哈勃韦布望远镜联手观测发现，太阳系小型天体仍保留原始样貌

9 月 14 日消息，哈勃空间望远镜与詹姆斯 · 韦布空间望远镜联手，对太阳系中一些体积最小、距离最远的天体开展了观测。

研究发现，这些微小天体的演化历史远比我们此前预想的更加扑朔迷离。

两台在轨天文台一共发现了 27 颗新的海外天体（TNO），全部天体直径都不足 25 英里（40 千米），其中最小的一颗直径仅 6 英里（10 千米）。

顾名思义，海外天体在远于海王星的轨道上环绕太阳运行。

一部分海外天体诞生于这片遥远区域，是太阳系形成初期的微小星子，没能进一步发育成为行星。

以往关于海外天体形成的模型推测，这些天体长期遭受大量撞击，撞击会搅混表层物质，使得它们的成分，也就是外观颜色，会和体积更大的海外天体存在差异。

然而，由两名博士研究生 —— 北亚利桑那大学的阿纳斯塔西娅 · 摩根（Anastasia Morgan）与维多利亚大学的玛丽埃勒 · 爱德华多（Marielle Eduardo）主导的最新观测，得出了相反结论：这些小型海外天体的状态，依旧保留着诞生之初的原始样貌。

负责颜色与成分分析的摩根在一份声明中表示：“可以设想这样一种情景：天体不断受到撞击、碎裂，表层成分随之改变，那么小型海外天体的表面颜色，就会和体积更大的同类天体不一样。

因此，看到这些最小天体以某种方式‘记住’并保存自身的形成历史，实在令人惊叹。

”

原生于柯伊伯带的海外天体，沿着接近正圆的轨道环绕太阳运行，轨道平面和黄道面齐平。

黄道面是一个假想的扁平“盘面”，行星和其他天体都在这个盘面上围绕太阳公转。

这类天体被称为动力学“冷”天体，自诞生以来轨道几乎没有发生变动。

另一部分海外天体则形成于第七、第八颗行星，也就是天王星与海王星之间。

但在它们被尚在成长的两颗行星吞噬之前，引力共振将它们抛射到海王星以外的遥远空间，共同构成了“离散盘”。

这片区域内天体的轨道呈高度拉长的椭圆，并且轨道面相对太阳系平面有很大倾角。

这类海外天体被称作动力学“热”天体。

但即便是这类“热”海外天体，表层成分似乎也没有发生改变。

北亚利桑那大学的戴维 · 特里林（David Trilling）说：“这些动力学热海外天体，即便后续轨道被打乱，依旧保留着诞生地的物质特征。

”

这引出了两种出人意料的可能性：要么是在远离太阳的区域，撞击事件的数量远低于天文学家此前的预估，但这和我们对该区域天体数密度的认知不符；要么撞击与碰撞确实存在，但出于某些原因，并没有像预期那样严重破坏小型海外天体的表层。

借助詹姆斯 · 韦布空间望远镜（JWST）的红外观测能力，玛丽埃勒 · 爱德华多得以测算这批海外天体的尺寸分布。

在可见光波段观测时，海外天体的亮度一部分取决于表面反光能力，也就是反照率。

同等距离下，一颗成分反光弱的大天体，看上去可能比覆盖光亮冰层的小天体更加暗淡。

而在红外波段，天体亮度主要由自身尺寸决定，这让研究人员可以精准测出这 27 颗海外天体的直径。

令人意外的是，极小尺寸海外天体的数量，比天体形成模型预测的更少。

爱德华多表示：“非常有意思的是，尽管冷、热两类天体诞生于早期太阳系的不同区域，但星子形成过程最终产出的尺寸分布却完全一致。

这一形成过程似乎不受行星形成盘环境条件的影响，无论原行星盘是热是冷、致密还是疏松，生成的星子尺寸都相近。

”

