第十六章
小行星帶
我們先將頭4顆小行星的軌道根數列於表中，並將它們連同木星、火星的軌道一起畫出(如圖所示)。
4個最早發現的小行星的軌道
(1)穀神星(2)智神星(3)婚神星(4)灶神星
所謂軌道，是小行星在空間運動所描繪出的軌跡，並非宇宙空間有像地上的鐵軌那樣的東西。就像炮道射人空中有它自己的運動軌跡一樣，小行星在空間運動也有自己的軌跡，我們常稱為軌道。
小行星主環帶
這4顆小行星的軌道平麵與黃道麵(圖上忽略了火星與木星的傾角)都有一定和傾斜。最大的2號智神星差不多有35°，介於大行星和彗星之間，4顆星軌道的半長徑都差不多，尤其是前3顆。從軌道半長徑來看，95％的小行星都在217與364天文單位之間。如果我們將所有小行星在某一時刻的位置一一找出，就可以得到一個模模糊糊的圓環，圓環的兩個邊界差不多就是半徑為上述兩個數值的圓周。這個圓環被稱為小行星主環帶(如上圖所示)。
有趣的是，主環帶裏的小行星也不是均勻分布的。如果我們按每個小行星的a值用圓畫出它們的軌道，就會發現主環帶裏麵會出現幾條“狹縫”。這是主環帶內的“禁區”，很少有小行星能在那兒駐留，這個現象是柯克伍德(Kificwood，已按此名命名了1578號小行星)首先發現的所以這些縫就稱為柯克伍德空隙。它們對應的a值主要是250，282，296，328。假如我們用T2=a3這個公式初出T，就會發現這些a值對應的T值，恰好和木星的公轉周期1186年成簡單的整數比。這種現象叫做“通約”或者“共振”。顯然這種“禁區”並不是神仙的規定，看來一定是木星的引力使得小行星不能在那兒“安家落戶”。這個看法是容易理解的，也為多數人所接受了。然而，為什麼會發生共振?共振的規律怎麼樣?一係列的具體問題目前還無法解釋清楚。特別令人不解的是，也有一些小行星聚集在某些值a上，例如周期比為1／1，4／3，3／2的通約所對應的a值，它們不僅沒有給“共振”掉，反而密密地組成了一些小行星“群”。
小行星的衝日與會合周期
若把行星或小行星的軌道投影到黃道麵上如下圖所示。地球的公轉周期為p1（一年），小行星的周期計為p1，在位置1時(E1，A1)，小行星正值衝日，到位置2的下次衝日時，地球繞過了一圈到E2，而小行星則從凡走到A2，這二次衝日之間的時間之隔，天文上稱為“會合周期”，常以S表示。
會合周期示意圖
假定把兩個軌道都看作是圓軌道，那麼可以這樣來算會合周期：
1S-1P1-1P2
但若行星不循圓軌道而是沿著橢圓軌道運行時，情況就複雜了，因為這時小行星運動的速度時刻在變化著：它在近日點附近走得最快，而在遠日點附近卻要慢得多。
我們看小行星阿摩爾在近日點附近時衝日的情況如下圖所示。小行星阿摩爾的衝日
我們從阿摩爾在近日點上衝日看起，這時地球在0這一點上，而阿摩爾走得比地球快，因此反而趕過了地球，逐日走在前麵。但越遠離近日點，阿摩爾的速度越小，因而地球又慢慢趕了上來，到在0點的衝過了447天後，地球終於追上了阿摩爾，於是便又發生了一次衝日。同樣分析，可知在這近日點衝之前447日肯定也已經發生過一次衝了。所以阿摩爾在這一個周期中短短的3個月內竟連續3次訪問了我們地球，這真是一件極其罕見的事情，唯有阿摩爾型小行星(並不是每一個這類小行星)，在極特殊情況下才會出現這種奇跡。對於這種情況，將為我們觀測這類小行星提供非常有利的條件。
小行星按平運動的分布