一開(kāi)始天文學(xué)家以為小行星是一顆在火星和木星之間的行星破裂而成的,但小行星帶內(nèi)的所有小行星的全部質(zhì)量比月球的質(zhì)量還要小。今天天文學(xué)家認(rèn)為小行星是太陽(yáng)系形成過(guò)程中沒(méi)有形成行星的殘留物質(zhì)。木星在太陽(yáng)系形成時(shí)的質(zhì)量增長(zhǎng)最快,它防止在今天小行星帶地區(qū)另一顆行星的形成。小行星帶地區(qū)的小行星的軌道受到木星的干擾,它們不斷碰撞和破碎。其它的物質(zhì)被逐出它們的軌道與其它行星相撞。大的小行星在形成后由于鋁的放射性同位素26Al(和可能鐵的放射性同位素60Fe)的衰變而變熱。重的元素如鎳和鐵在這種情況下向小行星的內(nèi)部下沉,輕的元素如硅則上浮。這樣一來(lái)就造成了小行星內(nèi)部物質(zhì)的分離。在此后的碰撞和破裂后所產(chǎn)生的新的小行星的構(gòu)成因此也不同。有些這些碎片后來(lái)落到地球上成為隕石。
火星軌道內(nèi)有三個(gè)小行星群:阿莫爾型小行星群;阿波羅型小行星群和阿登型小行星群。這些小行星被統(tǒng)稱(chēng)為近地小行星,近年來(lái)被研究得較多,因?yàn)樗鼈冇锌赡芘c地球相撞。
在其它行星軌道上也有小行星,它們通常是在拉格朗日點(diǎn)上運(yùn)行,這些小行星被稱(chēng)為特洛伊小行星。在土星和天王星之間的小行星有一群偏心率相當(dāng)大的小行星,被稱(chēng)為半人馬小行星群。在海王星以外的古柏帶中也有小行星。另外,也有人一直在猜測(cè),水星軌道內(nèi)也有一個(gè)小行星群,但迄今尚未被證實(shí)。
近地小行星(near-Earth asteroids,NEAs)指的是軌道與地球軌道相交的小行星。這類(lèi)小行星可能會(huì)帶來(lái)撞擊地球的危險(xiǎn)。同時(shí),它們也是相對(duì)容易使用探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)的天體。目前已知的大小4千米的近地小行星已有數(shù)百個(gè)??赡苓€存在成千上萬(wàn)個(gè)直徑大于1千米的近地小行星,數(shù)量估計(jì)超過(guò)2000個(gè)。天文學(xué)家相信它們只能在軌道上存在一千萬(wàn)至一億年。它們要么最終與內(nèi)行星碰撞要么就是在接近行星時(shí)被彈出太陽(yáng)系。該過(guò)程可能會(huì)消耗大量小行星,但似乎小行星來(lái)源仍然在不斷補(bǔ)給。
2004 FH 是一顆近地小行星,發(fā)現(xiàn)于2004年3月15日。它直徑約30米,于2004年3月18日在距地球僅43000公里處掠過(guò)。
2002年6月6日,一個(gè)估計(jì)直徑為10米的天體撞擊了地球。該次撞擊發(fā)生在地中海,地點(diǎn)約在34°N 21°E。 該天體在大氣層半空引爆燃燒。其釋放出的能量大約(根據(jù)次聲測(cè)量)相當(dāng)于2.6萬(wàn)噸三硝基甲苯(黃色炸藥),與一個(gè)中型核武器相當(dāng)。2008年10月7日,一個(gè)直徑為2至5米的小行星撞擊了地球。該次撞擊發(fā)生在蘇丹上空,釋放的能量并不大。但本次撞擊的重要性在于,這是人類(lèi)首次在小行星撞擊之前發(fā)現(xiàn)、并推斷出撞擊的發(fā)生。對(duì)于近地小行星的研究有重要意義。
人類(lèi)歷史上第一個(gè)被觀測(cè)到周期性圍繞太陽(yáng)的彗星是“哈雷彗星”。
彗星由彗核、彗發(fā)和彗尾組成。彗核和彗發(fā)構(gòu)成彗頭。彗核顧名思義為彗星的核心,大小通常在數(shù)十公里以內(nèi)。彗發(fā)為彗星接近太陽(yáng)時(shí)因受太陽(yáng)光的照射,讓被凝結(jié)成固體的氣體成分被蒸發(fā)出來(lái),進(jìn)而在彗核外圍形成反射太陽(yáng)光的氣團(tuán),其大小可達(dá)十萬(wàn)公里。一些彗星的彗發(fā)外面還有一層“彗云”,主要由氫原子組成,又叫做氫云。彗尾為彗發(fā)受太陽(yáng)輻射或太陽(yáng)風(fēng)的吹襲,迫使部份彗發(fā)物質(zhì)向背離太陽(yáng)的方向流動(dòng),成為長(zhǎng)條型的彗尾,而彗尾又可細(xì)分為塵埃彗尾與離子彗尾兩部份;塵埃彗尾多是白色而粗的,尾巴沿著彗星軌道而分布,離子彗尾多為藍(lán)色而幼細(xì)的,尾巴直指太陽(yáng)的反方向。大家可以看1997年4月的海爾·博普彗星的照片便容易明白。彗尾有單條,也有好幾條。彗尾長(zhǎng)度可高達(dá)數(shù)百萬(wàn)公里,甚至上億公里,因此人們可以透過(guò)肉眼或望遠(yuǎn)鏡觀察到彗星與太陽(yáng)間的互動(dòng)。
