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第四章 奇妙的天文02（第4页）

1．半人马群

半人马群是散布在9至30天文单位的范围内，也就是轨道在木星和海王星之间，类似彗星以冰为主的天体。半人马群已知的最大天体是10199Chariklo，直径在200—250公里。第一个被发现的是2060，因为在接近太阳时如同彗星般的产生彗发，目前已经被归类为彗星。有些天文学家将半人马族归类为柯伊伯带内部的离散天体，而视为是外部离散盘的延续。

外海王星区

在海王星之外的区域，通常称为外太阳系或是外海王星区，仍然是未被探测的广大空间。这片区域似乎是太阳系小天体的世界（最大的直径不到地球的1／5，质量则远小于月球），主要由岩石和冰组成。

1．柯伊伯带

柯伊伯带，最初的形式，被认为是由与小行星大小相似，但主要是由冰组成的碎片与残骸构成的环带，扩散在距离太阳30至50天文单位之处。这个区域被认为是短周期彗星一一係是哈雷彗星的来源。它主要由太阳系小天体组成，但是许多柯伊伯带中最大的天体，例如创神星、伐楼拿、2003E“1、2005FY9和厄耳枯斯等，可能都会被归类为矮行星。估计柯伊伯带内直径大于50公里的天体会超过100，000颗，但总质量可能只有地球质量的1／10甚至只有1％。许多柯伊伯带的天体都有两颗以上的卫星，而且多数的轨道都不在黄道平面上。

柯伊伯带大致上可以分成共振带和传统的带两部分，共振带是由与海王星轨道有共振关系的天体组成的（当海王星公转太阳三圈就绕太阳二圈，或海王星公转两圈时只绕一圈），其实海王星本身也算是共振带中的一员。传统的成员则是不与海王星共振，散布在39．4至47．7天文单位范围内的天体。传统的柯伊伯带天体以最初被发现的三颗之一的1992QBl为名，被分类为类QBl天体。

2．冥王星和卡戎

冥王星（平均距离39天文单位）是一颗矮行星，也是柯伊伯带内已知的最大天体之一。当它在1930年被发现后被认为是第九颗行星，直到2006年才重分类为矮行星。冥王星的轨道对黄道面倾斜17度，与太阳的距离在近日点时是29．7天文单位（在海王星轨道的内侧），远日点时则达到49．5天文单位。

目前还不能确定卡戎是否应被归类为当前认为的卫星还是属于矮行星，因为冥王星和卡戎互绕轨道的质心不在任何一者的表面之下，形成了冥王星一一卡戎双星系统。另外两颗很小的卫星尼克斯与许德拉，则绕着冥王星和卡戎公转。

冥王星在共振带上，与海王星有着3：2的共振（冥王星绕太阳公转二圈时，海王星公转三圈）。柯伊伯带中有着这种轨道的天体统称为类冥天体。

3．离散盘

离散盘与柯伊伯带是重叠的，但是向外延伸至更远的空间。离散盘内的天体应该是在太阳系形成的早期过程中，因为海王星向外迁徙造成的引力扰动才被从柯伊伯带抛人反复不定的轨道中。多数黄道离散天体的近日点都在柯伊伯带内，但远日点可以远至150天文单位；轨道对黄道面也有很大的倾斜角度，甚至有垂直于黄道面的。有些天文学家认为黄道离散天体应该是柯伊伯带的另一部分，并且应该称为“柯伊伯带离散天体”。

4．阋神星

阋神星（136199Eris）（平均距离68天文单位）是已知最大的黄道离散天体，并且引发了什么是行星的辩论。它的直径至少比冥王星大15％，估计有2，400公里（1，500英里），是已知的矮行星中最大的。阋神星有一颗卫星，阋卫一，轨道也像冥王星一样有着很大的离心率，近日点的距离是38。2天文单位（大约是冥王星与太阳的平均距离），远日点达到97．6天文单位，对黄道面的倾斜角度也很大。

最远的区域

太阳系于何处结束，以及星际介质开始的位置没有明确定义的界线，因为这需要由太阳风和太阳引力两者来决定。太阳风能影响到星际介质的距离大约是冥王星距离的四倍，但是太阳的洛希球，也就是太阳引力所能及的范围，应该是这个距离的千倍以上。

1．日球层顶

太阳圈可以分为两个区域，太阳风传递的最大距离大约在95天文单位，也就是冥王星轨道的三倍之处。此处是终端震波的边缘，也就是太阳风和星际介质相互碰撞与冲激之处。太阳风在此处减速、凝聚并且变得更加纷乱，形成一个巨大的卵形结构，也就是所谓的日鞘，外观和表现得像是彗尾，在朝向恒星风的方向向外继续延伸约40天文单位，但是反方向的尾端则延伸数倍于此距离。太阳圈的外缘是日球层顶，此处是太阳风最后的终止之处，外面即是恒星际空间。

太阳圈外缘的形状和形式很可能受到与星际物质相互作用的流体动力学的影响，同时也受到在南端占优势的太阳磁场的影响；例如，它形状在北半球比南半球多扩展了9个天文单位（大约15亿公里）。在日球层顶之外，在大约230天文单位处，存在着弓激波，它是当太阳在银河系中穿行时产生的。

