遥感教程第19-22页¶
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仅在我们的太阳系中，行星及其卫星旁边就有数十亿个运动物体。一类由不同成分的岩石组成：碳质球粒陨石、球粒陨石和金属铁物体（类似于落在地球上的陨石）。这些小行星的大小从不足一公里到数百公里不等。几乎所有的都有不规则的形状。在火星和木星之间的主要小行星带中，大多数是由一群不相连的天体组成的。另一些占据不同的轨道区域，其中一些周期性地穿过地球轨道。另一类是彗星，它们是相对较小的“脏冰球”，或者是冰和岩石的核心。当那些有一定轨道的行星接近太阳时，太阳风和其他力会使它们烧蚀，形成一个小的局部大气或昏迷，最终形成一个粒子尾，伴随着昏迷在阳光下发出明亮的光芒。彗星的轨道范围很广，有些在太阳黄道附近，另一些在大角度，但都仍然受到太阳引力的影响。奥尔特云和柯伊伯带是远远超出海王星轨道的两个来源。长周期彗星来自遥远的距离，如这些源头或其他地方；短周期彗星的轨道往往更接近行星路径所定义的距离。彗星和小行星偶尔会撞击地球。
行星与彗星¶
大量由岩石/尘埃、冰和凝结气体组成的小型（最大尺寸小于1500公里）天体围绕太阳运行 小行星 和 彗星 . 小行星主要由岩石和一些冰组成，可以通过从其低反照率表面反射的太阳光探测到。彗星一般都是以冰为主，有些岩石物质是可见的，因为太阳光是从冰/岩石核周围的一层气体中反射出来的。
在这些地点发现了小行星和彗星的三个很好的概述： (1) ， (2) 和 (3) .
迄今为止，已经发现了大约7000颗小行星（一些天文学家估计，太阳系内至少有40万颗直径超过1公里的小行星；包括小型小行星在内的小行星总数很可能超过100万颗）。由于搜索程序的加快，每年都会发现更多的搜索结果（见下文）。已知的彗星数量较少。
人们对 彗星 冰球和岩石球，因为它们的壮观外观（发光的“星星”有尾巴）；它们在神话和占星家的预兆中有很好的表现。在20世纪， 小行星 在内部太阳系的几个区域，不同大小的固体碎片在轨道上运行，它们的兴趣急剧增加，部分原因是它们是与地球和月球碰撞的更频繁的物体，以及大多数其他更大的太阳体，产生撞击坑我们的星球可能会产生（并且已经产生）非对称的后果——从对生命的影响来看是星象的——只有现在才得到正确的重视。我们将从小行星的性质和分布开始这次回顾。
迄今为止，已经发现了大约7000颗小行星（一些天文学家估计，太阳系内至少有40万颗直径超过1公里的小行星；包括小型小行星在内的小行星总数很可能超过100万颗）。由于搜索程序的加快，每年都会发现更多的搜索结果（见下文）。已知的彗星数量较少。
数万颗小行星占据了主带，火星和木星之间的平均距离为2.4年。望远镜观测表明，大约75%的小行星的反照率非常低，这与碳球粒陨石的成分一致，碳球粒陨石被认为是最原始的太阳系物质。其他（约17%）小行星群出现在不同的位置，如阿波罗带（穿越地球）和特洛伊带（穿越木星）。许多特洛伊木马程序颜色更深更红。当它们绕太阳公转时，它们也会旋转，有些周期为几天到一周左右，另一些周期为几个小时（“翻滚”）。
彗星比较小的小行星更容易被发现。它们有更高的反照率，因此更亮，当它们进入太阳系外行星的区域时，它们会产生明亮的尾巴。另一方面，小行星在寻找它们和确定它们的轨道方面存在更大的困难。大多数小行星的反照率都很低，在离地球比较近之前，它们不会反射足够的阳光。只有主小行星带中较大的小行星才比较容易被发现和测量。为了说明探测技术，让我们描述一下如何发现和监测近地小行星（NEA），即阿波罗带，以确定它们的大小和轨道。
