天文学家发现柯伊伯带“三体”系统
2025/04/15 | via. 媒体 美国趣味科学网站
新的研究表明,被称为寰神星(Altjira)系统的位于柯伊伯带的一对天体,实际上可能由三个独立的天体组成,它们以复杂的三重轨道相互绕行。这种罕见的轨道结构通常被称为“三体问题”。
天文学家可能刚刚发现了“三体问题”的一个罕见例子,它隐藏在太阳系最遥远行星之外的显眼位置。研究人员说,如果这一观测结果得到证实,就意味着在我们宇宙邻近区域的外围可能隐藏着更多的宇宙三星系统。
早在2001年,天文学家在柯伊伯带距地球约60亿公里的地方发现了一个双星系统,它由两个大型天体组成,它们环绕彼此进行轨道运行。柯伊伯带位于海王星轨道之外,是一个由小行星、彗星和矮行星组成的环,其中包括冥王星。
这两个冰冷的岩石天体合并称为148780寰神星,相隔约7600公里,大约是地球与月球之间距离的五十分之一。
但是,研究人员在美国《行星科学杂志》3月初刊登的一篇最新研究报告中提出,寰神星系统中的处于内部位置的天体实际上是一对较小的天体,它们彼此非常靠近,从而(与外部位置的天体一道)形成一个三星系统。
研究团队将哈勃空间望远镜拍摄的图像与位于夏威夷州冒纳凯阿火山的凯克天文台在17年里收集的数据相结合,得出了这一结论。这揭示了寰神星系统外部位置的天体在轨道上的微妙变化,表明它是被两个天体而非一个天体的引力所牵引。不过,寰神星系统距离太遥远,人类无法在视觉上确认处于该系统内部位置的是两个天体。
研究报告第一作者、美国杨伯翰大学的天文学家马娅·内尔森在美国国家航空航天局(NASA)的一份声明中说:“(在比较不同的建模场景时,)三星系统是最合适的。”不过,她补充说,该系统内部位置的天体也有可能是一个“接触式双星系统”(即两个天体相互接触,作为一个实体运行),或者是“实际上异常平坦的样子,就像一个煎饼”。
研究人员写道,在接下来的10年里,寰神星系统将处于“食季”。在这期间,该系统的外部天体将经常位于内部天体与太阳之间,这可以让人们更详细地观察其轨道轨迹。
这段时间,詹姆斯·韦布空间望远镜也计划探索寰神星系统。据NASA说,该望远镜可能会以其无与伦比的图像分辨能力最终结束这场争论。当三个质量接近的天体环绕彼此进行轨道运行,计算它们运动轨迹所涉及的数学变得极具挑战性,几乎没有出错的余地。这意味着某个天体轨迹的极微小变化就会使整个系统失去平衡。
NASA的代表在声明中说:“数世纪以来,预测三个受相互间引力约束的天体如何在太空中运动的难题一直困扰着数学家。”这通常被称为三体问题,而三体问题也是一部流行科幻小说及其同名电视剧的灵感来源。