類塞德娜天體

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第一顆被發現的類塞德娜天體塞德娜

類塞德娜天體(sednoid)是近日點超過50 AU,而且軌道半長軸超過150 AU海王星外天體[1][2]。目前知道的只有三顆:塞德娜2012 VP1132015 TG387,這三顆的近日點都超過64 AU[3],但是預測還有更多這樣的天體。這些天體存在於太陽系50天文單位外的中空地帶,與行星沒有顯著的交互作用,通常也會將它們歸類為獨立天體。一些天文學家如斯科特·謝潑德[4],將類塞德娜天體列入內歐特雲天體(inner Oort cloud objects,OCOs),然而,本來預估的內歐特雲或希爾雲距離太陽約2,000天文單位,比這三顆已知類塞德娜天體的遠日點還要遠好幾倍。

原因未明的軌道[编辑]

類塞德娜天體的軌道不能以巨行星攝動[5],或是用星系潮汐的交互作用來解釋[1]。假若它們是在目前的位置形成,它們的軌道必須是圓的;否則,這些天體不可能進行吸積(較小的物體聚合成較大的),因為微行星之間較大的相對速度會破壞吸積的過程[6]。它們目前的橢圓軌道可以有一些假說解釋:

  1. 當太陽還處於疏散星團的時期,這些天體的軌道和近日點被鄰近經過的恆星扯離了系中心[7]
  2. 它們的軌道被未知的行星,例如是假設的第九行星擾亂,以至超越了古柏帶[8][9]
  3. 它們是太陽從其他處於同一疏散星團的恆星系所捕捉到的天體[5][10]

已知天體[编辑]

類塞德娜天體[3][11]
序號 名稱 直徑
(公里)
近日點(AU) 半長軸(AU) 遠日點(AU) 日心距離(AU) 近日點引數(°) 發現年份
90377 賽德娜 995 ± 80 76.06 506 936 85.1 311.38 2003
2012 VP113 600 80.50 261.00 441.49 83.65 293.78 2012
2015 TG387[12] 200-600 64.94 1094 2123 77.69 118.17 2015 (--)

這三顆類塞德娜天體,像其他更極端的獨立天體一樣(半長軸大於150AU,近日點超過海王星軌道的30AU的天體),有相似的方向(近心點幅角)≈ 0°(338°±38°)。這並非因為觀測偏差所造成,而是意料之外的,因為與巨行星的交互作用會產生隨機的近心點角(ω)[1],使得塞德娜的進動週期可能為四千萬年、六千五百萬年或者是一百五十億年不等[10][1]這表明外太陽系中可能存在一個[1]或更多[13]未被發現的攝動星。一個位於250AU的超級地球可以使這些天體環繞著±60°擺動長達數十億年。低反照率的超級地球有多種可能的配置,使得在這個距離下使它的視星等低於當前所有巡天檢測的極限。現時這個假設的超級地球被稱為第九行星。其他更大、更遙遠的攝動天體亦會因為太微弱,而無法檢測到[1]

現時有27個已知半長軸大於150AU的海王星外天體、其近日點位於海王星以外、近心點幅角為340°±55°、並且有超過一年的觀察弧[14]2013 SY99雖擁有接近於50AU的近日點,但並不視其為類塞德娜天體的一員。

2015年11月10日,V774104被發現,為第三顆類塞德娜天體的候選者,但是它的觀察弧短至只有兩週,故而無從得知其近日點是否受到海王星的影響[15]

2018年10月1日,2015 TG387宣布被發現,半長軸為1094 AU,遠日點則達到2123 AU,比塞德娜更遠。

類塞德娜天體可能構成一個合適的動態類別,但它們可能具有不同的起源;因為(474640) 2004 VN1122013 RF982012 VP1132002 GB32以及2003 HB57的光譜斜率和賽德娜的非常不同。[16]

理論的族群[编辑]

現時有多個假定機制解釋塞德娜的極端軌道,而每個機制都會在任何更廣泛的族群結構和動態上留下明顯的標記。如果存在著一顆海王星外行星,則所有天體的近日點將會大致相同(≈80AU)。假若塞德娜是從另一個行星系統所捕獲,而該行星系統與太陽系的旋轉方向相同,那麼族群內所有天體都會以相對較低的傾斜度運行,並且半長軸的範圍為100-500 AU。如果行星系統以相反的方向旋轉,那麼使會形成兩個族群,一個傾斜度較低,另一個傾斜度較高。若有鄰近經過恆星的擾動,天體會產生不同的近日點和傾角,每個都取決於相遇的數量和角度[17]

因此,獲取更多此類對象的樣本將有助確定最有可能的情況[18]米高·布朗於2006年說道:「我稱塞德娜為太陽系最早期的化石記錄。終究而言,當發現到其他化石記錄時,塞德娜可以幫助告訴我們太陽是如何形成的,以及它在形成時接近太陽的恆星數量[19]。」布朗、拉比諾維茨和舒瓦布在2007至2008年期間進行了一項巡天調查,試圖尋找塞德娜假定族群的另一個天體,儘管這項調查對於在1,000AU內的天體移動十分敏感,又發現到候選矮行星2007 OR10,但始終沒有發現新的類塞德娜天體[18]。結合新數據的後續模擬表明,該區域可能存在著大約40個約有塞德娜大小的天體,其中最亮的可以達到鬩神星絕對星等水平(-1.0)[18]

