类赛德娜天体

类赛德娜天体(sednoid)是一类具有大半长轴和高近日点海外天体,其轨道类似于矮行星赛德娜。天文学家的共识是,目前已知的类赛德娜天体仅有3个:90377 赛德娜2012 VP113 541132 Leleākūhonua(2015 TG387[1]。这三个天体的近日点都大于60 AU[2]。类赛德娜天体位于太阳系海王星轨道以外的遥远区域,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。一些天文学家[3]将类赛德娜天体视为内欧特云(Inner Oort Cloud,IOC)天体,尽管内欧特云或希尔斯云最初被预测为超过2,000AU,超出了已知三个类赛德娜天体的远日点,

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。

一种定义类赛德娜天体的方法是任何近日点大于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 SY992021 RR205[6],它们的近日点超过50 AU,半长轴超过700 AU。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474640 Alicanto2014 SR3492010 GB174 相同的动力学类别[7][1]

由于其高离心率(大于0.8),类赛德娜天体与那些近日点较高但离心率适中的天体区别开来,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

类赛德娜天体的轨道既不能用现有巨行星摄动[9],也不能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,那么它们的轨道最初一定是圆形;否则,由于星子之间相对速度过大,聚集(即小天体合并成大天体)就不可能发生[10]。它们目前的椭圆轨道可以通过以下几种假说来解释:

  1. 太阳还处于其诞生星团中时,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. 它们很可能是在太阳诞生的星团中,从途径的其他恒星外围捕捉而来的[9][13]
  3. 它们的轨道可能被尚未发现的行星质量天体扰动,比如第九行星[14][15]
  4. 它们的近日点距离可能被太阳系早期暂时存在的流浪行星所提升[16][17]

已知成员

类赛德娜天体[2][18]
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)
近心点幅角(°) 发现年(precovered)
90377 赛德娜 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,三颗已知的类赛德娜天体(粉红色标记)和其他各种极端海外天体的轨道和位置。

这三颗类赛德娜天体,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],使得赛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[13][4]这表明外太阳系中可能存在一个[4]或更多[21]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著±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[22]2013 SY99虽拥有接近于50AU的近日点,但并不视其为类赛德娜天体的一员。

2015年11月10日,V774104被发现,为第三颗类赛德娜天体的候选者,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[23]

2018年10月1日,Leleākūhonua宣布被发现,半长轴为1094 AU,远日点则达到2123 AU,比赛德娜更远。

类赛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。[24]

理论的族群

现时有多个假定机制解释赛德娜的极端轨道,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。如果存在著一颗海外行星,则所有天体的近日点将会大致相同(≈80AU)。假若赛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[25]

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[26]米高·布朗于2006年说道:“我称赛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,赛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[27]。”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,试图寻找赛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赛德娜天体[26]。结合新数据的后续模拟表明,该区域可能存在著大约40个约有赛德娜大小的天体,其中最亮的可以达到阋神星绝对星等水平(-1.0)[26]

在发现了2015 TG387后,谢泼德等人作出结论:它意味著大约有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)。

