小行星带会威胁到旅行者号离开太阳系！

伤我心太深

以前和群里的朋友讨论过，美国旅行者星际飞船是否飞出了太阳系的问题，

如果它要平行穿越太阳系，那必须穿过这些密密麻麻的小行星带，这是非常难的，

除非它垂直离开太阳系，才能比较安全的到达星际空间！

• 小行星带简介
  

小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域，由已经被编号的120,437颗小行星统计得到，98.5%的小行星都在此处被发现。由于这是小行星最密集的区域，估计为数多达50万颗，这个区域因此被称为主带，通常称为小行星带。距离太阳约2.17-3.64天文单位的空间区域内，聚集了大约50万颗以上的小行星，形成了小行星带。这么多小行星能够被凝聚在小行星带中，除了太阳的万有引力以外，木星的万有引力起着更大的作用。
　　小行星带由原始太阳星云中的一群星子形成。但是，因为木星的重力影响，阻碍了这些星子形成行星，造成许多星子相互碰撞，并形成许多残骸和碎片。小行星带内最大的三颗小行星分别是智神星、婚神星和灶神星，平均直径都超过400 公里；在主带中仅有一颗矮行星—谷神星，直径约为950公里；其余的小行星都较小，有些甚至只有尘埃大小。小行星带的物质非常稀薄，目前已经有好几艘太空船安全通过而未曾发生意外。在主带内的小行星依照它们的光谱和主要形式分成三类：碳质、硅酸盐和金属。另外，小行星之间的碰撞可能形成拥有相似轨道特征和成色的小行星族，这些碰撞也是产生黄道光的尘土的主要来源。

起源与演化

在太阳系形成初期，由于某种原因，在火星与木星之间的这个空挡地带未能积聚形成一颗大行星，结果留下了大批的小行星。
　　目前被认同的行星形成理论是太阳星云假说，认为星云中构成太阳和行星的材料，尘埃和气体，因为重力陷缩而生成旋转的盘状。在太阳系最初几百万年的历史中，因吸积过程的碰撞变得黏稠，造成小颗粒逐渐聚集形成更大的丛集，并且使颗粒的大小稳定的持续增加。一旦聚集到足够的质量—所谓的微星 —便能经由重力吸引邻近的物质。这些星子就能稳定的累积质量成为岩石的行星或巨大的气体行星。
　　在平均速度太高的区域，碰撞会使星子碎裂而抑制质量的累积，阻止了行星大小的天体生成。在星子的轨道周期与木星的周期成简单整数比的地区，会发生轨道共振，会因扰动使这些星子的轨道改变。在火星与木星之间的空间，有许多地方与木星有强烈的轨道共振。当木星在形成的过程中向内移动时，这些共振轨道也会扫掠过小行星带，对散布的星子进行动态的激发，增加彼此的相对速度。 星子在这个区域（持续到现在）受到太强烈的摄动因而不能成为行星，只能一如往昔的继续绕着太阳公转， 而且小行星带可以视为原始太阳系的残留物。

家族与群组

家族
　　在主带的小行星大约有三分之一属于不同家族的成员。同一家族的小行星来自同一个母体的碎片，共享着相似的轨道元素，像是半长轴、离心率、轨道倾角，还有相似的光谱。由这些轨道元素的图型显示，在主带中的小行星集中成几个家族，大约有20–30个集团可以确定是小行星族，并且可能有共同的起源。还有一些可能是，但还不是很确定的。小行星族可以借由光谱的特征来进行辨认。 较小的小行星集团称为组或群。
　　在主带内著名的小行星族有花神星族、司法星族、鸦女星族, 曙神星族、和司理星族。 最大的小行星族是以灶神星为主的灶神星族，相信是由形成灶神星上陨石坑的撞击造成的，而且HED陨石可能也是起源自这一次的撞击。
　　在主带内也被找到三条明显的尘埃带，他们与曙神星、鸦女星、司理星有相似的轨道倾角，所以可能也属于这些家族。

边缘
　　在小行星带的内缘有匈牙利族的小行星。们以匈牙利为主，至少包含52颗知名的小行星。匈牙利族的轨道都有高倾角，并被4：1的柯克伍德空隙与主带分隔开来。有些成员属于穿越火星轨道的小行星，并且可能是因为火星的扰动才使这个家族的成员减少。
另一个在小行星主带外缘的高倾角家族是福后星族，轨道在距离太阳2.25到2.5天文单位之间。主要由S-型的小行星组成，在靠近匈牙利族的附近有一些E-型的小行星。
最大家族之一的花神星族已知的成员超过800颗，可能是在十亿年前的撞击后形成的， 主要分布在主带的内侧边缘。
在主带的外缘有原神星族的小行星，轨道介于3.3至3.5天文单位之间，与木星有7：4的轨道共振。希尔达族的轨道介于3.5和4.2天文单位之间，与木星有3：2的轨道共振。相对来说，在4.2天文单位之外，直到与木星共轨的特洛伊小行星之间仍有少量的小行星。

