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太空中,物質在引力收縮的前題下是怎麼演化的,發現小行星帶上的小天體表面有沒有水,甚至是生命體在上面運動,小天體有沒有園球狀,這第一手資料全無,所以需要探討。
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  • 1 # 揭秘宇宙

    親,先回答您的問題,現在的科學觀測條件下還沒有發現小行星帶上存在液態水的證據,生命更不存在了哈

    首先,小行星帶的行星都很小,小到都不能算是小行星,最多算是石塊兒,這些小石塊本來可以形成一個大行星的,但是收到其鄰居,木星的引力影響,始終無法形成一顆大行星。他們過小的質量導致其引力無法吸引氣體,形成大氣層,也就不能保留住液態水,最多是有固態水的存在,但是其距離太陽又比較近,固態水也會慢慢揮發掉。

    再有,這種級別的小行星基本都是不規則的形狀,有推測是小行星帶是由於一顆大質量行星被木星肢解形成的,所以形狀基本是碎石塊的狀態,過小的引力無法形成規則的球形。

  • 2 # 智雲科普

    小行星帶的位置結構

    將太陽系內類地行星和類木行星分成兩個區域的是一條環帶,即主小行星帶。太陽系的絕大多數小行星都位於火星與木星之間的主小行星帶上,也有一小部分散落在更遠的空間,比如海王星外分佈著一個繞日執行的小行星帶,稱為柯伊伯帶。這裡我們主要介紹的是主小行星帶。小行星帶不是大家想象的那樣擁擠、充滿石塊,實際上小行星帶幾乎是完全空曠的,如果太空旅行中飛躍小行星帶,遇到小行星的機率大約是十億分之一,比中彩票的機率還低。

    小行星體積比較小,絕大部分小行星的直徑小於1km。穀神星是目前已知的最大的小行星,同時也被歸類為矮行星,它的直徑約有952km。大部分小行星呈橢圓形或者不規則的形狀,只有少數小行星是球形,如灶神星。儘管小行星的數量龐大,但它們的質量總和還沒有地球的衛星月亮大。

    小行星表面的反照率各不相同,說明它們的組成物質不同。小行星按照物質構成的分類和比例可以分為矽質的(數量佔總數的15%左右,由石矽層包裹鐵鎳構成)、金屬的(數量佔總數的10%左右,由鐵鎳等物質構成)、碳質的(數量佔總數的75%左右,以碳為主要物質構成)。有些小行星還有一個甚至幾個衛星。

    小行星艾達和它的衛星艾衛

    行星帶上天體的演化

    1766年,德國科學家提丟斯發現,將n依次等於{0、3、6、12、24、48},然後帶入公式a=(n+4)/10,就得到a等於{0.4、0.7、1.0、1.6、2.8、5.2、10.0}。如果用日地間距離(天文單位)為計算單位,那麼這個陣列中除了2.8以外,其餘都十分接近已知的行星同太陽的距離。這一規律被稱為“提丟斯-波得定則”。

    提丟斯-波得定則發現後,很多天文學家都相信在火星和木星之間,距太陽2.8天文單位的地方有一顆未發現的行星。後來,天文學家陸續發現了穀神星、智神星、灶神星等。今天在這個區域觀測到的小行星數以十萬計。這個距離太陽2.1-3.5天文單位(1天文單位≈1.5×108km)的地方被稱為小行星主帶,這個區域內的小行星數量,可能佔了太陽系所有小行星的98%以上。

    小行星主帶彌補了提丟斯-波得定則中的空缺,因此行星碎裂的理論曾在19世紀風行一時,但是小行星帶並不是一顆行星發生爆炸的結果。一方面,如果小行星是碎裂形成的,那麼小行星的軌道應該可以相交在碎裂點上,但實際上小行星的軌道相差很大;另一方面,不同小行星的化學成分也相差很大,碎裂理論難以解釋這一現象。

    目前,更多人接受的是“邊角料”模型。太陽系形成之初,有一個由塵埃和氣體組成的行星盤,盤中的塵埃不斷碰撞,形成了較大的星子,星子又在碰撞中不斷合併,變得更大。類似馬太效應,富者愈富,大的星子容易吸積周圍的物質,變得更大,從而形成大的行星。但是小行星主帶上的星子卻因為木星的優先形成而無法形成大的行星。這是因為木星和小行星帶的距離正好發生軌道共振,小行星的軌道受到強烈的擾動,木星的引力作用會把小行星主帶上的星子往各個方向拋射開去,造成小行星帶上的星子無法像其他行星那樣不斷長大。最終,這些星子以原始的形態殘留在小行星主帶中。

    部分小行星是有水存在的

    2015年“曙光號”到達最大的小行星穀神星。穀神星的光譜表面它的表面存在類似黏土的含水礦物質,而它的密度和重力則顯示它具有一個密室的巖質核心,核心外包裹著一層厚厚的水冰。穀神星上的水甚至可能比地球上的所有淡水還多,它還有一層由水蒸氣組成的稀薄的大氣層。

    曙光號

    此外,小行星帶外部有少數小天體有時可以產生類似彗星的由氣體和塵埃組成的彗發和彗尾。這些天體像穀神星的內部一樣,一定存在大量的水,這些水以冰的形式存在,外面有一層塵埃將它們與外界隔絕。

