太阳系的外围是一个奇怪而神秘的地方。在海王星轨道之外,那里寒冷而黑暗,一群被称为柯伊伯带的冰冷物体绕着太阳运行,人们认为自太阳系诞生以来,它们或多或少没有发生变化。
因为它是如此黑暗和遥远,而且物体又如此之小,天文学家很难辨别出那里到底有什么。这使得最近的搜索结果非常惊人。使用来自调查中,天文学家发现了815个海王星外天体(TNO),其中461个是新发现的。
这对于太阳系外层大约 3,000 个已知的 TNO 来说是一个重大的突破,这些信息可以帮助我们更好地模拟太阳系是如何形成的,甚至可能寻找难以捉摸的太阳系。。
新目录已提交出版,可在预印本服务器上获取arXiv。
“该目录有 817 个已确认的物体(其中 461 个是在这项工作中首次发现的),”研究人员在论文中写道。
“这是迄今为止单次调查中第二大的 TNO 目录,也是最大的多波段光度测定目录。”
暗能量调查的目的并不是寻找 TNO。它在 2013 年 8 月至 2019 年 1 月期间运行,收集了 575 个夜晚的南部天空红外和近红外数据。其目标是研究一系列物体和现象,例如超新星和星系团,以尝试计算宇宙膨胀的加速度,这被认为是受到暗能量的影响。
但事实证明,这项调查的高度深度、广度和精度对于寻找遥远太阳系中的天体也非常有帮助——超出海王星轨道约 30 个天文单位。
去年,天文学家分析了这些数据,发现了超过100 个新小行星,基本上包括除彗星或行星之外的所有物体。
这项新工作由同一团队进行,并使用改进的检测流程,增加了 461 个。研究人员还进行了 TNO 检测模拟,与他们的结果进行比较,看看他们的技术是否准确。
这个空间区域非常迷人。由于几乎没有什么东西可以扰乱它们的轨道,天文学家相信海王星海天体保留了早期太阳系动力学的痕迹。在此期间,根据当前的模型,行星正在形成和移动——这个系统看起来与今天的样子有很大不同。
当巨行星进入当前轨道时,它们的引力相互作用影响了海王星海天体的轨道。可以对这些产生的轨道进行研究,以重建导致它们形成这种轨道的事件;因为 TNO 簇的轨道可能截然不同,所以我们发现的轨道越多,重建就越准确。
此外,TNO 子集的轨道确实很奇怪。这些被称为极端TNO,平均轨道距离(或半长轴) 大于 150 个天文单位。一些天文学家认为,极端的海天现象是某些东西引起引力骚动的证据——假设的九号行星。
我们还没有发现很多这样的物体,因此每个新物体都会添加一个额外的数据点,可以帮助找到或排除第九行星的存在。新目录中又增加了 9 个极端 TNO,其中 4 个的半长轴大于 230 个天文单位。
研究人员还发现了许多与海王星具有轨道共振的物体,即物体的轨道周期具有简单的比率;四个新海王星木马,或在重力稳定的拉格朗日点上共享行星轨道的小行星;一颗大彗星叫做C/2014 UN271(贝尔纳迪内利-伯恩斯坦)踏上向太阳内部的旅程(尽管它只能到达最远的地方)再次出发之前);以及一个值得注意的“超然的“天体,之所以如此命名,是因为它的轨道不受海王星的影响,与太阳系平面的轨道角非常高。
研究人员表示,所有这些新信息代表了我们对外太阳系了解的显着增加。到目前为止,暗能量调查的数据贡献了所有已知 TNO 的大约 20%,这是相当庞大的。
“这些对于海王星外区域形成模型的进一步详细统计测试非常有价值,”研究人员写道。