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天体

小行星小行星

小行星(Asteroid或Minor planet)是指太阳系内类似行星环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多的天体,绝大多数的小行星都集中在火星与木星轨道之间的小行星带。

小行星一般被认为是由太阳系形成时期的微行星(Planetesimal)演变而来,是发现数量最多的太阳系天体,截至2020年12月31日小行星中心的数据,太阳系内已有1026572颗小行星被确认(包含外海王星天体), 其中约57%已有正式编号,但这很可能仍仅是所有小行星中的一小部分。受到2000年代以后观测技术进步以及观测任务渐多的影响,已发现的小行星数量每天都在持续增长,如今每个月都能有多达数千颗新的小行星被发现。

到1990年为止发现的最大的小行星是谷神星(1 Ceres),但2001年后,在柯伊伯带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大。比如创神星(50000 Quaoar)直径为1280千米,阋神星(136199 Eris)甚至和冥王星(134340 Pluto)差不多大。最大型的小行星开始重新分类,被定义为矮行星。

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基本信息

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中文名:小行星

外文名:Minor planetAsteroid

外文名:Plantoid

含义:体积和质量比行星小得多的非彗星天体

最初发现:1801年1月1日,皮亚气发现谷神星

已发现:100万多颗小行星

定义

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按照国际天文联合会(International Astronomical Union)2006年给出的规范定义,小行星(英语:Asteroid,希腊语:Αστεροειδής)为微型行星(Minor planet)的一种。以太阳系而言,小行星属于太阳系小天体(Small Solar System Body, SSSB),和行星一样环绕太阳运动,但体积和质量比行星小得多。但绝大部分的小行星都分布于内太阳系,特别是小行星带,加上外太阳系小天体(如半人马天体和外海王星天体)的物理特性和内太阳系小天体有较大差异。因此狭义上的小行星(Asteroid)一词更常被用于专指内太阳系既非彗星也非流星体的小天体。在历史上一直适用于绕太阳公转的任何天体,这些天体在望远镜中都不会分解成圆盘,并且没有观察到具有活动彗星(如彗尾)的特征。 外太阳系小行星大多具有类似于彗星的富含挥发物的表面,与主带小行星区别明显。

在现代英语中,Asteroid、Minor planet、Planetoid虽然有区分,但在历史上或多或少的被视为同义词。在中文里,Minor planet长期以来也一直被翻译为小行星,2006年改翻译为“微型行星”后,却很少被使用。因此,中文“小行星”则定义更加广泛一些。广义上的小行星(Minor planet)包括小行星中心(Minor Planets Center)给予小行星编号的所有天体,包括所有矮行星(Dwarf planets),特洛伊小行星(Trojans),半人马小行星(Centaurs), 柯伊伯带天体(Kuiper belt objects)以及其他外海王星天体(trans-Neptunian objects)。除矮行星外,广义小行星的大小介于流星体和矮行星之间,直径可从1米至1000千米不等,包括在这个尺寸下太阳系里非彗星的所有小天体。

小行星一般被认为是由太阳系形成时期的微行星(Planetesimal)演变而来,是发现数量最多的太阳系天体。尽管已发现了数量相当庞大的小行星,当中只有极少数的直径大于100公里。到1990年代为止,最大的小行星是谷神星(Ceres),但随后在柯伊伯带内发现的一些小行星的直径比谷神星要大,比如2000年发现的小行星20000伐楼拿(20000 Varuna)的直径为900千米,2002年发现的创神星(50000 Quaoar)直径为1280千米,2004年发现的亡神星(90482 Orcus)的直径甚至可能达到1800千米。2003年发现的塞德娜(90377 Sedna)位于柯伊伯带以外,其直径约为1500千米。不过也有天文学家认为以上这些天体可能都属于矮行星。

