最遠(yuǎn)的太陽(yáng)系天體被確認(rèn)!太陽(yáng)系范圍再次擴(kuò)大,它的邊界在哪里?
在1781年之前,人類(lèi)還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)天王星。那個(gè)時(shí)候,人們以為太陽(yáng)系的邊界就是土星軌道。隨著望遠(yuǎn)鏡越來(lái)越先進(jìn),人類(lèi)也可以看到越來(lái)越遠(yuǎn)的星空。當(dāng)天王星,海王星和冥王星相繼被發(fā)現(xiàn),太陽(yáng)系的范圍也隨之不斷地?cái)U(kuò)大。2019年1月1日,NASA的新地平線號(hào)探測(cè)器飛掠我國(guó)天文學(xué)家在1997年發(fā)現(xiàn)的柯伊伯帶小天體天涯海角星(2014MU69),這是迄今為止人類(lèi)探測(cè)器近距離探測(cè)的最遙遠(yuǎn)天體。不過(guò),天涯海角星絕不是太陽(yáng)系最遙遠(yuǎn)的天體,人類(lèi)迄今為止發(fā)現(xiàn)的最遙遠(yuǎn)天體,還在更加遙遠(yuǎn)的地方。它和我們的距離大約是66億公里,而科學(xué)家們剛剛確認(rèn),有一顆小天體比它更加遙遠(yuǎn),其距離是天涯海角星的整整2倍!直到今天,它仍然是已知最遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)系天體。2018年,美國(guó)天文學(xué)家Scott Sheppard、David Tholen和Chad Trujillo首次發(fā)現(xiàn)了這個(gè)天體,并在次年2月宣布了這一發(fā)現(xiàn)。當(dāng)時(shí),天文學(xué)家們給它起了一個(gè)臨時(shí)的名字——2018 AG37。根據(jù)國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)的規(guī)定,它的正式名稱還沒(méi)有確定。(圖片說(shuō)明:FarFarOut在2018年7月被發(fā)現(xiàn)的圖像)觀測(cè)結(jié)果表明,這顆天體當(dāng)時(shí)距離太陽(yáng)132個(gè)天文單位(即日地距離的132倍,約198億公里),和太陽(yáng)的平均距離約為101億個(gè)天文單位。相比之下,冥王星的平均距離也只有39個(gè)天文單位,可見(jiàn)2018 AG37的距離有多遙遠(yuǎn),因此天文學(xué)家也給它起了一個(gè)綽號(hào)——FarFarOut。有趣的是,在同年被發(fā)現(xiàn)的另一顆小天體,因?yàn)闆](méi)有它遙遠(yuǎn),所以只能被稱為FarOut。如果未來(lái)發(fā)現(xiàn)更遙遠(yuǎn)的天體,會(huì)不會(huì)被稱為FarFarFarOut呢……和冥王星一樣,F(xiàn)arFarOut的軌道也是一個(gè)離心率極高的橢圓形。進(jìn)一步的觀測(cè),讓天文學(xué)家們對(duì)它的軌道有了一個(gè)更加完整和細(xì)致的認(rèn)識(shí)。計(jì)算結(jié)果表明,F(xiàn)arFarOut最遠(yuǎn)的時(shí)候距離太陽(yáng)可達(dá)175個(gè)天文單位,而最近的時(shí)候竟只有27個(gè)天文單位。也就是說(shuō),它的近日點(diǎn)甚至在海王星軌道以內(nèi)!這也是柯伊伯帶小天體中非常普遍的現(xiàn)象,冥王星也是如此。這些柯伊伯帶天體的詭異運(yùn)行規(guī)律,隱藏著許多重要的信息,可以幫助天文學(xué)家了解那里的一些情況,甚至是尋找可能存在的第九大行星。北亞利桑那大學(xué)的天文學(xué)家Chad Trujillo介紹:“FarFarOut極有可能在很久以前曾經(jīng)十分接近海王星,結(jié)果被甩到了外太陽(yáng)系。在未來(lái),F(xiàn)arFarOut仍然有可能與海王星相互作用,因?yàn)樗鼈兊能壍肋€是相交的。”(圖片說(shuō)明:FarFarOut的藝術(shù)假想圖)即便今天得到了這些觀測(cè)結(jié)果,但不得不承認(rèn)的是,我們對(duì)于FarFarOut的了解仍然非常少。觀測(cè)結(jié)果表明,F(xiàn)arFarOut的直徑大約只有400公里,觀測(cè)難度非常大。盡管我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)并且確認(rèn)了它的存在,但是在發(fā)現(xiàn)它的2年時(shí)間內(nèi),天文學(xué)家也只有9次觀測(cè)到了它。實(shí)際上,在這個(gè)距離下,連它的直徑也是天文學(xué)家根據(jù)它的亮度來(lái)推測(cè)的。