光学望远镜的直径约为一米，是最常用的仪器。在短时间间隔内（几分钟到几小时），可以看到一部分天空（通常直径约为1到10个月）。连续的视图记录在胶片上或使用CCD的电子设备上。在间隔期间，恒星和星系将保持相对固定的位置。一颗小行星如果离得足够近可以“发光”，那么它看起来就像这些固定的遥远的恒星/星系体。但由于距离远的背景非常近，它可以在那个时间内移动一个可测量的距离。看看这三张望远镜照片：
在左边和中间的照片中，所有的星形物体看起来都处于相同的固定位置。但有一个这样的身体，在右中央，实际上移动到一个稍微新的位置，朝左上，在中间的照片。当两张照片重叠时，如右图所示，会出现两个“星星”，而不是一个。左边的“星星”和这个时间间隔（30分钟）内移动的身体是一样的。这可以通过假设物体离地球如此之近，以至于其运动在短时间内是可辨别的来解释。假设它是一颗小行星。根据这个想法，物体与地球的实际距离是由视差（使用两个望远镜）决定的。一旦计算出来，就可以估计出物体的大小（考虑到其反照率），其速度也同样由距离/时间关系决定。重复观测可以指定其轨道参数。
穿越地球的小行星的最大尺寸都小于10公里。根据实际计数，再加上外推法，直径大于1公里的穿过地球的小行星的数量现在被放置在700到1000个之间；这种大小的小行星与地球的碰撞估计为每100-200万年发生1次，每1亿年发生一次10公里的小行星碰撞。大多数小行星的形状都不规则。
在主带小行星中，最大的是谷神星（933公里） [583英里] ）第二个是帕拉斯（530公里[331英里），维斯塔稍微小一些；这些都位于主带。较大的小行星倾向于接近球形。其中至少有一些已经熔化和分化，因此他们已经发展出富含铁的核心，可能还有一个含有分散的金属铁的地幔（白云岩陨石可能由此而来）。一个行星学家学派认为这些是“小行星”。
小行星通过常规望远镜、雷达和经过或绕轨道运行的空间探测器成像。第一张图片显示，地面望远镜通常不能产生好的图像，即使是较大的小行星，如谷神星。
位于525公里（325英里）的灶神星由哈勃太空望远镜拍摄，如图所示：
虽然没有清楚显示，但在灶神星上似乎有一个巨大的撞击坑，有一个中心峰。灶神星的光谱分析产生的值非常接近辉石的矿物群。1960年，在西澳州发现了一颗完全是辉石岩的陨石（使之成为稀有类型）。许多小行星专家相信这是来自灶神星的；如果是的话，这是我们第一个可以分析的小行星样本。
|一种富含辉石的陨石，可能来自灶神星。γ
地面望远镜，甚至是小行星等小物体的HST图像都模糊不清。因此，为了更详细地描绘小行星，太空探测器需要访问其附近。伽利略太空船被设计成在靠近两颗小行星的地方过境。1991年，它第一次通过了加斯普拉。这颗小行星，19 x 12 x 11公里（约12 x 7.5 x 7英里），由富含铁镍和铁镁的硅酸盐组成。它的颜色如下：
伽利略在1993年8月28日接近并拍摄了第二颗小行星，IDA，如图所示（大约33米 [108英尺] 决议：
这颗小行星，尺寸约为58公里x 23公里（36英里x 14英里），是软骨化的，像艾达一样，布满了陨石坑。完全出乎意料的是，有一个小的轨道天体，大约1.5公里乘1.2公里（0.93英里乘0.75英里），名为达克特尔，这使这对小行星成为第一个已知的双星。特写镜头中，达克特尔有一个小陨石坑，使它看起来有点像土星的微型土卫一：
“近地”号首次专访小行星带，是为了执行1997年6月发射的近地小行星会合任务，以在1999年1月到达大型小行星“厄洛斯”。（发射后，太空船上又加上了“鞋匠”的名字，以纪念天文地质学家Eugene M.Shoemaker博士。 [见下页底部] ）在鞋匠附近的途中，仔细观察了马蒂尔德（59 x 47公里），如图所示：
“近地天体”成功地绕着爱神轨道运行，并开始获取其成分的数据。下面是厄洛斯的一个视图，它的尺寸为33 x 13 x 13公里，形状像花生。在1998年12月的一个短时间内，从不同的位置可以明显看出，eros正在快速旋转。