    關於生命

    穀神星在這三個方面均具有一定的優勢。穀神星具有岩石核心,地幔層包含大量冰水物質;穀神星距離太陽近2.8個天文單位,可以透過太陽獲得能量。此外,前往穀神星的探測器利用可見光和紅外線光譜儀發現其表面有簡單有機物的存在,推測為甲基與亞甲基的化合物。

    關於小天體上是否有生命存在,相信隨著科學家們開發出更為先進的探測器,我們能得到有更多的更全面的資訊。

  • 3 # 純野生科學家

    小行星帶,存在於太陽系內火星軌道與木星軌道之間。在這個直徑4個天文單位的環帶狀區域內,集中著超過50萬顆小天體,其中僅個頭比較大,擁有自己獨立編號的小天體就超過了12萬顆。但這麼多、佔據這麼廣闊空間的小天體,它們的總質量卻只有地球的千分之一。

    這些小天體與八大行星一樣繞著太陽公轉,但軌道並不固定,時常受到來自火星和木星的引力干擾。

    小行星帶坎坷的演化之路。

    太陽系形成之初,環繞著原始太陽公轉的行星可不是如今的8顆,而是200餘顆。這些小個頭的行星被稱為原行星。它們此時只忙一件事:用引力清空自己的公轉軌道,不停地壯大自己。

    ▲嬰兒期的太陽系。

    當原行星俘獲了軌道上的氣體、塵埃、碎屑之後,它們的質量大幅增加,公轉軌道開始外遷,離太陽越來越遠。這將不可避免地造成“行星級交通事故”,今天的太陽系中到處都是這場混亂留下的痕跡——水星被撞得只剩下一個巨大的鐵質核心,岩石層無影無蹤;金星被撞得反向自轉,太陽從西邊出來;地球與忒伊亞相撞,被“炸飛”的物質凝聚成了月球;木、土、天、海“越吃越胖”,演化成氣態巨行星並離太陽越來越遠;天王星最絕,不光被撞得反向自轉,連自轉軸都傾斜了90度,成了唯一“躺著自轉”的行星。

    ▲行星級交通事故。

    但並不是所有原行星發生碰撞後都能順利合而為一,因為強烈的引力擾動會破壞這一程序。正好太陽系內就有這麼一個超級引力源——木星。

    木星獨佔了太陽系行星質量的70%以上,是其它所有行星質量總和的2.5倍,所有靠近木星公轉軌道的天體都會週期性(每11地球年)受到它強大引力的影響。只要外遷的原行星接近木星軌道附近,則要麼被它肢解,要麼成為它的一部分,要麼成為它的衛星,要麼被“彈射”到荒涼的柯伊伯帶。

    ▲引力彈弓效應。

    小行星帶中那50餘萬顆小天體大多數是一顆或多顆被木星引力肢解的原行星的殘骸,它們的繞日軌道被木星引力嚴重干擾著,難以再次聚整合新的行星。在可預見的未來,它們只會在相互間的撞擊中變得更加細碎。

    小行星帶中還有幾顆完整的原行星,如半徑近500公里的穀神星(也被稱為矮行星)、更小的智神星和灶神星……。它們有繼續長大的可能嗎?有。但繼續增重會使它的公轉軌道更加靠近木星,最後有很大機率赴其它原行星的後塵。

    ▲穀神星。

    小行星帶中還有一部分物質是太陽系最初始的物質,它們是組成太陽系的原材料,是上一代恆星死亡時(超新星爆發或其它)留下的殘骸。這也是科學家們對小行星帶如此著迷的原因之一,它包含著太陽系形成時的資訊。這些小碎片雜亂地執行在這個環帶狀區域裡,鄰近的木星、火星以及太陽的引力共同作用在它們身上,看似混亂複雜,卻正好能將它們束縛在這裡。

    ▲“軌道共振”現象維持著小行星帶的相對穩定。

    水與生命。

    小行星帶有沒有水?肯定有啊,而且很多。水這東西就是氧和氫,宇宙中多得是,缺的只是液態的水。與地球上一樣,太陽系內也有一條“雪線”,與太陽的距離超過這個界線,太陽的能量便不足以讓水保持液態了。這個界線是2.7個天文單位,就位於小行星帶近日一側的內部。

    那麼近日小行星上有液態水?很遺憾,沒有。地球有液態水不光是因為溫度適宜,也是因為地球質量夠大,引力夠強,能夠束縛住這些液態水。而那些幾公里直徑的小天體,它們的引力根本無法留住表面的水分子,所以近日小行星表面的水早就都被蒸發到太空中了,只在核心中或許存在一些水冰。

    ▲冰彗星。

    遠一些的地方呢?小行星帶距離太陽最近處也有兩個天文單位遠,最遠處3.6個天文單位呢,太陽光到達這裡需要二十多分鐘。所以這裡的小天體獲得的太陽能量微乎其微,水都是凍結的。那這裡能不能自己產生些熱量讓冰融化?能,但只有撞擊這一種方式。撞擊產生的熱量劇烈而短暫,冰會直接氣化掉。至於地質活動產熱,也沒有。小行星帶中最大的穀神星也沒有確切的地質活動的跡象,冰火山噴發更可能是太陽的熱量造成的。

    ▲這個是想象圖。

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