柯依伯帶——太陽系里的新大陸
文/鄭永春
1492年10月11日，意大利航海家哥倫布帶領87名水手在水天茫茫的大西洋上漂流了兩個多月后，終于看見了海面上漂著的一根蘆葦。哥倫布和水手們欣喜萬分——這根蘆葦就是他們的救命稻草，說明不遠處就會有陸地。當天夜里，他們就發(fā)現了火光和大片黝黑的陸地。
正如哥倫布抵達美洲新大陸時被那些從未看到過的場景深深震撼，今天，迄今為止飛得最快的航天器、人類發(fā)射的第一個冥王星探測器“新視野號”飛船，經過約9年的星際旅行，將首次抵達太陽系里的新大陸——柯伊伯帶（Kuiperbelt），開始探測冥王星、冥衛(wèi)、以及它們所處的柯伊柏帶其他天體。那究竟是怎樣的一個區(qū)域呢？
說到太陽系，我們立即聯想到太陽和八大行星。實際上，隨著地面和空間天文觀測能力的提高，以及深空探測的進展，太陽系的邊界擴展已經到了奧爾特云之外，與太陽的距離甚至達9.5萬億千米（1光年）左右。不僅觀測到的天體數量大大增加，而且天體類型也從行星、小行星和彗星，到增加矮行星的分類。對于關系人類生存延續(xù)的太陽系，我們的了解遠未清晰。
2014年歲末，各大影院正在熱播《星際穿越》，黑洞、白洞、蟲洞等天文學前沿概念被人們津津樂道，似乎人類將來有望通過蟲洞快速抵達太陽系外的宜居星球。但實際上，星際飛行理論還沒有突破性進展，深空探測在可以預見的將來還只能局限于對太陽系內天體的探測。
我們的太陽系包含三個主要區(qū)域，一區(qū)為內太陽系，包括水星、金星、地球和火星，稱為類地行星，均為巖石質天體；二區(qū)為外太陽系，包括木星、土星、天王星和海王星，稱為類木行星，均為氣液態(tài)巨行星。一區(qū)和二區(qū)之間以距離太陽2.3～3.3天文單位（1天文單位為日地平均距離，約等于1.5億千米）的小行星帶為界。三區(qū)為海王星以遠，包括距離太陽約30～50個天文單位的柯伊伯帶。在柯伊伯帶之外，距離太陽5～10萬天文單位還有一片由千億顆冰冷天體組成的奧爾特云。
太陽系結構
火星和木星軌道之間的小行星帶
2015年7月15日，人類第一個柯伊伯帶探測器——“新視野號”在這一天最接近冥王星，將飛越探測冥王星及其衛(wèi)星、以及其它柯伊伯帶天體，對這些天體進行近距離觀測。冥王星的發(fā)現者湯博的一部分骨灰搭載在“新視野號”上，將親赴現場考察。
柯伊柏帶是1992年才發(fā)現的太陽系新大陸，雖然現在冥王星已從太陽系尊貴的九大行星之一降級為矮行星，卻陰差陽錯地成為了柯依伯帶中數千顆冰凍小天體的“領頭羊”。這些冰封在太陽系冷庫中的冰凍天體含有大量的水，非常不同于常見的八大行星和小行星，新視野號探測器的發(fā)現將直接改變我們對太陽系的已有認識。
作者簡介：
鄭永春國家天文臺月球與深空探測研究部、中國科學院月球與深空探測重點實驗室副研究員
首屆香江學者，中國科學院青年創(chuàng)新促進會優(yōu)秀會員，國家科普專家