相关条目

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 Huang, Yukun; Gladman, Brett. Primordial Orbital Alignment of Sednoids. The Astrophysical Journal Letters. February 2024, 962 (2): 6. Bibcode:2024ApJ...962L..33H. arXiv:2310.20614 . doi:10.3847/2041-8213/ad2686 . L33. 
  2. ^ 2.0 2.1 JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 50 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. [2014-10-15]. (原始内容存档于2016-03-05). 
  3. ^ Sheppard, Scott S. Beyond the Edge of the Solar System: The Inner Oort Cloud Population. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. [2014-04-17]. (原始内容存档于2019-03-08). 
  4. ^ 4.0 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 Trujillo, Chadwick A.; Sheppard, Scott S. A Sedna-like body with a perihelion of 80 astronomical units (PDF). Nature. 2014, 507 (7493): 471–474. Bibcode:2014Natur.507..471T. PMID 24670765. S2CID 4393431. doi:10.1038/nature13156. (原始内容存档 (PDF)于2014-12-16). 
  5. ^ Sheppard, Scott S. Known Extreme Outer Solar System Objects. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. [2014-04-17]. (原始内容存档于2019-02-17). 
  6. ^ Sheppard, Scott S. Scott Sheppard Small Body Discoveries. Earth and Planets Laboratory. Carnegie Institution for Science. [10 October 2022]. (原始内容存档于2019-04-24). 
  7. ^ Bannister, Michele; Shankman, Cory; Volk, Katherine. OSSOS: V. Diffusion in the orbit of a high-perihelion distant Solar System object. The Astronomical Journal. 2017, 153 (6): 262. Bibcode:2017AJ....153..262B. S2CID 3502267. arXiv:1704.01952 . doi:10.3847/1538-3881/aa6db5 . 
  8. ^ Sheppard, Scott S.; Trujillo, Chadwick; Tholen, David J. Beyond the Kuiper Belt Edge: New High Perihelion Trans-Neptunian Objects with Moderate Semimajor Axes and Eccentricities. The Astrophysical Journal Letters. July 2016, 825 (1). L13. Bibcode:2016ApJ...825L..13S. S2CID 118630570. arXiv:1606.02294 . doi:10.3847/2041-8205/825/1/L13 . 
  9. ^ 9.0 9.1 Brown, Michael E.; Trujillo, Chadwick A.; Rabinowitz, David L. Discovery of a Candidate Inner Oort Cloud Planetoid (PDF). Astrophysical Journal. 2004, 617 (1): 645–649 [2008-04-02]. Bibcode:2004ApJ...617..645B. S2CID 7738201. arXiv:astro-ph/0404456 . doi:10.1086/422095. (原始内容 (PDF)存档于2006-06-27). 
  10. ^ Sheppard, Scott S.; Jewitt, David. Small Bodies in the Outer Solar System (PDF). Frank N. Bash Symposium. University of Texas at Austin. 2005 [2008-03-25]. (原始内容存档 (PDF)于2010-07-16). 
  11. ^ Morbidelli, Alessandro; Levison, Harold. Scenarios for the Origin of the Orbits of the Trans-Neptunian Objects 2000 CR105 and 2003 VB12 (Sedna). Astronomical Journal. 2004, 128 (5): 2564–2576. Bibcode:2004AJ....128.2564M. S2CID 119486916. arXiv:astro-ph/0403358 . doi:10.1086/424617. 
  12. ^ Pfalzner, Susanne; Bhandare, Asmita; Vincke, Kirsten; Lacerda, Pedro. Outer Solar System Possibly Shaped by a Stellar Fly-by. The Astrophysical Journal. 2018-08-09, 863 (1): 45. Bibcode:2018ApJ...863...45P. ISSN 1538-4357. S2CID 119197960. arXiv:1807.02960 . doi:10.3847/1538-4357/aad23c . 
  13. ^ 13.0 13.1 Jílková, Lucie; Portegies Zwart, Simon; Pijloo, Tjibaria; Hammer, Michael. How Sedna and family were captured in a close encounter with a solar sibling. MNRAS. 2015, 453 (3): 3158–3163. Bibcode:2015MNRAS.453.3157J. arXiv:1506.03105 . doi:10.1093/mnras/stv1803. 
  14. ^ Gomes, Rodney S.; Matese, John J.; Lissauer, Jack J. A distant planetary-mass solar companion may have produced distant detached objects. Icarus. 2006, 184 (2): 589–601. Bibcode:2006Icar..184..589G. doi:10.1016/j.icarus.2006.05.026. 