彗星軌道多數(shù)是拋物線 ,少數(shù)是極為狹長(zhǎng)的橢圓或雙曲線,具有橢圓軌道的彗星,周期性地在太陽(yáng)附近出現(xiàn)。彗星依照軌道周期的長(zhǎng)短區(qū)分為短周期彗星與長(zhǎng)周期彗星兩種(見(jiàn)周期彗星列表),只要周期少于200年者為短周期彗星,反之則為長(zhǎng)周期彗星。
彗星的軌道還可能會(huì)受到行星引力的影響,改變?cè)瓉?lái)軌道的形狀,尤其是通過(guò)行星軌道,非常接近行星的時(shí)候。如果由于行星的影響,而使彗星速度加快,則有可能使彗星脫離太陽(yáng)系;當(dāng)速度減慢時(shí),長(zhǎng)周期彗星可能會(huì)變成短周期彗星;非周期彗星甚至被捕獲,成為周期彗星。也正是由于彗星軌道的奇異特性,致使天文學(xué)家一直在爭(zhēng)論他是否是太陽(yáng)系的一員。
每當(dāng)彗星靠近太陽(yáng)時(shí),都會(huì)丟失大量的物質(zhì),等到可揮發(fā)的物質(zhì)丟失殆盡后,彗星也就變成了一顆小行星。
部分科學(xué)家認(rèn)為研究彗星可能可以揭露生命源起的秘密,甚至認(rèn)為是彗星給地球帶來(lái)了生命的種子。
流星體、流星、隕石,都是太陽(yáng)系的碎屑,只是在不同狀態(tài)下有不同的名稱(chēng)。許多流星體可能是彗星留在軌道上的碎屑,因此有著相似的軌道并匯聚成流而成為流星雨;還有其他的流星體不和任何天體有關(guān),相互間也沒(méi)有關(guān)聯(lián)。
流星是進(jìn)入地球的大氣層內(nèi)發(fā)出可見(jiàn)的光亮,并且被看見(jiàn)的流星體。如果流星體的質(zhì)量較大,進(jìn)入大氣摩擦?xí)r產(chǎn)生的亮度非常高,甚至有爆炸現(xiàn)象,便稱(chēng)為火流星?;鹆餍峭ǔ?huì)落至地面,產(chǎn)生撞擊現(xiàn)象?;鹆餍堑某霈F(xiàn)是因?yàn)樗牧餍求w質(zhì)量較大(質(zhì)量大于幾百克),進(jìn)入地球大氣后來(lái)不及在高空燃盡而繼續(xù)闖入稠密的低層大氣,以極高的速度和地球大氣劇烈摩擦,產(chǎn)生出耀眼的光亮?;鹆餍窍Ш?,在它穿過(guò)的路徑上,會(huì)留下云霧狀的長(zhǎng)帶,稱(chēng)為“流星余跡”;有些余跡消失得很快,有的則可存在幾秒鐘到幾分鐘,甚至長(zhǎng)達(dá)幾十分鐘。
流星體未被大氣燒盡而落至地面,并未被高能量的撞擊汽化,稱(chēng)為隕石。多數(shù)的流星體在進(jìn)入大氣層時(shí)都會(huì)被毀壞掉,這些殘骸稱(chēng)為流星塵。當(dāng)流星體或小行星進(jìn)入上層大氣層時(shí),經(jīng)過(guò)范圍遭遇到的上層大氣層分子便會(huì)被游離而創(chuàng)造出一條離子尾。這些電離的尾跡可以存留達(dá)45分鐘之久。
許多的流星體來(lái)自小行星彼此之間撞擊后形成的碎片。雖然,彗星離開(kāi)之后殘留的彗尾物質(zhì)通常會(huì)形成流星雨,但也有些成員最終會(huì)因?yàn)樯⑸涠M(jìn)入其他的軌道成為散亂的流星體。其它已經(jīng)知道的來(lái)源還有月球和火星,有些隕石已經(jīng)被證實(shí)是來(lái)自這些天體。
即使非常小的流星體都可能危害到太空船。以哈勃太空望遠(yuǎn)鏡為例,已經(jīng)有572個(gè)微小的撞擊坑和被切削的區(qū)域。
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