柯克伍德空隙

柯克伍德空隙(5)在 小行星带中有一系列被称为 柯克伍德空隙的地区，这些地区的 轨道与 木星的轨道成 共振而不稳定，因此这里的 小行星很早就已经被排挤掉了。

举例说，只有少数的小行星在轨道长半径为2.5AU之处，相当于 轨道周期3.95年，是木星轨道周期的三分之一(因此称为1：3 轨道共振)。其它轨道共振的位置都在周期与木星成简单数值比的位置上，这些微弱的共振只会导致小行星的离散，直方图中的突出通常都肇因于小行星家族的出现。.

这些空隙是 丹尼尔·柯克伍德在1857年首先注意到的，他也正确的解释了空隙是来自于木星的轨道共振。

近年来，相对来说是少数的高离心率轨道小行星在这些空隙中被发现，例如 艾琳达家族( Alinda family)和Griqua family。她们的轨道离心率在以千万年为单位的时间基准内缓缓的增加，最后终将因为与 大行星接近的遭遇而脱离共振的区域。

虽然小行星带是小行星的家园，但是柯克伍德空隙是木星设立的吗?因为小行星不允许出现在这里。带着这个疑问，赶紧跟青少年之家小编一起来看看相关科普资讯吧~喜欢科普的青少年朋友不要错过哦~

　　太阳系除了八大行星之外，还有数不清的小行星，这些小行星是大行星的兄弟，因为个头小，小行星并不能像大行星那样，拥有自己的轨道。它们集中在火星和木星之间，这里是它们的家园，这里就叫做小行星带。^[1]

　　但是，不要以为小行星带的小行星会自然均匀地分布在这里，其实，小行星带的小行星并不是平均的分布，在这里会出现一些空隙，空隙里什么也没有，那里是空的，当然，这个空隙也是环状的，这个缝隙是美国天文学家柯克伍德发现的，所以使用他的名字来命名。

　　1857年，柯克伍德证明那些已知的小行星轨道并非均匀分布在平均轨道周围，而是存在着一些没有小行星的区域，这就是柯克伍德环缝。1866年，他又发现若小行星出现在这个缝隙内，但是他指出，出现在这里的小行星是不稳定的，将会离开这个地方，而空隙则依然是空隙，空隙会长久的存在。

　　据科普了解，柯克伍德空隙的出现，完全是因为木星的引力，凡是出现在柯克伍德缝隙中的小行星，都会受到木星引力的影响，与木星的轨道发生共振，就会变得不稳定，最终必然离开这里，是强大的木星不允许它们存在那个地方。在小行星形成的时候，它们就被木星驱赶出去了，这里早就形成了缝隙，如果其他小行星来到这里，它们也同样被木星驱赶出去。虽然小行星带是小行星的家园，但是柯克伍德空隙就是木星为它们设置的禁地，小行星不允许出现在这里。^[2]

　　柯克伍德还进一步指出，土星的光环有很多的环缝，这些环缝把土星的光环分成了无数个细条，这些孔隙是土星引力影响的结果。柯克伍德缝隙的发现，让牛顿的引力理论在解释太阳系结构的问题，尤其是细节详情时，又多了一个新的验证。^[3]

灶神星 (4 Vesta) 简介灶神星，又称第4号小行星，是德国天文学家奥伯斯于1807年3月29日发现的。奥伯斯原是一位医学教授，于1802年3月28日的夜间发现第二号小行星智神星（Pallas）,5年之后又在他发现第2号小行星的天区室女座西北部发现了灶神星。他给第4号小行星取名为Vesta，是古代意大利的管理炉灶和火种的女神，相当于希腊神话中的赫斯提亚，是炊事人员、磨坊工人、面包师的保护神。又有一说它是源自于古代罗马神话，取名为“灶神”，它是负责寺庙里面和古罗马家庭里面的厨房的火种不灭的神。

灶神星和谷神星

　　灶神星和谷神星是火星和木星之间小行星带里个头最大的成员，灶神星是第二大的小行星，仅次于谷神星。并且是在2.5天文单位的柯克伍德空隙内侧最大的小行星。它的体积与2智神星相似(在误差范围内)，但更为巨大些。灶神星的形状似乎已经受到重力的影响是扁圆球体，但是大的凹陷和突出使它在国际天文联合会第26届的大会中被断然的排除在行星之外。因此，灶神星将继续归类为小行星，仍属于太阳系内的小天体。对小行星而言，它的自转(5.342小时)是比较快的，方向为顺行，北极点指向赤经20h32m，赤纬+48°，误差(不确定值)约10°，转轴倾角29°。[6]对表面温度的估计是当日正当中时是-20℃;在冬天，极点的温度低至-190℃，正常的白天与夜晚的温度各为-60℃和-130℃。以上的估计是在1996年5月6日，当灶神星非常接近近日点的时候完成的，细节则会随着季节有些许的变化。

