【星空小札】小行星

小行星

卡斯摩的伊琉沙
伊琉沙星空視界
ilyusha71@gmail.com

2008年8月24日 筆,2009年9月17日 補注

摘要

在天王星的發現之後,全世界的天文學家都在尋找新的行星,公元1801年皮亞齊(Piazzi)發現了今日認定的第一顆小行星,穀神星,在此之後的半個世紀內又陸陸續續發現許多類似的天體,但這些天體與行星最大的不同就是體積太過渺小,因此威廉.赫歇爾(William Herschel)提議將此類天體稱作小行星(Asteroid)與行星區別,至今小行星的數量已經多達數十萬顆,分布從最初發現小行星的小行星帶,到海王星軌道外廣大的區域都有數量不少的小行星,所以在小行星的命名上是非常浩大的工程。

主題關鍵字:小行星

一、發現歷史

今日眾多太陽系天體的發現最早始於十八世紀初葉,當時天文學家已發現已知的六顆行星與太陽之間的距離有著一定比例的幾何關係,這個關係之後由柏林天文台的台長波德(Bode)整理成一個數學式,稱作提丟斯-波德定律(Titius–Bode law)。

行星 數列 導出數 實際距離(AU)
水星 (4+3×2-∞)/10 0.4 0.39
金星 (4+3×20)/10 0.7 0.72
地球 (4+3×21)/10 1.0 1.00
火星 (4+3×22)/10 1.6 1.52
→穀神星 (4+3×23)/10 2.8 2.77
木星 (4+3×24)/10 5.2 5.20
土星 (4+3×25)/10 10 9.58
→天王星 (4+3×26)/10 19.6 19.23
→海王星 (4+3×27)/10 38.8 30.10
→冥王星 (4+3×28)/10 77.2 39.48

Table.1 波德定律與行星距離

從Table.1中可以清楚發現在火星與木星之間卻貌似缺少了某些東西,很有可能是一顆人們尚未發現的行星,因此在國際上(歐洲)開始展開人們首次大規模合作的搜尋計劃,將全天劃分成24個區域讓歐洲的天文學家分組並有系統的搜尋,但是在波德定律發表不久後,公元1781年威廉.赫歇爾發現了第一顆行星,天王星[1],經過計算發現其軌道的半長軸意外地落與波德定律在土星之後預測的數值很接近,使得人們更加確信在距離太陽2.8AU左右一定還有一顆未發現的行星,但當時仍無法解釋波德定律是根據何種物理機制所形成。

到了十九世紀的第一天,公元1801年1月1日,皮亞齊在西西里島的巴勒摩天文台(Palermo Astronomical Observatory)發現了類似彗星的天體,再一次的確認時,發現這顆星在背景的相對位移,他相信自己發現了新的行星,經過一整年的搜尋,終於在年底證實了皮亞齊發現的天體即是天文學家一直在尋找的行星,隨後命名為穀神星(Ceres)。

奇怪地是,三個月後的公元1802年3月28日,德國天文學家奧伯斯(Olbers)也在差不多的位置發現了一顆新的行星,智神星(Pallas),兩年後公元1804年9月1日,另一名德國天文學家哈丁(Harding)又發現了新的行星,婚神星(Juno),公元1807年奧伯斯又再度發現他第二顆行星,灶神星(Vesta),此時歐洲爆發拿破崙戰爭,直到公元1845年德國天文學家亨克(Hencke)才再度發現新的行星,義神星(Astraea)。

公元1846年9月23日,伽雷(Galle)根據勒維耶(Le Verrier)計算所預測的位置發現了天王星外的第一顆行星,海王星(Neptune),但是海王星的軌道已經不符合波德定律的預測,在之後的五年內又陸陸續續在火星與木星之間發現10顆行星,至公元1851年7月29日太陽系的行星數量已達到23顆,但是在這50年間除了海王星以外,多數新發現的行星多幾乎為在相同的距離上,且直徑大小都遠遠的比一般行星小上許多,最終採用公元1802年威廉.赫歇爾使用的名稱,將這些天體稱作為小行星(Asteroid),其餘的8顆行星即為今日的太陽系八大行星(The eight planets)。

