新的“FarFarOut”天体是已知最遥远的太阳系天体

确定该天体的轨道可能揭示它是寻找未被发现行星的关键线索——或者仅仅是另一块冰冻的太空岩石

A telescopic image of the newfound object "FarFarOut"

已知最遥远的太阳系天体,非正式名称为“FarFarOut”,在这张望远镜图像中显示为一个背景星空中的微弱点。对 FarFarOut 的进一步研究可能会揭示我们太阳系外围边界的隐藏细节。

斯科特·谢泼德,卡内基科学研究所;大卫·托伦,夏威夷大学

“已知最遥远绕太阳运行天体”的记录保持者出现了一个新的竞争者——一个被称为 FarFarOut 的冰冷世界。这一发现是初步的,但研究人员目前正在进行后续观测,以确定该天体的确切距离及其轨道的细节。像许多遥远的同胞一样,最终 FarFarOut 可能会为天文学家提供关于我们太阳系外围边界的重要新见解。

在过去的六年里,卡内基科学研究所的天文学家斯科特·谢泼德和北亚利桑那大学的查德·特鲁希略一直在进行有史以来最深入的全天巡天,以寻找太阳系天体。他们正在寻找 X 行星,这是一颗远在冥王星之外的小型矮行星,他们的存在于 2014 年提出。到目前为止,这项搜索已经产生了 62 个遥远天体,约占已知在 60 个天文单位(AU)之外的所有天体的 80%。 (一个天文单位等于地球到太阳的距离,冥王星的平均距离略低于 40 个天文单位。)就在去年,这对组合取得了重大发现,不仅发现了一颗矮行星 2015 TG387,昵称“哥布林”,还发现了 2018 VG18,昵称“FarOut”。这对组合在寻找越来越遥远的太阳系居民的竞赛中占据主导地位,这主要是由于他们的奉献精神——他们花费大量时间在望远镜上,至少每隔一个月进行一次观测。

FarFarOut 是他们一心一意搜索的最新成果。上个月下旬,谢泼德在暴风雪中被困在家中,决定回顾一下他和特鲁希略去年在夏威夷斯巴鲁望远镜上观测期间捕获的 2 TB 数据中的一部分。在 2018 年 1 月拍摄的两张天空图像中,他发现了一个昏暗、漂移的天体——其位置的变化表明它不是背景恒星,而是在遥远的轨道上绕太阳运行的新发现天体。“它只是勉强可探测到,”谢泼德指出。


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谢泼德说,这对组合的初步测量结果表明,FarFarOut 距离太阳在 130 到 150 个天文单位之间,最有可能在 140 个天文单位左右。他估计,这个最新已知的太阳系成员直径约为 400 公里,大约是矮行星谷神星的一半宽。但该估计是基于 FarFarOut 的亮度,而亮度取决于其反射率——这是该天体的一个未知属性。“它可能像煤炭一样黑,也可能像雪一样亮,”他说,这两种情况都会产生截然不同的尺寸估计。

谢泼德三月份在智利,作为他计划的巡天调查的一部分梳理天空。审查新数据以寻找 FarFarOut 的迹象需要一些时间,但新的探测将为确定该天体仍然模糊的绕太阳轨道提供更多数据点。理想情况下,最后一次后续测量可能最终确定其轨道。

一旦找到 FarFarOut 的轨道,真正的乐趣就可以开始了。天文学家对海王星以外的冰冷天体的统称是“海王星外天体”,它们有各种类型。有些在巨行星引力范围之外绕太阳运行。另一些则更分散在外的轨道上,这些轨道永远不会使它们比海王星影响的尖端更靠近太阳,这使它们看起来与更靠近太阳系的其余部分“分离”。贝尔法斯特女王大学的天文学家米歇尔·班尼斯特说,了解轨道“关系到我们是否可以说出关于海王星外天体所属种群的任何有趣的事情”,她没有参与谢泼德和特鲁希略的工作,但也寻找太阳系偏远地区的新天体。

加州理工学院的天文学家康斯坦丁·巴蒂金说,如果 FarFarOut 在 140 个天文单位处处于近日点——即它最接近太阳的位置——那将是“非常有趣的”,他没有参与这项巡天调查。2016 年,部分基于谢泼德和特鲁希略 2014 年关于“X 行星”的推测,巴蒂金和他的加州理工学院同事,天文学家迈克·布朗宣布他们自己也在寻找类似的物体,他们更喜欢称之为“九号行星”。无论人们如何称呼它,这两个团队以及许多其他天文学家一直在寻找这个难以捉摸的世界。

大约 140 个天文单位的近日点将需要一些有分量的东西——也许像 X 行星或九号行星这样的东西——以某种方式将 FarFarOut 从海王星的引力中夺走。“如果是这种情况,它们讲述了一个关于九号行星的极其重要的故事,”巴蒂金说。并且,先验地,有充分的理由怀疑 FarFarOut 的近日点就是如此:外太阳系遥远区域中的大多数天体都是在最接近点附近被发现的,仅仅是因为那时它们反射的阳光最多,最容易被发现。但巴蒂金说,FarFarOut 的情况可能并非如此简单,因为谢泼德和特鲁希略的巡天正在改变游戏规则。“斯科特和查德正在进行的观测类型正在突破边界,”他说。通过使用世界上最大望远镜上的最先进仪器,定期长时间地凝视天空,这对组合对其他大多数巡天永远无法看到的更暗、更遥远的天体非常敏感。这意味着 FarFarOut 有可能在其轨道上更远的点上,这自相矛盾地会使它在寻找 X 行星或九号行星方面变得不那么有趣。班尼斯特说,如果谢泼德和特鲁希略没有在近日点附近捕捉到 FarFarOut,“它可能是一个轨道完全正常、与海王星高度相互作用的天体”,它从未与任何假定的潜伏在冥王星之外的未被发现的行星相遇。

就像谢泼德和巴蒂金一样,班尼斯特也强调,不可避免地需要更多的时间和更多的数据才能知道 FarFarOut 将有多么重要。“现在讨论任何影响都为时过早,”她说。“在确定轨道之前,对外太阳系没有任何影响。”

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