小行星带：一颗被摧毁的行星的残骸，还是其他什么？

就在火星轨道之外，是太阳系中首要的空间岩石集合。小行星带一直吸引着科幻作家和科学家的想象，他们都曾考虑过从该区域开采矿石、水和其他材料以促进进一步的太空探索的可能性。

但是，这片围绕地球运行的碎片场是如何形成的？它代表着亿万年前一颗行星的岩石骨骼，还是未来行星的聚集地？

几十年来，科学家们一直在考虑这两种可能性。但最近的理论认为，这片广阔的空间岩石环可能从未是一个完整的行星，也不太可能在相对较近的银河系未来成为行星。为什么？那里的物质根本不够。

“这是我们太阳系中所有小天体都去的地方，非常酷，”位于德克萨斯州圣安东尼奥的非营利性研究开发组织西南研究所的空间研究主任威廉·博特克说。

曾经的或未来的行星？

数十亿年前，我们的太阳系远非一个稳定有序的地方。行星仍在形成，在此过程中使它们的邻居轨道错乱。鉴于所有这些活动，一些天文学家过去认为，一颗在火星和木星轨道之间绕太阳运行的行星被炸成碎片，形成了今天漂浮在太空中的小行星带。

科学家们认为，“也许那里有一颗行星，它被炸成了碎片，”法国波尔多天体物理实验室的天文学家肖恩·雷蒙德解释说。但雷蒙德说，在研究人员开始检查落到地球上的铁陨石中的模式后，很明显它们并非来自同一个母体。

结果，这种想法开始转向小行星带充满了星子，或者说是一个尚未形成或未能形成行星的碎片。但这个理论的问题在于，小行星带中的物质不足以形成这样大的质量。根据雷蒙德的说法，谷神星是小行星带中最大的小行星，其大小与澳大利亚大致相当，质量几乎是小行星带所有物质的一半。

“它就像微小的面包屑，”雷蒙德说。

宇宙残骸

小行星带不代表一颗曾经的行星的残骸，但这并不意味着科学家们完全放弃了这个想法。小行星带可能来自其他仍然存在的行星的碎片，或者是星子（就像一颗“婴儿行星”）的一部分，这些星子在被撞碎之前从未完全形成。

“过去这是一个简单的故事，但近年来随着我们对行星形成的了解越来越多，它变得越来越复杂，”博特克说。

雷蒙德说，这些碎片可能是在木星和土星形成时留下的。后来，这些行星可能在太阳系中迁移，直到最终到达它们目前的轨道。这将导致动态不稳定，轨道混乱和引力作用。

“今天的太阳系与45亿年前的样子大相径庭，”博特克说。

不同拼图的碎片

我们现在知道小行星带不包含来自单一来源的物质。它的一些组成部分可能来自它目前所处的太空区域。其他物质可能来自木星轨道之外的来源，博特克说。还有一些小行星可能来自内行星区域，作为在某个时刻分离出来的碎片。

在太阳系早期不稳定时期行星的运动可能导致土星和木星的引力吸入一些物质，同时将其他小行星撞向其他行星或完全撞出我们的太阳系。一些研究人员甚至认为，富含水的小行星在这一时期撞击地球，导致了我们今天仍然拥有的海洋的形成。雷蒙德说，这些岩石中的一小部分会以正确的轨迹和速度进入小行星带。

“在这种情况下，我们有时称小行星带为太阳系的血迹，”他说。

无论何种剧烈活动可能导致这些碎片进入小行星带，它们之所以能保持在那里，是因为火星和木星的轨道最终稳定了。所以，如果一颗小行星设法进入那里，它很可能不会再离开，博特克说。

根据雷蒙德的说法，大多数天文学家最关心的是太阳系中行星是如何形成的。小行星的成分、位置和轨道继续揭示着行星遥远过去的线索。

“尽管我们普遍更关心行星而不是小行星，但小行星是试图弄清行星发生了什么事的一个很好的工具，”雷蒙德说。“它们是这个故事中非常关键的证据。”