被发现的新星被称为海王星外天体即TNOs。天文学家从刚刚结束了6年的对暗能量巡天的观测中得出数据,并在我们太阳系的寒冷外围找到100多颗新星。
由于海王星外的旋转产生的计算机概念我们称之为妊神星。这些小行星由于高速旋转呈椭球状;它的“一日”只有不到4个小时,然而它的“年”——或者说围绕太阳的轨道大约持续285个地球年。妊神星也被证明有一环和两个小卫星。图片由斯蒂芬妮·胡佛提供,维基共享。
前文描述的像妊神星这样的天体是较小的行星,称为海外天体或TNOs。它们在海王星以外的太阳系外围寒冷的轨道中运转,绕太阳公转一次需要数百年的时间,估计大约有70,000个海外天体,每个跨越至少60英里(100公里)。
本月,宾夕法尼亚大学的天文学家宣布,他们已经成功发现了100多个新的海外天体。
就像所有已知太阳系中的行星,卫星和小行星一样,这些小世界中的每一个肯定都是独一无二的。这项新研究还概述了一种寻找更多未知世界的新方法。最新发现发表在2020年3月经过同行评审的《天文学报副刊丛书》上。
利用暗能量巡天计划(DES)的数据发现这些,暗能量巡天计划在今年1月刚刚完成了6年的观测。顾名思义,DES的重点是研究暗能量,但它也很适合发现TNOs海王星以外的海外天体和其他较小的太阳系天体。DES通常着眼于星系和超新星,因此研究人员需要设计一种新方法来跟踪更小,更近的物体的运动轨迹。
此项研究的负责人研究生佩德罗·贝纳迪内里(Pedro Bernardinelli)在一份声明中说:“专用海外天体测量有一种方法可以观察天体的运动轨迹,并且很容易追踪到它们。我们在本论文中所做的关键事情之一是找到一种方法来复原这些天体运动轨迹。从头四年开始在DES数据集中发现的新海外天体的位置。轮廓线显示了DES的搜索范围,每个点的颜色以天文单位显示了天体的距离(一个AU代表太阳地球距离,即9300万英里或1.5亿公里)。其中两次检测超过90 AU,相距80亿英里(130亿公里)。
团队成员Gary Bernstein补充说:“图片来自Pedro Bernardinelli / Penn Today。”
你可以找到的海外天体数量取决于你看多少次天空,可以找到最微弱的东西是什么。
DES数据最初四年的图像包含了700亿个“点”,这些“点”是DES软件探测到的所有可能的天体。但它们中许多可能是数据错误,或者更大更远的天体如恒星、超新星、星系。贝拉尔迪内利去除了每晚都出现在同一位置的天体后,将范围缩小至2200万。接着,他试图寻找这些天体是否成对或形成三体,这将帮助科学家们了解这些天体在随后的夜晚中会出现在哪。
这一过程将可能的天体进一步削减至400个。贝拉尔迪内利说:“我们有了候选天体,接下来我们得确定它们是真实存在的。”
最大的外海王星天体大小比较,其中包括冥王星。图片来自莱斯康/维基百科
然而其中一些候选天体仍可能不是真正的外海王星天体,那么应该如何断定呢?
随后科学家们寻找感兴趣天体的更多图片。根据伯恩斯坦的说法:假定我们在六个不同的晚上发现了一些东西。实际上对于那里的外海王星天体,我们在25个不同的晚上发现了它们。意思是在图像中那个天体应该出现的地方,它其实不能被算上是一个点。
另一个寻找真正外海王星天体的方法是堆叠图片,创造出一个更清晰的图像。这有助于从假的天体中识别出真的天体。贝拉尔迪内利说:“保证我们找到的是我们想找到的是最艰难的部分。”
最后,科学家从DES数据中找到了316个确认的外海王星天体,其中145个是新发现的,而不是以前发现的。这些外海王星天体的距离是地球到太阳距离的30-90倍。与其相比,最有名的外海王星天体冥王星的距离是地球到太阳距离的的40倍。
位于智利托洛洛山美洲天文台的布兰科望远镜,该望远镜利用暗能量照相机(DECam)进行暗能量探测(DES)。图片来自今天的雷达Haha/Fermilab/Penn。
总的来说,发现超过300个海外天体是令人惊叹的,尤其对于一项甚至没把发现它们作为首要目标的探测。研究人员认为,一旦重新对整个数据集进行分析,将有可能在DES数据中发现多达500个海外天体。此外,同样的技术也可应用于其他的天文探测,比如新的维拉.C.鲁宾天文台。贝尓纳迪内利说:我们开发的许多程序都可轻松应用于其他的大型数据集,就像鲁宾天文台制作的那样。
这些数据集甚至可能帮助科学家最终找到长期以来广受追捧的第九行星—一颗处于冥王星之外,恒星系统最远端的绕太阳运行的海王星般大小的假想巨行星。
根据对新发现海外天体轨道的研究,研究人员很可能最终确定第九行星的位置,如果它确实存在的话。伯恩斯坦说,目前关于太阳系中曾经存在而今不再存在的巨行星,或遥远而巨大但又太微弱以至不易被我们注意到的行星,有许多不同的声音,制作目录是相当有趣的发现部分。然后当你建立了这样的资源,就可以将你所发现的和他人理论中你应该发现的进行比较。
宾夕法尼亚大学的佩德罗.贝尓纳迪内利,领导这项新的海外天体研究。图片来自暗能量探测(DES)
即使无法发现第九行星,这些迷人的小世界数据集将提供大量它们和其他天体如何形成的新的信息—卫星,小行星及彗星,这些在太阳系早期首次形成的天体。
概要:研究人员利用暗能量探测(DES)已发现超过100个新的海王星外的小行星,它们统称海外天体,或TNOs
海王星外天体(trans-Neptunian object, TNO),也写作transneptunian object,是太阳系中任何小行星或矮行星,它们围绕太阳的平均距离比半长轴为30.1个天文单位(AU)的海王星还要大。
通常,TNOs被进一步划分传统和共振柯伊伯带天体、离散盘天体和最遥远的独立天体。
截至2018年10月,小行星目录包括528颗编号的小行星和2000多颗未编号的海王星外天体。
第一颗被发现的海王星外天体是1930年的冥王星。直到1992年,人们才发现了第二个绕太阳公转的外海王星天体,即小行星15760。
已知质量最大的海王星外天体是厄里斯,其次是冥王星、妊神星、鸟神星和共工。
在海王星外天体的轨道上发现的小行星已经超过80颗。海王星外天体的颜色也有所不同,可以是灰蓝色(BB)或红色(RR)。它们被认为是由岩石、无定形碳和像是水和甲烷混合物组成,并涂有有托林等有机化合物的挥发性冰。
已经发现了12颗半长轴超过150天文单位且近日点远于30天文单位的海王星外天体,它们被称为超海王星外天体即ETNO。
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