类赛德娜天体

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类赛德娜天体是一种海王星外天体,其近日点远远超出古柏断崖47.8 AU。天文学家的共识是,已知这个群体的天体只有4颗:90377 赛德娜2012 VP113 541132 Leleākūhonua(2015 TG387[1]、和2021 RR205。前三颗的近日点都大于60 AU[2]。这些天体位于太阳系中一个明显几乎空旷的空隙之外,与行星之间没有明显的相互作用。它们通常被归类为孤立天体。尽管希尔斯云或内欧特云最初被预测为超过2,000AU,超越了已知的类赛德娜天体的远日点,一些天文学家[3]将类赛德娜天体视为内欧特云天体(OCOs,inner Oort cloud objects)。

三颗已知的类赛德娜天体的轨道,蓝色的圆形轨道是距离太阳30天文单位的海王星轨道。
三颗已知类赛德娜天体的视星等
90377 赛德娜的发现影像,这是第一颗已知的类赛德娜天体。

精确定义类赛德娜天体的一个尝试是任何近日点大于50 AU,并且半长轴大于150 AU的天体[4][5]。 但是,此定义也适用于诸如2013 SY99[6],这些近日点超过 50 AU和半长轴超过700 AU的天体。尽管如此,这些天体被认为不属于类赛德娜天体,而是属于与类赛德娜天体相同的动力学类:474640 Alicanto2014 SR3492010 GB174[7][1]

凭借其高离心率(大于0.8),类赛德娜天体与具有中等离心率的高近日点天体区分开来,这些天体与海王星稳定共振,例如2015 KQ1742015 FJ3456129112004 XR(“Buffy”)、2014 FC722014 FZ71[8]

原因不明的轨道 编辑

类赛德娜天体的轨道既不能用现有巨行星摄动[9],也不是通过与银河潮汐的相互作用来解释[4]。如果它们在现时的位置形成,它们的轨道最初一定是圆形的;否则因为星子之间的大相对速度太过破坏性,就不可能吸积(将较小的天体合并成较大的天体)了[10]。它们目前的椭圆轨道可以用几个假设来解释:

  1. 太阳还嵌在其诞生星团中时,这些天体的轨道和近日点距离可能因附近恒星的经过而“提升”[11][12]
  2. 它们的轨道可能被迄今为止未知的行星大小的天体破坏,比如假设在古柏带之外的第九行星[13][14]
  3. 它们很可能是在诞生太阳的星团中,从经过的恒星外围捕捉到的[9][15]

已知成员 编辑

类赛德娜天体和候选者[2][16]
序号 名称 直径
(公里)
近日点(AU) 半长轴(AU) 远日点(AU) 日心
距离(AU)
近日点引数(°) 发现年(precovered)
90377 赛德娜 995 ± 80 76.06 506 937 85.1 311.38 2003 (1990)
- 2012 VP113 300–1000[17] 80.50 271.5 462 83.65 293.78 2012 (2011)
541132 Leleākūhonua 220[18] 65.16 1085 2126 77.69 118.17 2015 (none)
 
截至2021年,三颗已知的类赛德娜天体(粉红色标记)和其他各种极端海王星外天体的轨道和位置。

这三颗类塞德娜天体,像其他更极端的独立天体一样(半长轴大于150AU,近日点超过海王星轨道的30AU的天体),有相似的方向(近心点幅角)≈ 0°(338°±38°)。这并非因为观测偏差所造成,而是意料之外的,因为与巨行星的交互作用会产生随机的近心点角(ω)[4],使得塞德娜的进动周期可能为四千万年、六千五百万年或者是一百五十亿年不等[15][4]这表明外太阳系中可能存在一个[4]或更多[19]未被发现的摄动星。一个位于250AU的超级地球可以使这些天体环绕着±60°摆动长达数十亿年。低反照率的超级地球有多种可能的配置,使得在这个距离下使它的视星等低于当前所有巡天检测的极限。现时这个假设的超级地球被称为第九行星。其他更大、更遥远的摄动天体亦会因为太微弱,而无法检测到[4]

现时有27个已知半长轴大于150AU的海王星外天体、其近日点位于海王星以外、近心点幅角为340°±55°、并且有超过一年的观察弧[20]2013 SY99虽拥有接近于50AU的近日点,但并不视其为类塞德娜天体的一员。

2015年11月10日,V774104被发现,为第三颗类塞德娜天体的候选者,但是它的观察弧短至只有两周,故而无从得知其近日点是否受到海王星的影响[21]

2018年10月1日,2015 TG387宣布被发现,半长轴为1094 AU,远日点则达到2123 AU,比塞德娜更远。

类塞德娜天体可能构成一个合适的动态类别,但它们可能具有不同的起源;因为(474640) 2004 VN1122013 RF982012 VP1132002 GB32以及2003 HB57的光谱斜率和赛德娜的非常不同。[22]

理论的族群 编辑

现时有多个假定机制解释塞德娜的极端轨道,而每个机制都会在任何更广泛的族群结构和动态上留下明显的标记。如果存在着一颗海王星外行星,则所有天体的近日点将会大致相同(≈80AU)。假若塞德娜是从另一个行星系统所捕获,而该行星系统与太阳系的旋转方向相同,那么族群内所有天体都会以相对较低的倾斜度运行,并且半长轴的范围为100-500 AU。如果行星系统以相反的方向旋转,那么使会形成两个族群,一个倾斜度较低,另一个倾斜度较高。若有邻近经过恒星的扰动,天体会产生不同的近日点和倾角,每个都取决于相遇的数量和角度[23]

因此,获取更多此类对象的样本将有助确定最有可能的情况[24]米高·布朗于2006年说道:“我称塞德娜为太阳系最早期的化石记录。终究而言,当发现到其他化石记录时,塞德娜可以帮助告诉我们太阳是如何形成的,以及它在形成时接近太阳的恒星数量[25]。”布朗、拉比诺维茨和舒瓦布在2007至2008年期间进行了一项巡天调查,试图寻找塞德娜假定族群的另一个天体,尽管这项调查对于在1,000AU内的天体移动十分敏感,又发现到候选矮行星2007 OR10,但始终没有发现新的类塞德娜天体[24]。结合新数据的后续模拟表明,该区域可能存在着大约40个约有塞德娜大小的天体,其中最亮的可以达到阋神星绝对星等水平(-1.0)[24]

在发现了2015 TG387后,谢泼德等人作出结论:它意味着大约有200万个内奥尔特云的天体超过40公里,总质量为1×1022 公斤(是小行星带质量的数倍)。

参考资料 编辑

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外部链接 编辑