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太阳系边界七大谜团 红外物质是什么?

2017-07-02 08:35:00编辑:成怦陉人气:



网易探索1月14日讯,据美国太空网报道,至今,我们太阳系最远边界仍然是太阳周围最神秘的区域揭开太阳系边界的神秘面纱,将可以了解宇宙万物是如何形成的以及地球上的生命是怎样产生的但直到现在,关于太阳系边界,科学家仍有七大谜团没有揭开 谜团一:为什么柯伊伯带五颜六色 在距离太阳 40~50个天文单位的低倾角的轨道上,过去一直被认为是一片空虚,是太阳系的尽头所在但事实上这里满布直径从数公里到上千公里的冰封物体,热闹无比,就是柯伊伯带1个天文单位是地球到太阳的距离事实上,柯伊伯带位于海王星以外的太阳系边界,是太阳系大多数彗星的诞生之地,这些慧星只需要几十世纪或几百年时间就可以形成各自的太阳系轨道,因此也被称为短期彗星夏威夷大学的天体物理学家大卫·杰威特说,令人惊讶的是,柯伊伯带中的天体呈现出众多颜色,从黑白或淡蓝甚至到鲜艳的大红色然而,一个天体的颜色可展现它的表面组成成分是什么但现在的谜团是――与其他小行星相比,柯伊伯带的天体为什么会显示出如此多的颜色,这何其表面的组成成分如此之多 一些研究人员指出,火山活动能形成这些颜色,但是杰威特说:“这种现象在直径为100公里的天体内根本不可能发生,”因为火山作用需要一些更大的天体杰威特和他的同事表示,火山活动会导致如此众多的颜色显现,但杰威特认为,这些直径100公里大的天体中出现火山活动是可笑的,火山作用需要更大的天体相反,这可能是宇宙射线让柯伊伯带的天体看起来更红,而它们与岩石的撞击,只会撞出更多原始物质而不是让它们看起来更红现在杰威特认为有关这种彩虹形成的原因还有其它的解释,只是目前还不知道 谜团二:红外物质究竟是什么 一种被称为“红外物质”的东西似乎只存在于大约半数的柯伊伯带天体和它们的直接后裔“半人马座”中,半人马座是在木星和海王星之间运行的由冰构成的小行星,最近从柯伊伯带内逃逸出来的太阳系里层中并没有这种红外物质,“甚至来自柯伊伯带的彗星没有这种物质这表明这种红外物质在靠近太阳的高温环境下非常不稳定”杰威特解释说 这种红色暗示这种红外物质可能具有有机分子人们一般认为有机分子正是借助彗星和其他小行星来到地球的杰威特说:“在柯伊伯带的天体中,有机分子可能已经被宇宙射线‘蒸熟',让这些天体呈现暗红色的表面,但是目前并没有证据能证明这一说法”等将来有飞船将飞到那里,就能找到最终答案 谜团三:柯伊伯带收缩了吗 理论计算显示,先前估计的柯伊伯带上的居民比现在要多几百或几千倍 然而,杰威特说:“柯伊伯带99%或99.9%的质量是如何丧失的是在什么时候丧失的”一种推测显示,当土星和木星40亿年前变轨时,它们的重力将柯伊伯带的天体抛向外太阳系之外另一种说法是,柯伊伯带的天体在相互撞击的过程中变成了尘埃,随后被太阳放射物吹走然而,还有一种可能性“是我们正在丧失的一些至关重要的东西,而且,柯伊伯带重量减轻的结论也是错误的通过对比,所有这些可能性都很难令人信服,但是如果最终证明它们确实是事实,那将令人大为震惊” 谜团四:欧特云里有何秘密 欧特云是指几万亿颗遥的彗星的聚集地从理论上来说,欧特云距离太阳大约10万个天文单位,一天文单位大约相当于1.5亿公里这意味着欧特云距离太阳非常遥远,以至于我们从来没有直接观察其内部的天体,因此只能凭借推测,但是它得一定存在,并释放出多年来我们不断看到的彗星 据推测,欧特云是彗星的发源地,这些彗星围绕太阳长途旅行一周需要几个世纪甚至一千年因为这些“长期彗星”来自所有不同的方向,而欧特云被认为是球状,因此能从各个方向发射彗星杰威特解释说,虽然哈雷等彗星不是来自柯伊伯带,而且它们的轨道也与球状欧特云的不相符这表明太空中很可能存在一个形状像甜甜圈的“内欧特云”杰威特表示,有天体物理学家认为欧特云是大约46亿年前在太阳周围形成的原行星盘的残余物科学家对越了解欧特云,就越有助于我们了解太阳系和地球的产生过程 谜团五:外太阳系是否存在更多的矮行星 至今为止,有3颗矮行星已经被认可,它们是谷神星、冥王星和阋神星柯伊伯带内部可能有200多个矮行星夏威夷双子星天文台天文学家乍德·特基罗说,在柯伊伯带距离太阳大约100个天文单位的地方,可能存在许多矮行星大的天体,因为它们非常昏暗,而且运行非常缓慢,因此之前没有人看到过它们如果一个火星大和天体运行到距离太阳200个天体单位以外,即使采用最现代的观测方法,我们也无法发现它特基罗指出,在未来10年中,全景望远镜与调查快速反应系统(Pan-STARRS)和大口径综合巡天望远镜(LSST)等现代装备应该能填补我们知识上的这一空白 谜团六:矮行星来自哪里 理论认为,根据现在的轨迹来看,太阳系边界中的矮行星在数十亿年前可能居住在太阳系的内部 但特基罗表示怀疑,他问:如果事实确实如此,那么它们的表面为什么有如此多的冰一般认为,太阳系内部的天体都因阳光照射而失去了冰层 因此,特基罗及其同事猜测,现在在这些矮行星上看到的冰是比较新的,或许就来自这些天体的内部,是在“火山作用”下喷出地表形成的当然,这还需要通过进一步的研究来证明,在它们从太阳系内部到达太阳系边界的长途旅行之后,这种更新的冰是不是能足够覆盖这些矮行星 谜团七:宇宙射线来源于太阳系周围的泡泡 当科学家发现太阳吹来的带电粒子的超声速风与在恒星间稀薄的气体相撞时,太阳风最终会吹击这种星际介质中的泡泡 星际介质就是已知的球状日光层科学家认为,极度微弱的宇宙射线,即从太空飞向地球的高能粒子来自日光层科学家认为这些射线来自边界激波(termination shock),距离太阳大约75到85个天文单位然而,旅行者1号并没发现这些在边界激波中产生这种反常宇宙射线的迹象麻省理工学院的天体物理学家约翰·理查森说:“可能是它在不适宜的时间或地点穿过边界激波吧”或者有关这些反常宇宙射线是怎样产生的常规看法本身就是错误的 2007年,旅行者2号穿过边界激波,它的穿越点距离旅行者1号在2004年的穿越点大约100亿英里,科学家正在分析它获得的相关数据理查森解释说:“它的数据或许能帮助我们了解这些粒子是如何产生的据悉,宇宙射线能对地球气候产生深远影响,因此,了解它们的来源非常重要”此外,太阳日冕物质抛射会触发这些高能粒子出现猛烈爆发,而这种爆发可破坏太空飞船, 
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