还没有太空船飞越到日球层顶之外，所以还不能确知星际空间的环境条件。而太阳圈如何保护在宇宙射线下的太阳系，目前所知甚少。为此，人们已经开始提出能够飞越太阳圈的任务。

2。奧尔特云

是一个假设包围着太阳系的球体云团，布满着不少不活跃的彗星，距离太阳约50，000至100，000个天文单位，差不多等于一光年，即太阳与比邻星距离的1／4。

理论上的奥尔特云有数以兆计的冰冷天体和巨大的质量，在大约5，000天文单位，最远可达10，000天文单位的距离上包围着太阳系，被认为是长周期彗星的来源。它们被认为是经由外行星的引力作用从内太阳系被抛至该处的彗星。奥尔特云的物体运动得非常缓慢，并且可以受到一些不常见的情况的影响，像是碰撞、或是经过天体的引力作用、或是星系潮汐。

3．塞德娜和内奥尔特云

塞德娜是颗巨大、红化的类冥天体，近日点在76天文单位，远日点在928天文单位，12，050年才能完成一周的巨大、高椭率的轨道。米高。布朗在2003年发现这个天体，因为它的近日点太遥远，以致不可能受到海王星迁徙的影响，所以认为它不是离散盘或柯伊伯带的成员。他和其他的天文学家认为它属于一个新的分类，同属于这新族群的还有近日点在45天文单位，远日点在415天文单位，轨道周期3，420年的2000CRl05，和近日点在21天文单位，远日点在1，000天文单位，轨道周期12，705年的（87269）20000067。布朗命名这个族群为“内奧尔特云”，虽然它远离太阳但仍较近，可能是经由相似的过程形成的。塞德娜的形状已经被确认，非常像一颗矮行星。

4．疆界

我们的太阳系仍然有许多未知数。考量邻近的恒星，估计太阳的引力可以控制2光年（125，000天文单位）的范围。奥尔特云向外延伸的程度，大概不会超过50，000天文单位。尽管发现的塞德娜，范围在柯伊伯带和奥尔特云之间，仍然有数万天文单位半径的区域是未曾被探测的。水星和太阳之间的区域也仍在持续的研究中。在太阳系的未知地区仍可能有所发现。

5．矮行星

矮行星是由冥王星、谷神星、齐娜星和卡戎星组成的。

星系的关联

太阳系位于一个被称为银河系的星系内，直径]OO，000光年，拥有约2000亿颗恒星的棒旋星系。我们的太阳位居银河外围的一条漩涡臂上，称为猎户臂或本地臂。太阳距离银心25，000至28，000光年，在银河系内的速度大约是220公里／秒，因此环绕银河公转一圈需要2亿2千5百万至2亿5千万年，这个公转周期称为银河年。

太阳系在银河中的位置是地球上能发展出生命的一个很重要的因素，它的轨道非常接近圆形，并且和旋臂保持大致相同的速度，这意味着它相对旋臂是几乎不动的。因为旋臂远离了有潜在危险的超新星密集区域，使得地球长期处在稳定的环境之中得以发展出生命。太阳系也远离了银河系恒星拥挤群聚的中心，接近中心之处，邻近恒星强大的引力对奥尔特云产生的扰动会将大量的彗星送人内太阳系，导致与地球的碰撞而危害到在发展中的生命。银河中心强烈的辐射线也会干扰到复杂的生命发展。即使在太阳系目前所在的位置，有些科学家也认为在35，000年前曾经穿越过超新星爆炸所抛射出来的碎屑，朝向太阳而来的有强烈的辐射线，以及小如尘埃大至类似彗星的各种天体，曾经危及到地球上的生命。

太阳向点是太阳在星际空间中运动所对着的方向，靠近武仙座接近明亮的织女星的方向上。

邻近的区域太阳系所在的位置是银河系中恒星疏疏落落，被称为本星际云的区域。这是一个形状像沙漏，气体密集而恒星稀少，直径大约300光年的星际介质，称为本星系泡的区域。这个气泡充满的高温等离子，被认为是由最近的一些超新星爆炸产生的。在距离太阳10光年（15亿公里）内只有少数几颗的恒星，最靠近的是距离4．3光年的三合星，半人马座α。半人马座0的A与B是靠得很近且与太阳相似的恒星，而C（也称为半人马座比邻星）是一颗小的红矮星，以0．2光年的距离环绕着这一对双星。接下来是距离6光年远的巴纳德星、7．8光年的沃夫359、8．3光年的拉兰德21185。在10光年的距离内最大的恒星是距离8．6光年的一颗蓝巨星一一天狼星，它质量约为太阳2倍，有一颗白矮星（天狼B星）绕着其公转。在10光年范围内，还有距离8．7光年、由两颗红矮星组成的鲸鱼座UV；距离9．7光年、孤零零的红矮星罗斯154。与太阳相似而我们最接近的单独恒星是距离¨．9光年的鲸鱼座T，质量约为太阳的80％，但光度只有60％。