在太阳系边缘发现奇怪的“化石”世界

尽管现代天文学家必须使用强大的望远镜，但遥远的太阳系仍然很神秘。没有太多的阳光穿透这些区域，并且有强烈的迹象表明那里潜伏着未被发现的物体。

天文学家在这些昏暗的范围内发现的天体是原始的，它们的轨道表明存在更多未被发现的天体。将它们拼凑在一起是一项挑战。

虽然有些天体通过炽热的爆炸或天空中的光条来宣布自己，但遥远的太阳系天体并没有引起太多关注。它们以微小的暗示显露出来;对另一个物体的几乎难以察觉的拉扯，一种几乎看不见的短暂的微光。然而，这些天体有一些重要的东西可以告诉我们太阳系是如何形成和演化的。

天文学家在太阳系遥远的范围内发现了第九颗行星的迹象。这种假设且难以捉摸第九行星被举起来解释称为海王星外天体 （TNO） 的遥远天体家族的令人费解的轨道分组。

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天文学家与夏威夷的日本斯巴鲁望远镜合作，在太阳系中发现了一个新的遥远天体的证据。这是一个Trans-Neptunian Object，这意味着它绕太阳运行的平均距离比最外层的行星海王星更大。

但它也是一个重要且令人费解的对象子类的成员：塞德诺类.它的名字是 2023 KQ14，但它的昵称是菊石，以头足类动物化石命名。

Sednoids 比 TNO 遵循更极端的轨道。它们的轨道非常细长，具有偏心远近日点，而大半长轴.它们以矮行星命名塞德娜，这一新发现只是迄今为止检测到的第四个 Sednoid。

一篇新论文自然天文学介绍了这一发现。它的标题是”近日点为 66 天文单位的类塞德娜天体的发现和动力学。“主要作者是台湾台北中央研究院天文与天体物理研究所的陈英东。

“了解这些独特的遥远天体的轨道演化和物理特性对于理解太阳系的完整历史至关重要。”

菊石在 2023 年 3 月、5 月和 8 月的观测工作中首次被斯巴鲁望远镜探测到。仅凭这些观测结果不足以证实这个昏暗天体的存在，2024 年 7 月加拿大-法国-夏威夷望远镜的后续观测以及对其他天文台存档数据的搜索提供了证实。总体而言，研究人员跟踪菊石的轨道长达 19 年。

菊石是作为化石（外太阳系的形成：冰冷的遗产）观测计划。它使用斯巴鲁望远镜强大的超超总相机测量分布在太阳系外层的天体的种群和亚种群。

FOSSIL 团队使用计算机数值模拟确定菊石至少在 45 亿年内一直遵循稳定的轨道，其历史可以追溯到太阳系最早的时代。菊石的轨道目前与其他塞德诺德石不同，但模拟表明它们的轨道在大约 42 亿年前都是相似的。

当谈到近日点距离时，遥远的太阳系天体存在一个奇怪的间隙，而菊石就位于这个间隙中。

作者在论文中解释说：“菊石的轨道与其他类塞德纳天体的轨道不一致，并填补了观测到的遥远太阳系天体分布中以前无法解释的'q-间隙'。

Yukun Huang 博士国立天文台是该论文的合著者，对菊石轨道进行了模拟。“事实上，2023 KQ14 目前的轨道与其他三种 sednoids 的轨道不一致，这降低了第九行星假设，“黄在一篇新闻稿.

“有一颗行星可能曾经存在于太阳系中，但后来被抛射出来，导致了我们今天看到的不寻常的轨道。”

海王星是外太阳系附近唯一已知的大质量天体，可以塑造 TNO 和 Sednoids 的轨道。但根据研究合著者吉田文博士的说法，菊石是它无法企及的。

“2023 年 KQ14 是在海王星引力影响很小的遥远区域发现的。该地区存在具有细长轨道和大近日点距离的物体，这意味着在 2023 年 KQ14 形成的古代发生了一些非凡的事情，“吉田说。

“了解这些独特的遥远天体的轨道演化和物理特性对于理解太阳系的完整历史至关重要。目前，斯巴鲁望远镜是地球上为数不多的能够做出此类发现的望远镜之一。

“如果 FOSSIL 团队能够做出更多这样的发现，并帮助描绘太阳系历史的完整图景，我会很高兴。”

菊石的轨道现在与其他 Sednoids 不同，这一事实需要解释。这证明遥远的太阳系天体之间存在更多的复杂性和多样性。

天文学家长期以来一直想知道我们的太阳系是否拥有“”第九行星'引导着这些遥远物体的轨道。如果有，那么菊石的发现对它的轨道以及它可能隐藏的地方施加了更多的限制。它有效地减少了这个假设星球的藏身之处的数量。

研究人员在他们的论文中解释说：“具有大半长轴（> 200 天文单位）和大近日点（q > 60 天文单位）的类塞德纳天体似乎在稳定的轨道上演化，这些轨道基本上保持不变，也没有因海王星的引力而改变，”研究人员在他们的论文中解释道。

“在目前的行星配置下，不存在提高近日点的可行转移机制。它们的稳定性表明，需要超出目前已知的太阳系行星的外部引力影响才能形成它们的轨道。

天文学家提出了这种外部引力影响的许多来源，包括与流氓行星或恒星的相互作用、太阳仍处于其出生星团时的古代恒星相互作用，以及太阳系早期从其他低质量恒星中捕获的物体。

但最受关注的解释是与假设的行星第九行星的相互作用。

虽然这项研究既没有证实也没有质疑第九行星的存在，但它确实对其轨道施加了进一步的限制。事实上，每次发现另一个塞德诺德人时，它都会限制第九行星。天文学家现在知道其中有四个，但他们不知道有多少可能还藏在那里，可能受到难以捉摸的、假设的第九行星的引导。

如果第九行星存在，它就有一个巨大的区域可以隐藏。一些研究过它潜在存在的天文学家认为它可能是太阳系中第五大行星。它会太远了，以至于会非常昏暗。然而，如果它存在的话，我们可能正处于检测它的风口浪尖。

维拉鲁宾天文台最近看到了第一道曙光，并将开始为期十年的时空遗留勘测（LSST）。LSST 将发现太阳系中的瞬态事件和物体，这是之前其他望远镜所没有的。它是专门为寻找难以检测的物体而构建的，即使是像第九行星这样难以捉摸的物体也无法躲避它。

本文最初发表于今日宇宙.阅读原创文章.

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