Near在厄洛斯周围成功运行了两年，从不同的轨道高度拍摄了数千张不同分辨率的图像。下一幅图像是最好的，采用假彩色模式，使用绿色和两个近红外波段。
以下是厄洛斯部分地区的三种观点：
下面是厄洛斯火山口的特写镜头（分辨率：只有几米）：
在完成了近距离的任务后，地图绘制者给其表面平坦的马赛克上的主要特征命名，如下所示：
2000年10月27日，鞋匠靠近厄洛斯，海拔仅6公里（4英里）。这是在这一过程中拍摄的图像拼图的一部分。这张图显示了一个直径1米的火山口和岩石碎片：
2001年初，很明显航天器的燃料几乎耗尽。近在咫尺的科学家和管理者思考着如何完成这项任务，并决定了一个大胆的方向——将航天器降落在厄洛斯的表面上。这颗小行星距离地球196000英里；如果成功的话，这将是太阳系中任何人造物体落在固体上的最远距离。良好的作战机动和一些真正的运气对这项努力至关重要。选择的目标区域如下：
登陆尝试于2月12日下午（东部时间）开始。在50分钟的时间间隔内，有五次烧伤（燃料爆炸），每一次都减慢了航天器的速度，从而使其下降到离地面越来越近的地方。最后一次燃烧使下降速度降至6公里/小时（4英里/小时）。一直以来，图像都是通过无线电传送到地球上的。航天器不仅到达了地面，而且在着陆后幸存下来，并继续发回信号。
当航天器越来越接近着陆时获得的图片，其细节越来越像游骑兵撞击月球返回的图片。这是在接近一个大陨石坑时获得的一个序列（同样，以天文地质学家和小行星专家的名字命名为Shoemaker）。标题给出了每个图像的空间分辨率。
这是航天器离地面仅250米（820英尺）时拍摄的近下降图像。如预期的那样，尺寸小于一米的岩石散布在地表上。
令人惊讶的是，太空船上的伽马射线分光计没有损坏。当它的太阳能电池板被排列成阵列以吸收阳光并提供电力时，分光计被打开并从两个深度收集数据。以下是其中一个情节：
这一胜利，以其偶然的着陆结果，预示着未来的小行星表面任务的顺利进行；通过仪器分析或取样收集并返回地球，对这些小行星进行取样，将为科学家提供关于这些小行星组成的第一个固体数据，这些小行星具有凝聚行星岩系中最原始的物质。因此，这应该可以证实落在地球上的任何陨石是否是真正的星体样品，对于地球和内行星来说，这些星体是最终融化的主要成分。
正如暗示的那样 page 18-3 恐龙“最终的解决办法”来自于一个巨大的小行星撞击，随后是几部处理与外层空间碎片发生的具有世界威胁性（和毁灭性）碰撞的电影，这导致了对小行星和彗星的更具组织性的搜索和目录（以及轨道确定）。光学望远镜的方法是在照片中寻找微小的光点，这些光点相对于固定的恒星背景具有显著的位移。这是发现新的小行星体-许多非常小-每年都有显著的数字增加。另一种方法是使用雷达：这张Toutalis的图像（4.6 x 2.4 x1.9公里 [2.9 x 1.5 x 1.2英里] ）是几个雷达返回的马赛克：
` <>`__19-73: What have you seen (as images) before in Section 19 that remind you of these asteroids? `ANSWER <Sect19_answers.html#19-73>`__
小行星的起源问题仍然存在争议。所有人都同意它们代表原始物质，和行星一样古老。一些行星学家仍然认为，主带中的至少一部分，也许全部，代表着一个被破坏的行星。但大多数人都认同这样一个概念，即它们实际上是星体（由重力碎片组成的吸积体，吸引了在太阳历史的第一阶段凝聚和组织起来的小固体），它们从未成功地通过吸积而形成行星。今天，这些天体中的大多数都经历了多次碰撞，从目标天体上撞下大块物质，其中一些逃逸出来成为新的小行星，但很多（大多数？）。重新组合成碰撞后的残骸或邻近的小行星，形成一个新的形状。
