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NASA哈勃与韦伯天文望远镜首次联手观测:揭示太阳系最远端小天体的演化历史 科学

NASA哈勃与韦伯天文望远镜首次联手观测:揭示太阳系最远端小天体的演化历史
科学家首次联手利用NASA的哈勃太空望远镜(Hubble)和詹姆斯·韦布空间望远镜(James Webb),对太阳系中最遥远的天体——海王星外天体(TNOs)——进行了研究。其中一些天体是迄今为止人类直接观测到的最小、最暗淡的天体。研究人员意外发现,小型海王星外天体的数量少于预期,且这些天体的颜色特征与其体型较大的同类天体遵循相同的规律。

这些天体通常是位于海王星轨道之外、围绕太阳运行的小型、暗淡且富含冰物质的天体。它们大多数的亮度比肉眼可见的天体暗淡一亿倍以上。在周二发表于《天文学杂志》(The Astronomical Journal)的两篇互补论文中,研究团队分析了27个新发现的微小、暗淡海王星外天体的颜色、成分及大小分布。

这类小天体为我们洞察行星形成的早期阶段提供了绝佳视角。在那个阶段,围绕太阳运行的尘埃与碎石盘聚集成城市大小的“微行星”(planetesimals)——即构成行星的固体基石——但尚未合并成完整的行星。而在海王星轨道之外,这一后续合并过程并未发生,从而留下了一群处于冻结状态的微行星。

在迄今为止针对海王星外天体进行的最深空巡天观测中,由加拿大维多利亚大学(University of Victoria)博士生(在加拿大国家研究委员会指导下)和北亚利桑那大学(Northern Arizona University)研究人员分别领导的团队,利用哈勃望远镜观测可见光波段,同时利用韦布望远镜观测红外光波段,对同一片天区进行了联合观测。研究团队测量了这些天体的大小和颜色(颜色如同其表面成分的“指纹”),并确定了它们的轨道参数。

在这些协同观测中,团队研究了两种不同类型的海王星外天体。第一类是动力学上“冷”(dynamically “cold”)的海王星外天体,它们沿着原始的、相对圆形的轨道,在太阳系平面内围绕太阳运行。第二类是动力学上处于“热”状态的海王星外天体(TNOs);它们最初形成于天王星和海王星当前轨道位置之间的区域,但在太阳系演化早期,随着外侧气态巨行星发生轨道迁移,它们被推向了如今所在的更外围区域。这些天体目前运行在高度椭圆的轨道上,并穿梭于太阳系轨道平面内外。
这张由NASA发布的概念图像描绘了一个海王星外天体,这是一个在海王星轨道之外绕太阳运行的小而微弱的冰体。这些物体非常小,即使使用美国宇航局的哈勃和韦伯太空望远镜,它们也只能呈现为微小的光点。