新家族
　　证据显示新的小行星族仍在形成中，Karin Cluster显然是在570万年前在一颗直径约16公里的母体小行星碰撞后产生的。 Veritas族是在830万年前形成的，证据则来自沉积在海洋被复原的行星际尘埃。
在更久远的过去，曼陀罗族诞生在4亿5千万年前主带中的碰撞，但年龄的估计只是根据可能成员现在的轨道元素，而不是所有的物理特征。不过，这一群可以做为黄道带尘埃的一个材料来源。 其他最近形成的群还有伊安尼尼群，可以提供小行星带内尘埃的另一个来源。

　　在太阳系中，除了九颗大行星以外，还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们像九大行星一样，沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。与九大行星相比，它们好像是微不足道的碎石头。这些小天体就是太阳系中的小行星。

小行星Gaspra,1991年伽利略号探测器拍摄	小行星Gaspra,伽利略号探测器拍摄
	1994年11月28日至12月1日哈勃望远镜拍摄的第4号小行星---灶神星系列照片，显示了全部5.34小时的自转
小行星Mathilde，由近地小行星探测器（NEAR）于1997年6月拍摄	小行星Mathilde(左)、 Gaspra（中）、 Ida（右）	Ida的卫星，伽利略号探测器摄于1993年8月28日

　　小行星，顾名思义，它们的体积都很小。最早发现的“谷神星”（Ceres 1)、“智神星”(Pallas 2)、“婚神星”(Juno 3) 和“灶神星”(Vesta 4)是小行星中最大的四颗，被称为“四大金刚”。“四大金刚”中最大的谷神星直径约为1000千米，最小的婚神星直径约为200多千米；如果能把它们从天上“请”到地球上来，中国的青海省刚好可以让谷神星安家。除去“四大金刚”外，其余的小行星就更小了，据估计，最小的小行星直径还不足1千米。虽然它们的体积比卫星还小得多，但是在太阳系这个家庭中，却要和九大行星论资排辈。

小行星Toutatis，图片显示其上有浅火山，山脊和颈状谷	小行星Ida和它的卫星，伽利略号探测器摄于1993年8月28日

物理特征

构造
　　目前的小行星带包含两种主要类型的小行星。在小行星带的外缘，靠近木星轨道的，以富含碳值的C-型小行星为主，此类小行星占总数的75%以上。与其它的小行星相比，颜色偏红而且反照率非常低。它们表面的组成与碳粒陨石相似，化学成分、光谱特征都是太阳系早期的状态，但缺少一些较轻与易挥发的物质。
靠近内侧的部分，距离太阳2.5天文单位，以含硅的S-型小行星较为常见，光谱显示其表面含有硅酸盐与一些金属，但碳质化合物的成分不明显。这表明它们与原始太阳系的成分有显著区别，可能由于太阳系早期的熔解机制，导致分化的结果。相对C-型小行星来说，此类小行星有着高反射率。在小行星带的整个族群中约占17%。
还有第三类的小行星，总数约占10%的M-型小行星。它们的光谱中含有类似铁-镍的谱线，显白色或轻微的红色，而没有吸收线的特征。M-型小行星推测是由核心以铁-镍为主母体经过毁灭性撞击形成。在主带内，M-型小行星主要分布在半长径2.7天文单位的轨道上。

自转周期
　　测量小行星带中巨大小行星的自转周期显示有一个下限存在，直径大于100米的小行星，自转周期都超过2.2小时。虽然一个结实的物体可以用更高的速率自转，但当小行星的自转周期快过这个数值时，表面的离心力便会大于重力，因此表面所有的松散物质都会被抛离。这也说明直径超过100米的小行星实际上是在碰撞后的瓦砾堆中形成的。

公转碰撞
　　小行星带高密度的天体分布使得彼此间的碰撞频繁。在小行星带中半径为10公里的天体，平均每一千万年就会发生一次碰撞。 碰撞会产生许多小行星的碎片，而且一些碰撞的残骸可能会在进入地球的大气层并成为陨石。 但当小行星以低速碰撞时，两颗小行星可能会结合在一起。在过去的40亿年中，还有一些小行星带的成员仍保持着原始的特征。

其它物质
　　除了小行星的主体之外，小行星带中也包含了半径只有数百微米的尘埃微粒。这些细微颗粒至少有一部分是来自小行星之间的碰撞。由于坡印廷·罗伯逊阻力，来自太阳辐射的压力会使这些粒子以螺旋的路径缓慢的朝向太阳移动。
这些细小微粒带动彗星抛出的物质，产生了黄道光，这种微弱的辉光可以太阳西沉后的暮光中，沿着黄道面的平面上观察到。产生黄道光的颗粒半径大约为40微米，而这种颗粒可以维持的生命期通常是700,000年，因此必须有新产生的颗粒源源不断地来自小行星带。