本書共十二講,通俗地闡述了小行星的發(fā)現(xiàn)和觀測研究意義、軌道與物理性質(zhì)的觀測和飛船探測;主帶小行星的軌道、性質(zhì)與類型、衛(wèi)星、幾顆著名小行星、近地小行星及其撞擊地球的影響;外區(qū)的柯伊伯帶與彌散盤、矮行星;太陽系的起源、小行星起源演化。
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200多年前,一些學者推測,在火星與木星的軌道之間可能存在未知行星,組織搜尋,結(jié)果卻是越來越多地發(fā)現(xiàn)了獨立繞太陽公轉(zhuǎn)的小天體,通稱之為“太陽系小天體”,而除了那些可以觀測到彗星朦朧特征的小天體用彗星命名外,其他小天體都賦予了小行星的命名和編號。觀測研究表明,這些小天體的演化程度小,是太陽系的考古遺存——“原行星或行星胎”,由于行星就是由早先的原行星聚集形成的,因此這些遺存可以為探索行星的起源及早期演化提供寶貴信息,而人們更關(guān)注小天體撞擊地球的潛在危險。自航天時代以來,這些小天體就成為當代最活躍的探測對象,驚奇的新發(fā)現(xiàn)和研究成果紛至沓來。這些成果經(jīng)新聞媒體的熱播,不僅讓公眾愉悅賞識,而且激勵了青少年參與天文觀測或研究的志趣。
1976年3月8日的吉林“隕石雨事件”轟動世界,天外來客——隕石大多來自小行星。而小行星的起源是戴文賽教授擬定的研究選題。戴教授是我國現(xiàn)代天文教育和研究的奠基者,雖然在“文革”受到批斗,但他一重新回歸工作崗位就力挽耽誤多年的天文事業(yè),組織學術(shù)研討班,策劃我國的天文學科新教材的編撰,以身作則開拓太陽系起源研究,他的創(chuàng)業(yè)精神和高尚品德感染了同行,進而帶動了我國天文事業(yè)的崛起。由于戴教授平時工作繁忙和年老多病,就讓我做他的助手。本人才疏學淺,既為此高興,又有所畏難。他親切地教誨我要樹立雄心和信心,給予具體引導和安排。經(jīng)大量調(diào)研,他對太陽系起源有了新看法,開始有了突破性成果。當時,眾多學者對小行星起源的看法不一,缺乏論證。而戴教授認為,小行星是行星形成過程遺留的半成品,并予以理論定量計算論證。由于當時沒有計算機,我們只能利用復雜的函數(shù)表來手工計算,并將其結(jié)果準確計算到五位數(shù),而戴教授卻更準確計算到七位數(shù)(僅算稿就有幾大本),終于得到了滿意結(jié)果。而當發(fā)現(xiàn)冥王星的衛(wèi)星消息傳出后,他即擬出提綱,否定了當時流行的冥王星是來自海王星衛(wèi)星的概念,而提出了冥王星與天王星及其衛(wèi)星一樣是獨立形成的獨特看法,并做出理論計算論證。正當研究工作深入時,戴教授不幸被確診為癌癥晚期,在他住院治療期間,仍籌劃我國的天文發(fā)展計劃,審定遺著《太陽系演化學(上冊)》,接待美國天文學家的來訪。就是在他去世的前三天,他還指導《中國大百科:天文卷》編審工作。戴老去世后,時過境遷,課題無著落,我僅能勉強堅持續(xù)寫和出版了《太陽系演化學(下冊)》和開設(shè)選修課。尤其是我無崗退休,難于實現(xiàn)他的承前啟后深入研究的囑托。但深受戴教授生命不息、耕耘不止精神的感染,我仍繼續(xù)查閱文獻,吸取研究新成果,“與時俱進”地撰寫了《行星科學》、《新編太陽系演化學》專著和《嬋娟之謎——月球的起源和演化》、《星空的流浪者——彗星》等科普書,為推動我國相關(guān)研究和天文普及略盡微薄之力,聊以告慰戴老在天之靈。
我國小行星泰斗是已故的張鈺哲院士,他是發(fā)現(xiàn)小行星的第一位中國人,其發(fā)現(xiàn)的小行星被命名為中華星。他帶領(lǐng)了新中國小行星觀測研究進入世界前沿。近些年來,他的后繼者建立了先進的近地天體望遠鏡新基地;成立了更多開展小行星工作的天文臺站而且相關(guān)人員也在增多。嫦娥二號探月衛(wèi)星完成探月任務(wù)后,于2012年12月15日成功地近距飛越4179號小行星圖塔蒂斯(Toutatis),拍攝到它的高清晰圖像。越來越多的天文愛好者,尤其是青少年參加搜尋并發(fā)現(xiàn)很多顆小行星。因此,更多小行星獲得了以中國科學家、名人和地區(qū)等命名。
