類塞德娜天體
類塞德娜天體(sednoid)是近日點超過 AU,而且軌道 50半長軸超過 AU的 150海王星外天體[1][2]。目前知道的只有三顆:塞德娜、2012 VP113和2015 TG387,這三顆的近日點都超過 AU 64[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
類塞德娜天體的軌道不能以巨行星的攝動[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:
已知天體
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 | |
541132 | 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°(±38°)。這並非因為 338°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 0°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±55°、並且有超過一年的 340°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 VN112、2013 RF98、2012 VP113、2002 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
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的絕對星等水平(-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×1022 公斤(是小行星帶質量的數倍)。 1
參考資料
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