新的矮行星拥有已知最遥远的轨道

在冥王星之外遥远发现的冰冷天体引发了关于我们太阳系历史和遥远组成部分的疑问

太阳系变得更加广阔。天文学家发现了一颗可能的矮行星,它在远超冥王星之外的轨道上绕太阳运行,拥有已知最遥远的轨道。

与十年前发现的类似极端天体赛德娜一起,这一发现正在重塑关于太阳系如何形成的观念。“这表明我们对太阳系还有一些不了解的地方,而且是很重要的东西,”共同发现者、夏威夷希洛双子座天文台的天文学家查德·特鲁希略说。“我们开始体验到我们认为的边缘之外是什么。”

特鲁希略和华盛顿特区卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德今天在Nature上报告了这一发现。


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“这是一个伟大的发现,”帕萨迪纳市加州理工学院的行星天文学家迈克尔·布朗说。“十多年来,我们一直在寻找更多像赛德娜这样的天体。”他说,找到另一个像它这样的天体减少了赛德娜是侥幸的可能性。但天文学家现在必须提出一些想法来解释当这些天体在如此遥远的地方运行时,它们是如何保持与太阳的紧密引力束缚的。

这个新发现的天体的官方名称是 2012 VP113,但发现团队简称其为 VP,或者就叫“拜登”——以美国副总统乔·拜登的名字命名。几年后,在观测确定了它的轨道后,科学家们将向国际天文联合会 (IAU) 提交一个名称供其审议,IAU 是负责天体命名的组织。

前沿
太阳系的经典行星部分在海王星处结束,海王星绕太阳运行的距离约为地球-太阳距离的 30 倍,这是一个被称为天文单位 (AU) 的宇宙标尺。一个天文单位约为 1.5 亿公里。海王星之外是一个冰冷天体的领域,称为柯伊伯带,其中包括冥王星。该区域从大约 30 到 50 个天文单位延伸。再往外是奥尔特云,赛德娜位于其内边缘,彗星则更远。

赛德娜永远不会比 76 个天文单位更靠近太阳。2012 VP113 虽然仍在奥尔特云内部,但更加遥远:最近时,它也离太阳 80 个天文单位。

这个天体非常遥远,以至于当谢泼德第一次发现它时,它是他见过的移动最慢的天文物体。物体离得越远,它在天空中移动的速度就越慢。特鲁希略和谢泼德一直在使用暗能量相机寻找遥远的天体,暗能量相机是位于智利托洛洛山美洲际天文台 4 米布兰科望远镜上的一个 5.2 亿像素的相机。他们在 2012 年 11 月的首次观测运行中,在他们最终拍摄的数百张图像中的第五张图像上捕捉到了 2012 VP113。“我们一开始就很幸运,”谢泼德说。

几个月来,他们跟踪了这个天体,直到它的完整轨道变得更加明显。但是,虽然赛德娜可以偏离太阳远达 1,000 个天文单位,但 2012 VP113 最远也只能到达约 452 个天文单位。谢泼德说,它似乎更紧密地受到太阳引力的束缚,这有点神秘。

起源故事
2012 VP113 的直径为 450 公里,约为赛德娜的一半大小。如果像科学家预期的那样,它主要由冰组成,那么它的引力可能会将其拉成球形。根据国际天文联合会 (IAU) 在 2006 年制定的行星地位修订规则,这将使其有资格成为矮行星。

关于像赛德娜和 2012 VP113 这样的天体如何到达今天的位置,有几种相互竞争的观点。一种主要的假设提出,在太阳系的初期,一颗附近的恒星在引力上扰乱了正在合并的系统,并将一些碎片拖向边缘。另一种可能性是,一颗巨大的流浪行星在某个时候穿过,将柯伊伯带的天体踢到奥尔特云内部。

无论如何,赛德娜和 2012 VP113 可能只是冰山一角,台湾台北中央研究院的天文学家梅根·施瓦姆说。她以前曾寻找过类似赛德娜的天体,并模拟了可能存在多少物质。她说,奥尔特云内部可能包含柯伊伯带质量的 10-100 倍。

特鲁希略和谢泼德估计,还有数百个奥尔特云内部天体等待被发现。他们目前正在跟踪另外六个可能属于太阳系极端部分的候选天体。

本文经《自然》杂志许可转载。这篇文章于 2014 年 3 月 26 日首次发表

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