一些小行星是传统意义上的固体，但现在可能由连接的碎片组成（注意，头体的形状似乎有三个连接的碎片）；这些小行星密度更大，但可能包含内部空隙。其他的，可能是大多数，密度较低，被认为是由较小的碎片组成。这些甚至可能是沙、砾石和小巨砾大小的材料（可能是第一批太阳尘埃聚集体的含碳硅酸盐的残留物）的混合物。它们被重力、静电引力和可能的冰的形式结合在一起。当它们发生碰撞时，碎片可能会被击落，但这些碎片往往会在几天内重新与母体结合。在数十亿年的时间里，已经发生了许多次collsion，将小行星重新排列成新的组合。大多数小行星表面，无论是固体还是以类似于在海滩上建造的“沙堡”的方式结合在一起，都覆盖着松散的碎片或“风化层”。
正如我们所看到的，小行星及其碎片偶尔会撞击地球。 page 18-1 处理撞击坑。彗星也是如此：一个可能的例子（尽管它可能是石头陨石）是1908年西伯利亚通古斯卡事件，那里的树木被地表上数百平方公里的爆炸击倒（呈放射状指向爆炸中心）。大量的尘埃被抛到大气中，在接下来的几年里在全球范围内产生异常的红色日落。
彗星是最壮观的天体之一，有着长长的、冰冷的尾巴，从早期的观察者那里得到了神秘的意义，直到后来的观察者确定了它们的真实性质。
` <>`__19-74: Name the comets that YOU have actually seen (through binoculars or telescope, or even naked eye) in your lifetime. `ANSWER <Sect19_answers.html#19-74>`__
我们现在知道彗星主要是大小不一的冰球（长达10-30千米） [6-19 mi] 在一定程度上与岩屑混合。它们在太阳系内以偏心轨道（如柯伊伯带）运行，重复出现或简单地飞行一次，如果没有引力捕获的话。从离地球较远的地方可以看出，中心昏迷是一个直径在10000到100000公里（6214-62137英里）之间的发光球，围绕着一个更小的固体核。彗星恩克就是一个很好的例子：
当一颗彗星经过太阳时，太阳风和其他因素会使它烧蚀，使其昏迷扩大，并产生一股尾随的粒子流（长达1亿公里）。 [62137000密] 长）灰尘和等离子。尾巴沿着放射线指向远离太阳的地方。昏迷和尾巴是可见的，因为反射的阳光和粒子在紫外线照射下发出荧光。看看著名的哈雷彗星。
科学家认为，在太阳系的发展过程中，原子核（描述性地称为“脏雪球”）由非常原始的物质组成。光谱研究表明碳、氮和氢分子化合物的存在，包括CN、NH、NH。2 和HCN，它们分解成带进尾部的离子。
天文学家对一些彗星的轨道十分了解（通过观察）来预测它们何时返回。大多数彗星来自柯伊伯带（冥王星之外）或是延伸到太阳系外围的巨大“云”。有些可能是星系际的，但还没有被证明。
柯伊伯带包含的物体（KBO）主要是彗星，但似乎也包括一些小行星类型的天体。杰拉尔德·科伊伯（Gerald Kuiper）在20世纪50年代预测了该带的存在，但直到20世纪90年代才实现了第一次直接成像。这里所示的例子表明，在太阳系中很难发现如此小的物体；一旦找到了该带，该带绕着物体相对于背景移动，允许计算它的轨道偏移。
KBO聚集在黄道附近的盘状区域（大多数行星围绕太阳运行的平面），距离为30到100 A.U.，可能包含（估计）100000个直径超过20公里的物体。半人马类Kbos相对靠近海王星的轨道，包括名为chiron的冰体（于1977年发现；最初被认为是小行星，但现在被证明是一个短尾巴的彗星）；在直径超过100公里的400个半人马类物体中，至少有9个是显著的larg。呃.
