柯伊伯带：太阳系之谜

自那以后，又有更多发现接踵而至。到2010年，天文学家已经在海王星轨道以外的地方找到超过1000个与之类似的天体，今天我们将它们统称为海外天体（TNO）。其中最远的距离太阳100天文单位，是冥王星和太阳距离的三倍。随着越来越多这些天体被发现，它们轨道的大小、形状和方向的规律逐渐明朗。每一种天体必定都有一段不同的过去，从中我们可以了解到太阳系的形成和它早期的一些情况。

表14-1　部分海外天体的特征

包括1992 QB 1在内的许多海外天体都属于今天所说的“经典柯伊伯带天体”。这些天体还有一个熟悉的名字，叫作类QB 1天体。经典柯伊伯带天体由于距离海王星较远，所以受到该行星的引力影响不大，它们的轨道在几十亿年来都处于较为稳定的状态。海王星的轨道呈近圆形，距离太阳30天文单位，而经典柯伊伯带天体大多都分布在距离太阳42～48天文单位的地方。1992 QB 1的轨道相当典型，它有点儿偏椭圆形，在距离太阳40.9～46.6天文单位的位置，并且与地球轨道形成一个两度的夹角。

一些柯伊伯带天体分布在经典柯伊伯带天体外面，由于处于稳定共振，从而避免了被拉拽到海王星附近。其中最典型的例子就是冥王星。冥王星的公转周期为249年，而海王星为165年，因此它们的轨道周期的比例为2∶3。虽然冥王星的轨道穿过了海王星的轨道，但它们却从未有任何相撞的危险。冥王星每次穿过海王星轨道时，海王星总是刚好位于它的远日点，所以它们之间相撞的可能性为零。事实上，离冥王星更近的是天王星。(www.xing528.com)

已知超过100颗天体的轨道与冥王星的轨道成2∶3共振，它们被统称为“冥族小天体”。另外还有大约100个天体的轨道与海王星的轨道成3∶5、4∶7或1：2共振而免于相撞。和我们在第5章中提到的造成小行星带柯克伍德空隙的不稳定共振相反，柯伊伯带的轨道共振实际上起到了维持秩序的作用。共振其实是一种微妙的现象，每一种都有不同的表现，在没有深入研究前很难预测它们的效果。海王星轨道以外的稳定共振，在柯伊伯带的发展过程中发挥着举足轻重的作用，这点我们会在稍后介绍。

大部分经典柯伊伯带天体和共振区的天体都集中在离太阳30～50天文单位的范围内，形成了一个外形酷似甜甜圈的区域。而在距太阳50天文单位以外的区域，天体数量出现了明显下滑。深度研究表明，这个分界线是真实存在的，只是因为距离太远难以看到。正如埃奇沃思预测的，经典柯伊伯带天体到距离太阳50天文单位处呈现断崖式减少，而非逐渐减少。奇怪的是，这条柯伊伯带的外缘碰巧和海王星轨道形成2∶1共振，而这应该不是巧合。

距离太阳50天文单位以外的空间并非空无一物。天文学家已经在比这更远的地方发现了100多个天体，但是从它们的轨道来看，它们很明显来自柯伊伯带的另一个部分。目前为止被发现的该类天体中最大的是阋神星，阋神星的直径约有2300千米，体积与冥王星差不多，但质量比它大27%。阋神星的轨道与1992 QB 1及其他经典柯伊伯带天体非常不同，它的轨道非常扁长，并且和地球的轨道形成44度倾角。阋神星的公转周期是557年，距离太阳38～98天文单位。目前，阋神星正处于它的远日点附近，它以及它的卫星阋卫一成为太阳系中可以看到的最远的天体。

阋神星以及轨道与它类似的其他天体都属于天文学家所说的“散盘”的一部分。不同于经典柯伊伯带天体，散盘里的天体时不时还会运行到海王星附近，在海王星强大引力的牵引下，它们的轨道发生了改变，被拉拽成扁长的椭圆形并发生倾斜。到达近日点时，散盘里的天体与柯伊伯带天体混合在一起，但根据它们特殊的轨道就能将它们区分开来。据猜测，如今大部分轨道位于土星和海王星之间的半人马型小行星原本也属于散盘，只是海王星的引力将它们推向太阳，而非推向散盘。如今，散盘被普遍认为是大部分木星族彗星的源头，半人马型小行星目前同样也正在从海外天体发展为可见彗星。