王星，Harold F. Levison與Alessandro Morbidelli研究指出，庫伯帶天體有可能在海王星的軌道內側形成，受海王星的重力影響而被向外拋出，或是被向太陽系內拋入，而海王星則在這過程中逐漸向外移動。海王星與現存庫伯帶天體呈現一種1:2的共振軌道。

　縱使現已發現近千顆的庫伯帶天體，但整個庫伯帶的總質量仍遠比預期的低，甚至不到估計量的百分之一，為何會有這樣大的落差？是由於各天體亮度太低難以觀測或是有其他原因使這些天體離開這個區域？仍是個待探討的問題。

 

( S. A. Stern, in ASP Conference Series Vol.107 , 1996)

爭議

 

Sanda (2003 VB12) – 庫伯帶或歐特雲？

 

　加州理工學院的天文學家Mike Brown，於2003年11月4日利用位在帕洛瑪山天文台的48吋Samuel Oschin望遠鏡發現這樣一顆天體，直徑約1700KM，是當時發現僅次於冥王星大小的天體。但卻令人注意的是它的軌道，是個離心率頗大的橢圓，發現是約距太陽90個天文單位，就算是近日點時距離太陽仍約有80個天文單位，而遠日點甚至高達500天文單位以上，這樣的軌道位置令人懷疑他是否為一「歐特雲天體」或「內歐特雲天體」？雖然它的遠日點仍比預估的歐特雲距離少了十倍，但仍然是目前所發現最遙遠的天體，預計再75年後他會抵達近日點。

　Sedna曾被懷疑可能有一衛星環繞而造成緩慢的自轉速度，但後來的觀測結果卻指出其並無衛星且自轉速度與其他庫伯帶天體並無差異。

 

Eris (2003 UB313) – 最大的矮行星

 

　如同它的最後定名，這顆星的出現不斷的在製造紛爭。2003年10月31日，Mike Brown的團隊利用帕洛瑪山天文台的48吋Samuel Oschin望遠鏡便已拍下它，但由於它移動的緩慢，直至2005年一月，才在和背景星的比對中確認了它的存在並推算出軌道。

　Eris的近日點約37天文單位，遠日點在97天文單位，而發現時期正好在遠日點位置附近，由於距離太遠以致後續的大小推測不是那麼容易的進行。

 

　由於無法確定得知Eris的表面反照率，因此它的半徑大小仍無法明確地推測。但縱使如此，他理應仍比冥王星要大，因為根據觀測結果，即使它的表面反照率高達100%，它的直徑仍會有冥王星那樣大！但反照率達100%的物質幾乎不存在。且由於受迫於被其他團對搶先發表的壓力，因此在尚未精確算出其大小的情況下，便向外公布這項震驚大眾的消息 – 一顆比冥王星更大的天體被發現！後在史匹哲和哈伯太空望遠鏡的觀測下推算初期直徑約在2700KM左右。

　於2005年9月10日，夏威夷的Keck望遠鏡發現Eris有一衛星環繞，便給予其編號S/2005 (2003 UB313) 1，且被命名為Dysnomia (Eris的女兒)。

　從它的大小被推測以來，到底是八大行星，十大行星，或是更多？這話題便不斷的被爭議著。隨著2006年八月IAU的決議，Eris和冥王星，這兩個同屬庫伯帶的天體，以及穀神星這個屬小行星帶的天體，被一同併入矮行星這個新分類中。看似暫時終止了紛爭，但似乎卻又是另一個更大紛爭的開始。

 

圖片 / 來源出處

 

　　　The Nine Planets :
http://www.seds.org/billa/tnp/

　　　中研院天文暨天文物裡研究所籌備處 :
http://www.asiaa.sinica.edu.tw/outreach/news/index.php

　　　TAOS計畫網頁 : http://taos.asiaa.sinica.edu.tw/

　　　Kuiper Belt Page by David Jewitt :
http://www.ifa.hawaii.edu/faculty/jewitt/kb.html

　　　HubbleSite : http://hubblesite.org/