发现

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早期发现

1766年,德国的一位中学教师约翰·丹尼尔·提丢斯(Johann Daniel Titius)猜测太阳系内的行星离太阳的距离构成一个简单的数列。1772年,柏林天文台台长约翰·波得(Johann Elert Bode)将这个数列归纳为著名的提丢斯-波得定则, 天文学家认为在距太阳距离为2.8天文单位(火星和木星之间)处应有一颗未发现的行星。1781年年3月13日,威廉·赫歇尔(William Herschel)发现了天王星,人们发现天王星轨道也符合提丢斯-波得定则,因此加深了看法。18世纪末,有许多人开始寻找这颗未被发现的行星。当时欧洲的天文学家们组织了世界上第一次国际科研合作项目,在哥达天文台的领导下全天被分为24个区,欧洲各国的天文学家们系统地在这些区域内搜索这颗被称为“幽灵”的行星。但这个项目没有任何成果。

1801年1月1日晚上,西西里岛巴勒莫天文台的朱塞普·皮亚齐(Giuseppe Piazzi)在金牛座发现了一颗星图上找不到的星。起初他认为这会不会又是一颗彗星。但当这颗星的运道被测定后,却发现它不是彗星,而更像是一颗小型的行星。皮亚齐称它为Ceres(克瑞斯),中文译为谷神星。克瑞斯是罗马神话中的农业和丰收女神,罗马十二主神之一,西西里岛的守护神。 皮亚齐本人并没有参加寻找“幽灵”的项目,但听说了这个项目,他开始怀疑找到了“幽灵”,在此后数日内继续观察这颗星。随后,他将发现报告寄给哥达天文台,但是却声称找到了一颗彗星。此后,皮亚齐因生病无法继续他的观察,而且他的发现报告用了很长时间才到送达哥达天文台。此时,那颗星已经向太阳方向运动,被掩盖在太阳的光辉中,无法再被找到了。

前10个发现的小行星与月球的大小比较前10个发现的小行星与月球的大小比较

德国数学家约翰·卡尔·弗里德里希·高斯(Johann Carl Friedrich Gauß)发明了一种计算行星和彗星轨道的方法,用这种方法只需要几个位置点就可以计算出一颗天体的轨道。高斯读了皮亚齐的发现后,就将这颗天体的位置计算出来,并将数据送往哥达天文台。海因里希·奥伯斯(Heinrich Wilhelm Olbers)于1801年12月31日晚重新发现了这颗星,后来皮亚齐将其命名为谷神星。1802年奥伯斯又发现了另一颗天体,并将其命名为智神星,1804年婚神星被卡尔·路德维希·哈丁(Karl Ludwig Harding)发现,1807年奥伯斯又发现了灶神星。一直到1845年第五颗小行星义神星才被卡尔·路德维希·亨克(Karl Ludwig Hencke)发现,但此后小行星发现速度加快。到1890年为止,天文学家共发现了约300颗小行星。

发现时间线

小行星发现时间线(含行星)

编号及英文名

中文名

发现时间

发现者

发现者外文名

发现者国籍

Uranus ♅

天王星

1781年3月13日

威廉·赫歇尔

William Herschel

英国

1 Ceres ⚳

谷神星

1801年1月1日

朱塞普·皮亚齐

Giuseppe Piazzi

意大利

2 Pallas ⚴

智神星

1802年3月28日

海因里希·奥伯斯

Heinrich Wilhelm Olbers

德国

3 Juno ⚵

婚神星

1804年9月1日

卡尔·路德维希·哈丁

Karl Ludwig Harding

德国

4 Vesta ⚶

灶神星

1807年3月29日

海因里希·奥伯斯

Heinrich Wilhelm Olbers

德国

5 Astraea ⚖

义神星

1845年12月8日

卡尔·路德维希·亨克

Karl Ludwig Hencke

德国

Neptune ♆

海王星

1846年9月23日

奥本·勒维耶、约翰·格弗里恩·伽勒

法国、德国

6 Hebe

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