換句話說(shuō),如果它的形狀和我們想象的不一樣,那么尺寸和質(zhì)量恐怕也會(huì)和理論數(shù)字有巨大的差異。而且,對(duì)于這樣的尺寸來(lái)說(shuō),具有不規(guī)則形狀的概率還是比較高的。如果最終證明它是個(gè)比現(xiàn)在推測(cè)大得多的不規(guī)則小天體,天文學(xué)家也不會(huì)感到意外。(圖片說(shuō)明:柯伊伯帶天體藝術(shù)圖)由于觀測(cè)數(shù)據(jù)不夠豐富,天文學(xué)家對(duì)它的軌道數(shù)據(jù)也并不完全確定。目前來(lái)說(shuō),他們認(rèn)為FarFarOut的公轉(zhuǎn)周期是800年左右,也就是冥王星軌道周期(248年)的3倍多一點(diǎn),但也有可能最終證實(shí)它的公轉(zhuǎn)周期比現(xiàn)在認(rèn)為的還要長(zhǎng)一倍,或者短得多。夏威夷大學(xué)馬諾亞分校的天文學(xué)家David Tholen指出:“FarFarOut繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)一圈耗時(shí)近千年,正是因?yàn)檫@個(gè),它在天空中的移動(dòng)顯得極慢,這就導(dǎo)致我們需要花幾年的時(shí)間來(lái)進(jìn)行觀測(cè),才可以確定其精確的軌跡。”(圖片說(shuō)明:太陽(yáng)系天體距離示意圖)多年以來(lái),Sheppard、Tholen和Trujillo三人一直致力于對(duì)外太陽(yáng)系的觀測(cè)和研究,他們希望發(fā)現(xiàn)的不僅僅是像FarFarOut這樣的小天體,而是一個(gè)更加巨大的目標(biāo)——傳說(shuō)中的第九大行星。正如前面所說(shuō),柯伊伯帶天體的運(yùn)行規(guī)律和內(nèi)太陽(yáng)系的天體非常不同,很多人都認(rèn)為這是第九大行星干擾的結(jié)果。當(dāng)然,也有可能太陽(yáng)系內(nèi)并不存在第九大行星,但他們的觀測(cè)工作也不是徒勞無(wú)功的,畢竟FarFarOut就是在這個(gè)過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)的。甚至在尋找第九大行星的過(guò)程中,天文學(xué)家們還會(huì)意外發(fā)現(xiàn)內(nèi)太陽(yáng)系的天體,比如12顆新的木星衛(wèi)星以及20顆新的土星衛(wèi)星。而隨著他們以及其他天文學(xué)家觀測(cè)工作進(jìn)一步的開(kāi)展和更加先進(jìn)的觀測(cè)設(shè)備投入使用,我們勢(shì)必會(huì)發(fā)現(xiàn)更加遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)系天體。太陽(yáng)系的邊界到底在哪里?如果按照太陽(yáng)引力的范圍來(lái)算,可能會(huì)延伸到1-2光年以外甚至更遠(yuǎn)。因此,即使是發(fā)現(xiàn)1光年以外的太陽(yáng)系天體,也是很正常的。實(shí)際上,從某種意義上來(lái)講,比FarFarOut更加遙遠(yuǎn)的天體已經(jīng)被人類(lèi)發(fā)現(xiàn)了——- 小行星塞德娜:是Trujillo和其他人在2003年共同發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)距離我們約100個(gè)天文單位,跟觀測(cè)結(jié)果表明,它的軌道遠(yuǎn)日點(diǎn)甚至在800個(gè)天文單位(約1200億公里)的位置上;
- 2014FE72:遠(yuǎn)日點(diǎn)比塞德娜更加遙遠(yuǎn),甚至可能在3000個(gè)天文單位之外;
- 長(zhǎng)周期彗星:太陽(yáng)系內(nèi)還有一些長(zhǎng)周期彗星,我們一生之中可能連一個(gè)都看不見(jiàn),但是據(jù)天文學(xué)家以往的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明,它們可能來(lái)自于最遙遠(yuǎn)的奧爾特云,也就是約20000個(gè)天文單位(約30000億公里)的位置上!
總之,F(xiàn)arFarOut只是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)目前最遙遠(yuǎn)的太陽(yáng)系天體,而太陽(yáng)引力如此之廣,在它以外還有無(wú)數(shù)天體等待著被發(fā)現(xiàn),它們甚至可能在2光年以外。至于傳說(shuō)中的第九大行星是否真的存在,目前仍然是個(gè)未解之謎……
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