
哈勃、韦伯太空望远镜联手观测位于太阳系最边缘、亮度极微弱的海王星外天体,科学家原预期TNO在过去45亿年会因不断互相碰撞而呈现多样性,观测结果却显示这些小天体颜色、形状、组成惊人相似,代表它们可能许久未经历剧烈碰撞重塑,外太阳系或许比之前想象还要和平。
海王星外天体(TNO)是位于海王星轨道外侧、亮度比肉眼可见物体暗1亿多倍的小天体,包括冥王星、阋神星等。它们也是太阳系“ 活化石”,当太阳系内侧原行星不断碰撞、合并,最终形成我们今天看到的类地行星,太阳系外侧原行星因环境温度低、物质少,碰撞合并过程停滞,TNO因此像被冷冻的半成品,完整保留45亿年前太阳系形成原始资讯。
北美大学、维多利亚大学团队首次利用哈勃太空望远镜、韦伯太空望远镜联手观测TNO,哈勃望远镜负责可见光波段,能精准测量TNO 的“颜色指纹”(表面组成),韦伯望远镜负责红外线波段,能穿透尘埃并侦测极黯淡天体尺寸。
团队主要分析两类天体:维持低倾角、轨道接近圆形的冷TNO,以及因气体巨行星迁移而被推到高倾角、轨道接近椭圆形的热TNOs,模型原本预测这些TNO小天体几十亿年来互相疯狂碰撞,表面应该被撞得面目全非、呈现各异颜色,实际观测却发现不论冷或热TNO变化都极少,颜色、形状、组成几乎一样,代表它们过去很少经历碰撞,或者碰撞后仍以某种方式保存碰撞前原始成分。
共同作者DavidTrilling教授指出,热TNOs即使移至不同轨道,仍保留出生地特征,此外韦伯望远镜观测数据显示2个族群大小分布意 外相似,显示微行星形成过程似乎不受当初盘面冷热或密度差异影响。
韦伯望远镜还在此次观测发现27颗全新TNO,最小直径仅5~10公里,且此类极小TNO天体数量比预测还少。
理解太阳系如何形成是解读其他恒星系统的基础,若TNO显示外太阳系比预期“平静”,那么其他恒星系统位于雪线(SnowLine)以外的冰冻小天体,可能也更容易保留原始组成,这将影响我们搜索系外小行星带或系外古柏带的策略,以及系外行星系统是否稳定或混乱的评估。