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天文学家逐步揭开柯伊伯带奥秘

天文学家借助新一代望远镜,如智利的薇拉·C·鲁宾天文台和詹姆斯·韦伯太空望远镜,正在深入探索柯伊伯带的未知领域。最新研究确认了44天文单位处的'内核'结构,并发现43天文单位处可能存在新'内内核'。科学家推测这些结构可能与海王星40亿年前的迁移有关,同时仍在寻找潜在的第九行星或更近的Planet Y。该区域突然在50天文单位处消失的'柯伊伯悬崖'现象仍待解析。

天文学家逐步揭开柯伊伯带奥秘

智利薇拉·C·鲁宾天文台已启动其旗舰项目——时空遗产巡天(LSST),预计将使柯伊伯带天体(KBO)数量从当前的4000个增至4万个。詹姆斯·韦伯太空望远际(JWST)等新一代观测设施将协同推进该区域研究。

结构发现与海王星迁移

亚利桑那大学教授Renu Malhotra指出,LSST将填补太阳系边缘认知空白。普林斯顿大学团队在2025年研究中通过分析1650个KBO,不仅确认了44天文单位处的原始'内核'结构,还发现43天文单位处可能存在新'内内核'。加拿天文台天文学家Wes Fraser以'雪地推车效应'类比解释这一现象,认为海王星40亿年前的迁移可能形成了这些天体集群。

隐藏行星的探索

科学家仍在寻找可能存在的Planet Nine或更近的Planet Y。Planet Nine假设存在于数百天文单位之外,若存在其引力或可解释柯伊伯带天体的异常轨道。Planet Y则可能位于80-200天文单位之间,与地球成分差异显著。Fraser强调,即使未发现预期行星,对天体数量的统计仍能验证行星形成模型的准确性。

边界谜题待解

柯伊伯带在50天文单位处突然消失的'柯伊伯悬崖'引发学界关注。Fraser团队2024年发现100天文单位可能存在未确认天体群体。若证实该结构将改变太阳系与其他恒星系统的对比认知,目前观测数据显示太阳系的碎片带规模远小于其他系统。

研究意义

普林斯顿大学Amir Siraj表示,柯伊伯带是研究太阳系早期历史的天然时间胶囊。Malhotra指出,鲁宾天文台的数据将极大提升该区域天体普查精度,可能揭示人类尚未想象的星际结构。

编辑点评

这项研究对国际科学界具有重要价值,其揭示的柯伊伯带动态过程可能重塑人类对太阳系形成机制的理解。"跳跃海王星"假说与新发现的天体集群相互印证,为行星迁移理论提供了关键证据。同时,Planet Nine和Planet Y的探索涉及天体物理学与星际物质研究的前沿领域,若突破将影响航天工程轨道设计与深空探测技术发展。值得注意的是,该区域研究对半导体材料在极低温环境的表现、深空通信技术等产业领域也有潜在启示,可能推动相关科技产业链的升级。从全球科技竞争视角,美国主导的望远镜项目再次彰显其在深空观测领域的技术优势,而中国空间站望远镜等项目的进展或将在此领域形成新的国际竞争格局。

相关消息:https://www.wired.com/story/astronomers-are-closing-in-on-the-kuiper-belts-secrets/