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類賽德娜天體

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三顆已知的類賽德娜天體的軌道,藍色的圓形軌道是距離太陽30天文單位的海王星軌道。
三顆已知類賽德娜天體的視星等
90377 賽德娜的發現影像,這是第一顆已知的類賽德娜天體。

類賽德娜天體(sednoid)是一類具有大半長軸和高近日點海外天體,其軌道類似於矮行星賽德娜。天文學家的共識是,目前已知的類賽德娜天體僅有3個:90377 賽德娜2012 VP113 541132 Leleākūhonua(2015 TG387[1]。這三個天體的近日點都大於60 AU[2]。類賽德娜天體位於太陽系海王星軌道以外的遙遠區域,與行星之間沒有明顯的相互作用。它們通常被歸類為孤立天體。一些天文學家[3]將類賽德娜天體視為內歐特雲(Inner Oort Cloud,IOC)天體,儘管內歐特雲或希爾斯雲最初被預測為超過2,000AU,超出了已知三個類賽德娜天體的遠日點,

一種定義類賽德娜天體的方法是任何近日點大於50 AU,並且半長軸大於150 AU的天體[4][5]。 但是,此定義也適用於諸如2013 SY992021 RR205[6],它們的近日點超過50 AU,半長軸超過700 AU。儘管如此,這些天體被認為不屬於類賽德娜天體,而是屬於與474640 Alicanto2014 SR3492010 GB174 相同的動力學類別[7][1]

由於其高離心率(大於0.8),類賽德娜天體與那些近日點較高但離心率適中的天體區別開來,這些天體與海王星穩定共振,例如2015 KQ1742015 FJ3456129112004 XR(「Buffy」)、2014 FC722014 FZ71[8]

原因不明的軌道

類賽德娜天體的軌道既不能用現有巨行星攝動[9],也不能通過與銀河潮汐的相互作用來解釋[4]。如果它們在現時的位置形成,那麼它們的軌道最初一定是圓形;否則,由於星子之間相對速度過大,聚集(即小天體合併成大天體)就不可能發生[10]。它們目前的橢圓軌道可以通過以下幾種假說來解釋:

  1. 太陽還處於其誕生星團中時,這些天體的軌道和近日點距離可能因附近恆星的經過而提升[11][12]
  2. 它們很可能是在太陽誕生的星團中,從途徑的其他恆星外圍捕捉而來的[9][13]
  3. 它們的軌道可能被尚未發現的行星質量天體擾動,比如第九行星[14][15]
  4. 它們的近日點距離可能被太陽系早期暫時存在的流浪行星所提升[16][17]

已知成員

類賽德娜天體[2][18]
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)
近心點幅角(°) 發現年(precovered)
90377 賽德娜 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,三顆已知的類賽德娜天體(粉紅色標記)和其他各種極端海外天體的軌道和位置。

這三顆類賽德娜天體,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°(338°±38°)。這並非因為觀測偏差所造成,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)[4],使得賽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[13][4]這表明外太陽系中可能存在一個[4]或更多[21]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[4]

現時有27個已知半長軸大於150AU的海外天體、其近日點位於海王星以外、近心點幅角為340°±55°、並且有超過一年的觀察弧[22]2013 SY99雖擁有接近於50AU的近日點,但並不視其為類賽德娜天體的一員。

2015年11月10日,V774104被發現,為第三顆類賽德娜天體的候選者,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[23]

2018年10月1日,Leleākūhonua宣布被發現,半長軸為1094 AU,遠日點則達到2123 AU,比賽德娜更遠。

類賽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 VN1122013 RF982012 VP1132002 GB32以及2003 HB57的光譜斜率和賽德娜的非常不同。[24]

理論的族群

現時有多個假定機制解釋賽德娜的極端軌道,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。如果存在著一顆海外行星,則所有天體的近日點將會大致相同(≈80AU)。假若賽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[25]

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[26]米高·布朗於2006年說道:「我稱賽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,賽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[27]。」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,試圖尋找賽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賽德娜天體[26]。結合新數據的後續模擬表明,該區域可能存在著大約40個約有賽德娜大小的天體,其中最亮的可以達到鬩神星絕對星等水平(-1.0)[26]

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1×1022 公斤(是小行星帶質量的數倍)。

相關條目

參考資料

  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可免費查閱. doi:10.3847/2041-8213/ad2686可免費查閱. 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]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔於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. (原始內容存檔 (PDF)於2014-12-16). 
  5. ^ Sheppard, Scott S. Known Extreme Outer Solar System Objects. Department of Terrestrial Magnetism, Carnegie Institution for Science. [2014-04-17]. (原始內容存檔於2019-02-17). 
  6. ^ Sheppard, Scott S. Scott Sheppard Small Body Discoveries. Earth and Planets Laboratory. Carnegie Institution for Science. [10 October 2022]. (原始內容存檔於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可免費查閱. doi:10.3847/1538-3881/aa6db5可免費查閱. 
  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可免費查閱. doi:10.3847/2041-8205/825/1/L13可免費查閱. 
  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可免費查閱. doi:10.1086/422095. (原始內容 (PDF)存檔於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]. (原始內容存檔 (PDF)於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可免費查閱. 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可免費查閱. doi:10.3847/1538-4357/aad23c可免費查閱. 
  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可免費查閱. 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可免費查閱. 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 (英語). 
  17. ^ Huang 黃, 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]. (原始內容存檔於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]. (原始內容存檔於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可免費查閱. doi:10.3847/1538-3881/ab8630可免費查閱. 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可免費查閱. doi:10.1093/mnrasl/slu084. (原始內容存檔於2015-07-29).  引用錯誤:帶有name屬性「Marcos2014」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  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]. (原始內容存檔於2016-10-09).  引用錯誤:帶有name屬性「jpl-neptune」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  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. (原始內容存檔於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可免費查閱. doi:10.1093/mnrasl/slx003. (原始內容存檔於2017-02-12).  引用錯誤:帶有name屬性「gtcres」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  25. ^ Schwamb, Megan E. Searching for Sedna's Sisters: Exploring the inner Oort cloud (PDF). Caltech. 2007 [2010-08-06]. (原始內容 (PDF)存檔於2013-05-12).  引用錯誤:帶有name屬性「sisters」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  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可免費查閱. doi:10.1088/0004-637X/694/1/L45.  引用錯誤:帶有name屬性「Schwamb」的<ref>標籤用不同內容定義了多次
  27. ^ Fussman, Cal. The Man Who Finds Planets. Discover. 2006 [2010-05-22]. (原始內容存檔於16 June 2010).  引用錯誤:帶有name屬性「fussman」的<ref>標籤用不同內容定義了多次

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外部連結