第7顆行星 天王星(Uranus) William Herschel 1781/3/13
第8顆行星 穀神星(1 Ceres) Giuseppe Piazzi 1801/1/1
第9顆行星 智神星(2 Pallas) Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers 1802/3/28
第10顆行星 婚神星(3 Juneo) Karl Ludwig Harding 1804/9/1
第11顆行星 灶神星(4 Vesta) Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers 1807/3/29
第12顆行星 義神星(5 Astraea) Karl Ludwig Hencke 1845/12/8
第13顆行星 海王星(Neptune) Urbain Le Verrier、 1846/9/23
第14顆行星 韶神星(6 Hebe) Karl Ludwig Hencke 1847/7/1
第15顆行星 虹神星(7 Iris) John Russell Hind 1847/8/13
第16顆行星 花神星(8 Flora) John Russell Hind 1847/10/18
第17顆行星 穎神星(9 Metis) Andrew Graham 1848/4/25
第18顆行星 健神星(10 Hygiea) Annibale de Gasparis 1849/4/12
第19顆行星 海妖星(11 Parthenope) Annibale de Gasparis 1850/5/11
第20顆行星 凱神星(12 Victoria) John Russell Hind 1850/9/13
第21顆行星 芙女星(13 Egeria) Annibale de Gasparis 1850/11/2
第22顆行星 司寧星(14 Irene) John Russell Hind 1851/5/19
第23顆行星 司法星(15 Eunomia) Annibale de Gasparis 1851/7/29

Table.2歷史上的行星

1 天王星曾經在弗蘭斯蒂德(Flamsteed)的星表中記錄為34 Tauri,亦即他早在1690年就已看到天王星,但被當成是金牛座的一顆恆星

二、小行星的分類

在中文上,小行星一般是指asteroid,而planetoid與minor planet也曾為同義字,因此三者在中文上都稱作小行星,但是在今日asteroid與minor planet在認知上已有所差異。

早期發現的小行星多位於主帶上,而近代天文學家也在木星與海王星之間發現類似的天體,甚至在海王星軌道外也發現,但這些天體並不被認作為傳統的小行星,也因此在分類上變得複雜。

公元2006年8月24日,IAU重新定義行星並將太陽系的天體分為行星 (planet)、矮行星(dwarf planet)與太陽系小天體(small solar system bodies) 三大類,簡化了太陽系天體複雜的分類,在此之前IAU以minor planet作為小行星的統稱,即行星與彗星以外的天體(不含太陽與所有的衛星) ,儘管如此大多數天文學家仍沿用舊有分類的名稱與命名規則。

公元2006年8月24日之前的太陽系分類

  • Planets(行星)
    • Terrestrial planets(類地行星)
    • Jovian planets(類木行星)
      • Gas giants(氣體行星)
      • Ice giants(冰巨星)
  • Comets(彗星)
    • 週期彗星
      • 短週期彗星
      • 長週期彗星
    • 非週期彗星
  • Minor planets(小行星)
    • Asteroids(傳統的小行星)
      • Main belt asteroids(主帶小行星)
      • Near-Earth objects, NEOs(近地小行星)
      • Trojans(特洛伊小行星)
    • Cis-Neptunian objects
      • Centaurs(半人馬小行星)
      • Neptune trojans(海王星特洛伊)
    • Trans-Neptunian object, TNOs(超海王星天體)
      • Kuiper belt objects, KBOs(庫伯帶天體)
        • Classical kuiper belt objects, CKBOs
        • Plutinos
      • Scattered disc objects, SDOs(黃道離散天體)
        • extended scattered disc objects, E-SDOs
      • Oort cloud objects, OCOs(歐特雲)
        • Hills cloud objects
      • Resonant trans-Neptunian objects