雖然我現(xiàn)已年邁體衰,難以直接參加小行星觀測研究,但仍有促進此領(lǐng)域更興盛的夙愿,F(xiàn)今有關(guān)小行星文獻繁多,良莠不一,頗難查閱。我根據(jù)多年的調(diào)研體會,編寫了這本天文科普書,希望讀者能更多地了解小行星知識,同時也希望更多感興趣的年輕人投入此領(lǐng)域。
本書分為十二講.前三講概述小行星的發(fā)現(xiàn)和研究意義、小行星的觀測、飛船探測;第四到八講闡述主帶小行星的軌道、小行星的性質(zhì)與類型、小行星的衛(wèi)星、幾顆著名小行星、近地小行星及其撞擊地球的影響;第九講介紹柯伊伯帶與彌散盤;第十到十二講介紹太陽系起源、主帶小行星的形成演化、柯伊伯帶和彌散盤的形成演化。全書力求文字通俗簡練,圖文并茂。
本書的出版得到南京大學天文與空間科學學院“國家基礎(chǔ)科學人才培養(yǎng)基金——南京大學天文學基地創(chuàng)新型人才培養(yǎng)”項目(項目批準號:J1210039)和“江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程項目——天文學”(項目批準號:PPZY20158114)的資助,甚為感謝!也感謝小行星基金會同仁的關(guān)心和幫助,感謝科學出版社編輯的辛苦編審。歡迎廣大讀者對本書中的缺點和錯誤批評指正。
胡中為,1938年9月8日生于遼寧沈陽,1960年畢業(yè)于南京大學天文系,后留校任教,中國科學院紫金山天文臺客座研究員。國際天文學聯(lián)合會會員,美國行星學會會員。曾任中國空間科學學會理事、《天體物理學報》編委、《中國大百科全書·天文卷》編委。出版有《天文學教程》《普通天文學》《太陽系演化學》《行星科學》《美妙天象——日全食》《嬋娟之謎——月球的起源與演化》《星空的流浪者——彗星》等著作。是國家自然科學獎“哈雷彗星觀測研究”、江蘇省科技進步獎“太陽系演化研究”的主要貢獻者之一。
目錄
前言
一、小行星的發(fā)現(xiàn)和觀測研究意義 1
1.小行星的發(fā)現(xiàn) 1
2.小行星的命名和編號 4
3.太陽系成員的分類 7
4.觀測研究小行星的意義 9
5.我國的小行星工作 12
二、小行星的觀測 17
1.小行星的軌道根數(shù) 17
2.小行星的軌道變化 19
3.小行星的亮度觀測 22
4.小行星的自轉(zhuǎn)和形狀 24
5.小行星掩星的觀測 26
三、小行星的飛船探測 28
1.小行星的先期飛船順訪 28
2.小行星的專門飛船探測 30
3.黎明號飛船探訪灶神星和谷神星 33
4.新視野飛船探測冥王星及柯伊伯帶 34
5.嫦娥衛(wèi)星拜訪小行星 35
6.探測器OSIRIS-REx探測近地小行星貝努 37
四、主帶小行星的軌道 38
1.軌道分布與小行星群 38
2.小行星族 41
3.特洛伊小行星 44
4.人馬怪天體 49
五、主帶小行星的性質(zhì)與類型 52
1.小行星的大小和形狀 52
2.小行星的質(zhì)量和平均密度 54
3.主帶小行星的分類 57
六、小行星的衛(wèi)星 63
1.小行星衛(wèi)星的發(fā)現(xiàn) 63
2.小行星的衛(wèi)星系 66
七、幾顆著名的小行星 70
1.灶神星和谷神星 70
2.愛神星、瑪?shù)贍柕、加斯普拉、艾達及其衛(wèi)星 79
3.小行星系川和飛船順訪的其他小行星 83
4.婚神星和智神星 86
八、近地小行星及其撞擊地球的影響 88
1.近地小行星的發(fā)現(xiàn)和分型 88
2.近地小行星的隕擊危害分析 91
3.防御隕擊危險的對策 97
九、柯伊伯帶與彌散盤 101
1.柯伊伯帶 101
2.彌散盤 104
3.冥王星 106
4.冥王星的衛(wèi)星 111
5.鬩神星、鳥神星和妊神星 115
十、太陽系的起源與行星的形成 122
1.太陽系起源現(xiàn)代星云說概述 123
2.行星形成的標準模型 125
3.行星形成的數(shù)值模擬 127
十一、主帶小行星的形成演化 131
1.小行星起源研究的歷史回顧 131
2.我們的小行星起源研究 133
3.小行星起源的數(shù)值模擬 135
十二、柯伊伯帶和彌散盤的形成 138
1.冥王星及其衛(wèi)星的起源 142
2.人馬怪天體和彗星的起源演化 144
參考文獻 150
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