  15. ^ Lykawka, Patryk S.; Mukai, Tadashi. An outer planet beyond Pluto and the origin of the trans-Neptunian belt. Astronomical Journal. 2008, 135 (4): 1161–1200. Bibcode:2008AJ....135.1161L. S2CID 118414447. arXiv:0712.2198 . doi:10.1088/0004-6256/135/4/1161. 
  16. ^ Gladman, Brett; Chan, Collin. Production of the Extended Scattered Disk by Rogue Planets. The Astrophysical Journal. 2006-06-01, 643 (2). ISSN 0004-637X. doi:10.1086/505214 (英语). 
  17. ^ Huang 黄, Yukun 宇坤; Gladman, Brett. Primordial Orbital Alignment of Sednoids. The Astrophysical Journal Letters. 2024-02-01, 962 (2). ISSN 2041-8205. doi:10.3847/2041-8213/ad2686. 
  18. ^ MPC list of q > 50 and a > 150. Minor Planet Center. [1 October 2018]. (原始内容存档于2019-02-18). 
  19. ^ Lakdawalla, Emily. A second Sedna! What does it mean?. Planetary Society blogs. The Planetary Society. 26 March 2014 [12 June 2019]. (原始内容存档于2019-09-08). 
  20. ^ Buie, Marc W.; Leiva, Rodrigo; Keller, John M.; Desmars, Josselin; Sicardy, Bruno; Kavelaars, J. J.; et al. A Single-chord Stellar Occultation by the Extreme Trans-Neptunian Object (541132) Leleākūhonua. The Astronomical Journal. April 2020, 159 (5): 230. Bibcode:2020AJ....159..230B. S2CID 219039999. arXiv:2011.03889 . doi:10.3847/1538-3881/ab8630 . 230. 
  21. ^ de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl. Extreme trans-Neptunian objects and the Kozai mechanism: signalling the presence of trans-Plutonian planets. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. 1 September 2014, 443 (1): L59–L63 [2016-06-29]. Bibcode:2014MNRAS.443L..59D. arXiv:1406.0715 . doi:10.1093/mnrasl/slu084. (原始内容存档于2015-07-29).  引用错误:带有name属性“Marcos2014”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  22. ^ JPL Small-Body Database Search Engine: a > 150 (AU) and q > 30 (AU) and data-arc span > 365 (d). JPL Solar System Dynamics. [2016-02-08]. (原始内容存档于2016-10-09).  引用错误:带有name属性“jpl-neptune”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  23. ^ Witze, Alexandra. Astronomers spy most distant Solar System object ever. Nature News. 2015-11-10 [2016-06-29]. doi:10.1038/nature.2015.18770. (原始内容存档于2021-02-09). 
  24. ^ de León, Julia; de la Fuente Marcos, Carlos; de la Fuente Marcos, Raúl. Visible spectra of (474640) 2004 VN112-2013 RF98 with OSIRIS at the 10.4 m GTC: evidence for binary dissociation near aphelion among the extreme trans-Neptunian objects. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters. May 2017, 467 (1): L66–L70 [2018-10-05]. Bibcode:2017MNRAS.467L..66D. arXiv:1701.02534 . doi:10.1093/mnrasl/slx003. (原始内容存档于2017-02-12).  引用错误:带有name属性“gtcres”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  25. ^ Schwamb, Megan E. Searching for Sedna's Sisters: Exploring the inner Oort cloud (PDF). Caltech. 2007 [2010-08-06]. (原始内容 (PDF)存档于2013-05-12).  引用错误:带有name属性“sisters”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  26. ^ 26.0 26.1 26.2 Schwamb, Megan E.; Brown, Michael E.; Rabinowitz, David L. A Search for Distant Solar System Bodies in the Region of Sedna. The Astrophysical Journal Letters. 2009, 694 (1): L45–L48. Bibcode:2009ApJ...694L..45S. arXiv:0901.4173 . doi:10.1088/0004-637X/694/1/L45.  引用错误:带有name属性“Schwamb”的<ref>标签用不同内容定义了多次
  27. ^ Fussman, Cal. The Man Who Finds Planets. Discover. 2006 [2010-05-22]. (原始内容存档于16 June 2010).  引用错误:带有name属性“fussman”的<ref>标签用不同内容定义了多次

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外部链接