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類賽德娜天體

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三顆已知的類賽德娜天體的軌道,藍色的圓形軌道是距離太陽30天文單位的海王星軌道。
三顆已知類賽德娜天體的視星等
90377 賽德娜的發現影像,這是第一顆已知的類賽德娜天體。

類賽德娜天體(sednoid)是一類具有大半長軸和高近日點海外天體,其軌道類似於矮行星賽德娜。天文學家的共識是,目前已知的類賽德娜天體僅有3個:90377 賽德娜2012 VP113 541132 Leleākūhonua(2015 TG387[1]。這三個天體的近日點都大於60 AU[2]。類賽德娜天體位於太陽系海王星軌道以外的遙遠區域,與行星之間沒有明顯的相互作用。它們通常被歸類為孤立天體。一些天文學家[3]將類賽德娜天體視為內歐特雲(Inner Oort Cloud,IOC)天體,儘管內歐特雲或希爾斯雲最初被預測為超過2,000AU,超出了已知三個類賽德娜天體的遠日點,

一種定義類賽德娜天體的方法是任何近日點大於50 AU,並且半長軸大於150 AU的天體[4][5]。 但是,此定義也適用於諸如2013 SY992021 RR205[6],它們的近日點超過50 AU,半長軸超過700 AU。儘管如此,這些天體被認為不屬於類賽德娜天體,而是屬於與474640 Alicanto2014 SR3492010 GB174 相同的動力學類別[7][1]

由於其高離心率(大於0.8),類賽德娜天體與那些近日點較高但離心率適中的天體區別開來,這些天體與海王星穩定共振,例如2015 KQ1742015 FJ3456129112004 XR(「Buffy」)、2014 FC722014 FZ71[8]

原因不明的軌道

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類賽德娜天體的軌道既不能用現有巨行星攝動[9],也不能通過與銀河潮汐的相互作用來解釋[4]。如果它們在現時的位置形成,那麼它們的軌道最初一定是圓形;否則,由於星子之間相對速度過大,聚集(即小天體合併成大天體)就不可能發生[10]。它們目前的橢圓軌道可以通過以下幾種假說來解釋:

  1. 太陽還處於其誕生星團中時,這些天體的軌道和近日點距離可能因附近恆星的經過而提升[11][12]
  2. 它們很可能是在太陽誕生的星團中,從途徑的其他恆星外圍捕捉而來的[9][13]
  3. 它們的軌道可能被尚未發現的行星質量天體擾動,比如第九行星[14][15]
  4. 它們的近日點距離可能被太陽系早期暫時存在的流浪行星所提升[16][17]

已知成員

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類賽德娜天體[2][18]
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)
近心點幅角(°) 發現年(precovered)
90377 賽德娜 995 ± 80 76.06 506 937 85.1 311.38 2003 (1990)
- 2012 VP113 300–1000[19] 80.50 271.5 462 83.65 293.78 2012 (2011)
541132 Leleākūhonua 220[20] 65.16 1085 2126 77.69 118.17 2015 (none)
截至2021年,三顆已知的類賽德娜天體(粉紅色標記)和其他各種極端海外天體的軌道和位置。

這三顆類賽德娜天體,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)[4],使得賽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[13][4]這表明外太陽系中可能存在一個[4]或更多[21]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[4]

現時有27個已知半長軸大於150AU的海外天體、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[22]2013 SY99雖擁有接近於50AU的近日點,但並不視其為類賽德娜天體的一員。

2015年11月10日,V774104被發現,為第三顆類賽德娜天體的候選者,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[23]

2018年10月1日,Leleākūhonua宣布被發現,半長軸為1094 AU,遠日點則達到2123 AU,比賽德娜更遠。

類賽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。[24]

理論的族群

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現時有多個假定機制解釋賽德娜的極端軌道,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。如果存在著一顆海外行星,則所有天體的近日點將會大致相同(≈80AU)。假若賽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[25]

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[26]米高·布朗於2006年說道:「我稱賽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,賽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[27]。」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,試圖尋找賽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賽德娜天體[26]。結合新數據的後續模擬表明,該區域可能存在著大約40個約有賽德娜大小的天體,其中最亮的可以達到鬩神星絕對星等水平(-1.0)[26]

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)。

相關條目

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參考資料

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外部連結

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