在發現了2015 TG387後,謝潑德等人作出結論:它意味著大約有200萬個內奧爾特雲的天體超過40公里,總質量為1×1022 公斤(是小行星帶質量的數倍)。

參考資料[编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Trujillo, Chadwick A.; Sheppard, Scott S. A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units (PDF). Nature. 2014, 507 (7493): 471–474 [2016-06-29]. Bibcode:2014Natur.507..471T. doi:10.1038/nature13156. (原始内容 (PDF)存档于2014-12-16). 
  2. ^ Sheppard, Scott S. Known Extreme Outer Solar System Objects. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. [2014-04-17]. (原始内容存档于2015-03-25). 
  3. ^ 3.0 3.1 JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 50 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. [2014-10-15]. 
  4. ^ Sheppard, Scott S. Beyond the Edge of the Solar System: The Inner Oort Cloud Population. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. [2014-04-17]. (原始内容存档于2014-03-30). 
  5. ^ 5.0 5.1 Brown, Michael E.; Trujillo, Chadwick A.; Rabinowitz, David L. Discovery of a Candidate Inner Oort Cloud Planetoid (PDF). Astrophysical Journal. 2004, 617 (1): 645–649 [2008-04-02]. Bibcode:2004ApJ...617..645B. arXiv:astro-ph/0404456. doi:10.1086/422095. (原始内容 (PDF)存档于2006-06-27). 
  6. ^ Sheppard, Scott S.; Jewitt, David. Small Bodies in the Outer Solar System (PDF). Frank N. Bash Symposium. University of Texas at Austin. 2005 [2008-03-25]. (原始内容 (PDF)存档于2009年8月4日). 
  7. ^ Morbidelli, Alessandro; Levison, Harold. Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12 (Sedna). Astronomical Journal. 2004, 128 (5): 2564–2576. Bibcode:2004AJ....128.2564M. arXiv:astro-ph/0403358. doi:10.1086/424617. 
  8. ^ Gomes, Rodney S.; Matese, John J.; Lissauer, Jack J. A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects. Icarus. 2006, 184 (2): 589–601. Bibcode:2006Icar..184..589G. doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026. 
  9. ^ Lykawka, Patryk S.; Mukai, Tadashi. An outer planet beyond Pluto and the origin of the trans-Neptunian belt (PDF). Astronomical Journal. 2008, 135: 1161–1200. Bibcode:2008AJ....135.1161L. arXiv:0712.2198. doi:10.1088/0004-6256/135/4/1161. 
  10. ^ 10.0 10.1 Jílková, Lucie; Portegies Zwart, Simon; Pijloo, Tjibaria; Hammer, Michael. How Sedna and family were captured in a close encounter with a solar sibling. MNRAS. 2015. Bibcode:2015MNRAS.453.3157J. arXiv:1506.03105. doi:10.1093/mnras/stv1803. 
  11. ^ MPC list of q > 50 and a > 150. Minor Planet Center. [1= October 2018]. 
  12. ^ Sheppard, Scott; Trujillo, Chadwick; Tholen, David; Kaib, Nathan. A New High Perihelion Inner Oort Cloud Object. 2004. Bibcode:2004ApJ...617..645B. arXiv:1810.00013. 
  13. ^ de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl. Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: signalling the presence of trans-Plutonian planets. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 1 September 2014, 443 (1): L59–L63. Bibcode:2014MNRAS.443L..59D. arXiv:1406.0715. doi:10.1093/mnrasl/slu084. 
  14. ^ JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 30 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. [2016-02-08]. 
  15. ^ Witze, Alexandra. Astronomers spy most distant Solar System object ever. Nature News. 2015-11-10. doi:10.1038/nature.2015.18770. 
  16. ^ de León, Julia; de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl. Visible spectra of (474640) 2004 VN112-2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GTC: evidence for binary dissociation near aphelion among the extreme trans-Neptunian objects. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. May 2017, 467 (1): L66–L70. Bibcode:2017MNRAS.467L..66D. arXiv:1701.02534. doi:10.1093/mnrasl/slx003. 
  17. ^ Schwamb, Megan E. Searching for Sedna's Sisters: Exploring the inner Oort cloud (PDF). Caltech. 2007 [2010-08-06]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-12). 
  18. ^ 18.0 18.1 18.2 Schwamb, Megan E.; Brown, Michael E.; Rabinowitz, David L. A Search for Distant Solar System Bodies in the Region of Sedna. The Astrophysical Journal Letters. 2009, 694 (1): L45–L48. Bibcode:2009ApJ...694L..45S. arXiv:0901.4173. doi:10.1088/0004-637X/694/1/L45. 
  19. ^ [[Cal Fussman Advanced Special characters Help Cite|Fussman, Cal]]. The Man Who Finds Planets. Discover. 2006 [2010-05-22]. (原始内容存档于16 June 2010).  参数|authorlink=值左起第21位存在換行符 (帮助)

外部連結[编辑]