已知最大的KBO小行星是2002年的LM60，首先由地面望远镜发现（使其成为迄今为止发现的最远的太阳系天体），然后由哈勃太空望远镜确认和研究。发现者将这个名字命名为quaoar（发音为kwa o whar），这是一个与曾经占领洛杉矶盆地的部落有关的美国印第安名字。这颗小行星是球形的（表明它曾经熔化过），直径接近1250公里（780英里）。Quaoar离太阳65亿公里，绕着它以环形轨道运行。它位于离冥王星15亿公里（约10亿英里）的地方。另一颗最近发现的小行星是2001年的KX76，名为Ixion，其大小约1200公里（745英里）。图中描绘了这条带中最大的物体（用冥王星和它的卫星charon进行比较）：
奥尔特云（oort cloud，OC）是一个假设的由数十亿颗彗星组成的群，它们的轨道距离太阳比Kbos更远。这些轨道并不局限于黄道附近，而是可以沿着太阳系“球体”中任何一个以太阳为中心的轨道运行。到目前为止，还没有OC物体被地面望远镜或HST成像，因为它们体积小，距离地球很远。然而，它们的存在是基于可靠的推理，预测它们是由星云形成的天体的重要组成部分，而星云又组织成太阳、行星和其他物体。
截至1995年，共有878颗彗星被分类，其中大多数现在的轨道计算得相当好。在这184个国家中 周期性 （每隔几年到几个世纪，当它们绕太阳运行时，会经过太阳系内部；它们可以分为短周期（kbo）和长周期（oc）两种类型；878中的新彗星和其他彗星也可能是周期性的，但需要更多的观测来证实这一点。太阳系内的彗星（大多数还未被探测到）数量可能达到万亿。
大多数距离太阳较远的彗星都没有明显的尾巴，最好的发现方法是在相隔几天的胶片记录中寻找小明亮物体（早期的Comas）相对于固定恒星背景的显著位移。这种运动描绘了彗星的前进，以及在太阳空间高速反射小行星。
所有彗星中最著名的是哈雷彗星，它在古代被观测和记录。它的周期性，首先由埃德蒙哈雷预测以验证牛顿的运动定律，使它大约每76年（范围75至79）重现一次。在1909年通过后，如这张展示其壮丽尾巴的广角图所示，它于1986年重新出现，许多人预测它将提供一个巨大的天体展示（这通常不符合预期）。
关于派遣一个或多个空间探测器进行特写镜头检查的辩论提前爆发，因为下一次机会将是2061年。尽管美国航天局决定反对这次冒险，日本、前苏联和欧洲航天局还是派出了探测器来收集数据。特别是，意大利政府于1986年3月13日设计并发射了一艘名为“乔托”的宇宙飞船，它位于原子核540公里（336英里）范围内。这里是近距离观察：
吉奥塔发现，哈雷的核在16公里x 8公里（10 x 5英里）处测量，非常暗，呈块状，密度很低（0.1-0.2克/立方厘米）。这表明它当时是非常多孔的，大部分冰已经消融或蒸发掉，留下富含碳的灰尘作为残渣。尽管没有预期的明亮，也令地面观众失望，但从望远镜上看，这颗彗星提供了非凡的显示。我们可以通过将其显示为假颜色来强调其昏迷和尾部的反射率变化，表示粒子密度差异：
最近的彗星感觉是海尔·博格斯彗星，它于1995年7月23日被发现，1997年4月2日经过地球的距离接近8500万英里。由于它的大小（比哈雷彗星大四倍）和亮度，许多人将它称为本世纪的彗星，在1997年上半年的大部分时间里，它在北半球和南半球都可见。这是1997年3月11日杰里·普拉特拍摄的一幅典型的照片，他是众多业余天文学家中追踪到这个壮观的天文访客的一员。
大多数离太阳较远的天体没有明显的尾巴，因此为了找到它们，我们在电影记录中寻找小明亮物体（早期的Comas）相对于固定的恒星背景的显著位移，相隔几天。这样的运动描绘了彗星以及反射小行星在太阳系中高速前进的过程。下一幅图中的6个面板显示了威塔南彗星在数小时内的渐进运动（当拍摄到它时，它距离地球大约6.05亿公里，或者说超过4个美国）。彗星，一个小圆点在每一个面板上都被圈起来。跟随它从右到左的位移（在面板4中，它直接位于参考背景星的前面）。
1999年，美国宇航局发射了一个名为“深空1号”的探测器来测试新的观测技术，如果可能的话，还可以收集有关彗星的新信息。它已经超出了它的计划寿命。它最引人注目的成就之一是在2001年9月22日，当时它在距离博雷利彗星2200公里（1400英里）的范围内经过以拍摄其核心的图像。人们高度关注的是，由于一些故障，探测器现在可能会被彗星碎片损坏。然而，它成功地获得了出色的细胞核图像。下面是计划停堆前收到的最后一张图像，其中长8公里（5英里）的原子核以45米的分辨率成像，显示出脊状不规则、断层和其他地质学上可描述的特征；在某些方面，它类似于小行星，但其暗表面比较复杂。冰和灰尘的暴露（注意物质流走的喷射物）：
欧洲航天局（欧空局）正在计划对乔托的后续行动，并在2003年发射并于2012年抵达上述彗星的任务（罗塞塔）。
` <>`__19-75: How do you think comets have influenced the Earth in history? `ANSWER <Sect19_answers.html#19-75>`__