隨著航天事業的發展與進步,人類對於太空和宇宙的認識都更加深入,但同時也重新發現了更多值得探索的問題。比如太陽系有多大?它的邊緣在哪裡?
為了探索宇宙的奧秘,人類將人造衛星和探測器送入了太空,希望它們可以帶回更多可供參考的資料資訊。
就這樣,我們發現了太陽系中有八大行星和人類居住的地球一起圍著太陽公轉,發現了火星和木星之間的小行星帶,發現了其它無數個矮行星和彗星等天體。
在最初,我們將能觀測到的距太陽最遠的一顆海王星當作太陽系的邊緣,認為再往遠處應該不會再有其它天體。然而事實上,太陽系的邊緣並不是到這裡就結束。
太陽系有多大?
太陽系有多大呢?在早階段的觀念中,太陽系的邊緣就是走出了八大行星以外的空間,也就是海王星的最遠執行空間軌道。
到現在,科學家認為太陽系的邊緣應該是像一個氣球一樣但沒有具體界限的球體,它包裹著整個太陽系,和太陽之間的最大距離可達10萬個天文單位,被稱為“奧爾特雲”。
但這個“奧爾特雲”不能被檢測到實體,因為它主要是由水冰、氨和甲烷等固體的揮發物質組成的雲團,在理論上圍繞著太陽,並以其為中心。而且在目前,還沒有哪個探測器可以到達如此遠的地方進行探測工作。
為了探索太陽系,人類向太空派遣了“使者”,讓人造衛星和探測器成為我們與太陽系中其它物質溝通了解的媒介。
人類的視野
從人造衛星飛上太空後,它們就充當了人類的眼睛,宇宙就如同一個被期待已久的情緒帶動展開的畫卷,將它的一角展示給人類,使我們可以窺探到一點資訊。
對於我們的地球家園,太空拍攝的“日出”和“藍色彈珠”影像向世人展示了宇宙空間帶來的震撼與美麗。月球上也沒有廣寒宮和月桂樹,更沒有嫦娥和玉兔,有的只是大小環形山和一些豐富的礦物質;而在其它星球上,人類目前也沒有找到生命的痕跡,還在無盡的探索中。
為了探索更遠的星際空間,人類不斷嘗試更新飛行器和探測器,將它們送到宇宙空間深處進行觀測。
到後來,相繼有探測器從地球出發,帶著人類的期望前往太空,這些勇士有的成功帶回了月球上的物質樣品,有的在前往指定目的地或者星球的路上,還沒來的工作就走向了滅亡,還有的正在不斷將自己的觀測資訊反饋到地球,給科學研究者們的太空和星球探索提供參考。
人類站在地球之上,已經將視野擴大到了遠不能想象的星際空間當中,嘗試著找到宇宙的規律。而就像上面所說的,在這些探測器飛向遙遠的太空後,任務和路線都不盡相同,並不是每一個都有機會發現或碰到宇宙的小秘密。
比如現階段去到太陽系最遠距離的旅行者號,它們已經為人類帶回了很多未知的宇宙資訊,但也和另一個類似於小行星帶的空間擦肩而過。
柯伊伯帶
柯伊伯帶(Kuiper belt)指的是海王星軌道(距離太陽約30天文單位)外側,在黃道面附近的天體密集圓盤狀區域,類似於小行星帶,但範圍要大得多,比小行星頻寬20倍且重20至200倍。最早提出柯伊伯帶觀點和概念的是荷蘭裔美國天文學家傑拉德·柯伊伯。
最早關於柯伊伯帶的資訊實際上只是科學家們的一個假設,是在基於發現遙遠的冥王星的前提之下提出的。他們認為在新發現的冥王星外,有可能還存在更遠的天體系統。
天文學家大衛·朱維特為了驗證自己對柯伊伯帶的猜想,和學生一起花費了5年的時間,利用天文望遠鏡在太空中儘可能搜尋有用的資訊。在1992年8月,他們對外宣佈自己在海王星以外的距離外發現了兩個小天體。
在2006年1月中旬,人類向太空發射一艘專門為探索柯伊伯帶的航天器——“新視野號”,經過9年多的飛行,它來到了冥王星的邊緣,等待繼續向理論中存在而現實中未知的柯伊伯帶進發。
終於2019年,“新視野號”帶回了關於柯伊伯帶的資訊,是真實拍攝的小行星照片,離太陽大約是43.4個天文單位的距離,被命名為“天涯海角”。這也是目前人類探測到的最遠的天體。
透過對火星和木星之間存在的小行星帶的線管相關認識,我們可以瞭解到宇宙中的天體並不存在固定的形狀要求,除了相對規則的球體之外,還有很多其它如放飛自我般的任意形,沒有任何規律可言。
而且在這個遙遠的“葫蘆形”20公里大小的天體上,居然還有可能存在有機物。因為它的表面呈現出來的是偏紅的顏色,這是含碳分子在紫外線的長期照射下才會出現的現象。但在這個外太陽系的大環境中,這顆小行星的最高溫度都只有零下218℃,這讓人難以想象。
不同於其它龐大的規則的球形星球,這些天體的體積相對“迷你”,大多不會超過100公里,而且數量眾多。它們主要是由金屬和岩石組成的碎片化小行星,還有大量又甲烷、氨和水構成的冰凍固體天體。
天文學家根據宇宙的誕生形成原因推測,認為柯伊伯帶的由來可能是在太陽系形成階段天體碰撞被遺留下來的殘餘部分,或者時候來被太陽在宇宙空間捕捉的物質集中凍結組織而成。
可能是因為運動和密度的原因,柯伊伯帶的小行星經常會發生碰撞,然後又一次產生碎片,得到組成新的天體的機會。