　　地质特征对于灶神星，科学家有大量有力的样品可以研究，有超过200颗以上的HED陨石可以用于洞察灶神星的地质历史和结构。灶神星被认为有以铁镍为主的金属核心，外面包覆着以橄榄石为主的地幔和岩石的地壳。是最早出现的富含钙铝(大约在45亿6千7百万年前，太阳系内最早凝固的物质)，可能的时间排序如下：

　　大约以2～3百万年累积完成。

　　因为放射性衰变，所有的或是绝大部分的26铝，经历4～5百万年，逐渐分离与沉降至核心。

　　地幔的对流作用，造成熔解与进一步的结晶作用，经历约6～7百万年，当80%的物质结晶之后，对流停止。剩馀的熔融物质经由喷发，或是经由熔岩喷发成为玄武岩，或是短暂的形成岩浆的海洋，形成地壳。地壳的较深层因为结晶形成火成岩，更老的玄武岩因为来自新增表层的压力成为变质岩。

　　内部缓慢的冷却。

　　灶神星是唯一原封不动的更新过表面，并且是唯一经历过行星分化的小行星。但是，现有的铁陨石和无球粒陨石未能在母体上被确认。在陨石的分类中，是在星子与炼狱的历史过程中，经由撞击产生的碎片。灶神星的外壳被认为有下列的层次(依照深度排序)：

　　石化的风化层，来自于古铜钙无粒陨石和角砾岩的喷发。

　　玄武岩的熔岩流，来自于非推积性的喷发。

　　包括辉石、易变辉石、和斜长石等火成岩，来自于推积性的喷发。

　　有大颗粒的直辉石类火成岩，来自于古铜无球陨石。

　　依照V-型小行星的大小(经过大撞击期间被抛出的灶神星外壳碎片)，与南极坑穴的深度估计，外壳厚度大约是10公里。

　　表面特征

　　最明显的特征是在邻近南极点有一个巨大的，直径460公里的火山口，它的宽度达到灶神星直径的80%，坑穴底部的深度达到13公里，外缘比周围的地形高出4～12公里，总高低差达到25公里，中心有一座18公里高的山峰突起。估计这次撞击大约将灶神星体积的1%抛出，灶神星家族的V-型小行星就是由这次撞击产生的。

　　除了这个陨石坑外，还有几个比较大的陨石坑，直径约在150公里、深度7公里左右，也曾被观察到。一个宽达200公里反射率黑暗的区域已经被命名为奥伯斯，以尊崇灶神星的发现者。但在等高线图中并未显示出奥伯斯，因此它是个新生成的坑穴，还是古老的玄武岩表面，目前尚无从得知。它被选定为经度0°的参考点，定义上的本初子午线就穿过它的中心。

　　东半球和西半球显示出明显不同的地形，对哈勃太空望远镜影像的初步光谱分析，东半球显示有几种高反射率的地区，伴随着老年风化层的沉重坑穴高地地形，和深度足以探测火成岩地层的坑穴。另一方面，西半球的大片地区由被认为是玄武岩的黑暗地质组织占据的表面，或许类似于月海。

　　撞击碎片

　　太阳系内许多种的小天体被认为是灶神星被撞击后产生的碎片，灶神星族的小行星和HED陨石就是例子。属于V-型小行星的(1929)Kollaa已经被确认有和钙长辉长无粒陨石类似的成分堆积着，显示它的来源是灶神星地壳的深处。因为有些陨石相信是来自灶神星的碎片，灶神星也就成为太阳系中五个有样本可供研究的天体。其余的是火星、月球、Wild2彗星和地球本身。

　　未来探测活动

　　NASA的曙光计划将是前往灶神星探测的第一个计划，预计在2010-2011年间进入轨道环绕9个月。

　　2007年9月27日，美国东部时间7时34分（北京时间19时34分），“黎明”号从佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地由一枚德尔塔2型火箭运载，顺利升空，开始了它长达8年超过50亿公里的星际探索之旅。它将远赴火星和木星之间的小行星带，首先探测灶神星，此后再赶往谷神星继续观测，帮助专家寻找太阳系诞生的线索。

　　按计划，它将于2011年飞抵环灶神星轨道，在结束对其为期6个月的观察后启程继续赶往谷神星，预计在2015年抵达谷神星。如果不辱使命，“黎明”号将成为第一个环绕两个不同天体运行的无人探测器。

　　根据2006年8月国际天文学联合会提出的新定义，谷神星已经从小行星升格为矮行星，但美国宇航局没有改口，仍将“黎明”号称为小行星探测器。

　　科学家们认为，探测灶神星和谷神星将有助于了解太阳系起源，该项目也由此取名为“黎明”。