公元2006年8月24日之後的太陽系分類

  • Planets(行星)
  • Dwarf planets(矮行星)
    • Plutoids
  • Small solar system bodies(太陽系小天體)

小行星的命名

New- And Old-Style Minor Planet Designations

臨時編號

新發現疑似小行星的天體,會在通報後獲得一組臨時編號,例如2003 UB313,臨時編號的格式由發現年月份與順序所組成,2003即為發現的公元年份,後接的第一個英文字母代表發現的日期所在範圍,以半個月為單位,依序以英文字母A排列至Y,共24個半月,其中英文字母I不使用避免與數字的1有所搞混,如U代表這顆小行星是在十月下旬發現的,各日期對應的字母如Table.3。

A 01月01日~01月15日 G 04月01日~04月15日 N 07月01日~07月15日 T 10月01日~10月15日
B 01月16日~01月31日 H 04月16日~04月30日 O 07月16日~07月31日 U 10月16日~10月31日
C 02月01日~02月15日 J 05月01日~05月15日 P 08月01日~08月15日 V 11月01日~11月15日
D 02月16日~02月29日 K 05月16日~05月31日 Q 08月16日~08月31日 W 11月16日~11月30日
E 03月01日~03月15日 L 06月01日~06月15日 R 09月01日~09月15日 X 12月01日~12月15日
F 03月16日~03月31日 M 06月16日~06月30日 S 09月16日~09月30日 Y 12月16日~12月31日

Table.3 英文字母對應的發現日期

緊接著的第二個英文字母(與前一個字母之間無需空格)與其後的數字(下標)表示新天體在該半個月的發現順序,A為該月的第一顆依序至Z,但英文字母I仍不使用,共25個字母,當沒英文字母可用時,則再回頭使用A但是後面加上一個下標1,代表已經一輪了,上例中的B313即為第7827顆,其公式可以表達成25×313+2(B為第二個字母),計算時切記英文字母I並不使用。

上述是今日使用的小行星臨時編號系統始於公元1925年,在此之前是以英文字母A加上年份

正式編號與名稱

小行星的正式表示為正式編號加上正式名稱,如136108 Haumea或(136108) Haumea,與大多數的太陽系天體命名方式相同,當小行星的軌道參數被確定後且能再度觀測到這顆小行星時,即有可能獲得正式編號與正式名稱,這個編號即是所謂的小行星編號,僅僅依照數字順序排列,由於小行星的數量過於龐大,除了早期發現的小行星擁有正式名稱外,近年來只有特別意義的新天體能獲得,其中也有少數的小行星是以古今人名與地名作為名稱,基本上命名方式則根據以往小行星的命名習慣而定,如特洛伊小行星則以特洛伊戰爭史詩的人物命名,古典庫伯帶天體以各神話創造之神命名等。

References

  • 伊琉沙,小行星,伊琉沙的星空小札第27節,2000年12月
  • 伊琉沙,波德定律,伊琉沙的星空小札第42節,2001年5月
  • 伊琉沙,小行星的發現,伊琉沙的星空小札第43節,2001年5月
  • 伊琉沙,第一次行星大戰,伊琉沙的星空小札第44節,2001年6月
  • 伊琉沙,小行星數量統計表,伊琉沙的星空小札第135節,2003年6月
  • 伊琉沙,小行星的分類,伊琉沙的星空小札第164節,2004年1月
  • 伊琉沙,歷史上的行星,伊琉沙的星空小札第297節,2008年4月
  • 伊琉沙,小行星臨時編號命名規則,伊琉沙的星空小札第333節,2008年9月
  • Provisional Designations, This list was last updated on 2009 Sept. 3
  • Discovery Circumstances: Numbered Minor Planets, This list was last updated on 2009 Sept. 3
  • Minor Planet Names: Alphabetical List, This list was last updated on 2009 Sept. 3
  • Numbered Minor Planet Discoveries by Year, This list was last updated on 2009 Sept. 3.
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