本次观测将哈勃与韦布望远镜的性能用到了极限。

这些海外天体极其昏暗，视星等介于 24.1 至 29.3 之间，打个比方，相当于站在地球上去看月球上飞舞的一群萤火虫。

这也是人类迄今为止对海王星之外这片相对未知领域开展的最深层巡天观测，不愧是两台强大空间望远镜联手完成的成果。

IT之家注意到，这项研究包含两篇独立论文，于 9 月 8 日发表在《天文学期刊》，一篇聚焦天体颜色与物质成分，另一篇研究海外天体的尺寸分布。

一光年有多远？人类探测器飞了50年，才飞了一光天？

一光年到底有多远？为什么人类的探测器飞了快五十年，却连这段路的百分之一都没走完？ 更扎心的是，就算你真的飞到一光年外，也还没到最近的另一颗恒星。

你甚至可能还在太阳系外围，连这片家门口的荒地，都没有彻底穿过去。

你肯定听过答案：一光年，大约九万四千六百亿公里。

可这个数字太大了。

多念一个零，少念一个零，对你的感觉几乎没有区别。

所以这一次，我们换一把尺子。

把太阳缩成一颗直径两点五厘米的玻璃球，放在你面前。

地球跟着缩小，只剩一粒细沙那么大。

你把它放到距离玻璃球两米七的位置，地球轨道就摆好了。

接下来往外走。

走过木星、土星，一直走到八十多米外，你终于放下海王星。

整个八大行星的地盘，看起来也就一个足球场的尺度。

那么，一光年的刻度，应该放在哪里？球场外面？隔壁街道？还是城市另一头？ 都不够。

你得从这颗玻璃球出发，走出去大约一百七十公里。

记住，地球才在两米七外。

海王星才在八十多米外。

而你现在要跨过的，是一段足以连接两座城市的距离。

沿途绝大多数地方，连一颗行星都没有。

你以前看到的太阳系示意图，把行星挤得整整齐齐，却很难让你真正感受到，它们之间到底空成什么样。

如果把人类的探测器，也放进这套模型呢？ 旅行者一号，一九七七年出发，掠过木星和土星，一路飞向太阳风影响之外。

它每秒能飞十七公里。

你眨一下眼，它就已经越过一座城市的一部分。

可持续飞行近半个世纪，它在这套模型里，也不过走到距离玻璃球几百米的地方。

前面那条通往一光年的路，依然长得几乎看不到尽头。

按每秒十七公里算，飞完一光年，需要大约一万七千六百年。

你出发时留下的城市，可能已经消失。

你说的语言，可能早就没人听得懂。

而飞船，还在赶路。

你可能觉得，这不公平。

旅行者一号毕竟是几十年前的技术。

换一台快得多的探测器，总能把时间压下来吧？ 帕克太阳探测器，在最接近太阳时，速度能达到每小时约六十九万公里。

假设它能一直保持这样的速度，飞完一光年，仍然需要一千五百多年。

而且，这已经是一个过于理想的假设。

帕克的极速，来自它沿轨道冲向太阳时的加速。

离开太阳之后，它会减速。

那个惊人的纪录，不能直接变成一张通往恒星的车票。

不过，先让我们跳过这些困难。

假设未来的你，终于抵达一光年外，在那里建起了一座太空站。

你回头看，太阳还看得见吗？ 看得见。

它不会彻底淹没在星海里，仍然会是一颗非常明亮的星。

但你熟悉的金色圆盘消失了，剩下的，只是一个指向家的光点。

抵达这里的阳光，比地球附近微弱了约四十亿倍。

能看见它，不代表还能靠它照亮身边的世界。

就像远处一盏灯，你知道它亮着，脚下却依旧一片漆黑。

至于地球，那颗你想念的蓝色星球，肉眼已经根本找不到。

它自己不会发出可见光，只能反射太阳的光。

那一点微弱的亮度，几乎淹没在太阳旁边。

更让人难受的是，就算设备足够好，让你看清了家乡，你看到的，也是一年前的地球。

因为光从那里来到你的眼睛，已经走了整整一年。

这时候，你想给家里发一条消息。

今天是家人的三十岁生日。

你对着镜头说出生日快乐，按下发送。

消息离开天线，穿过黑暗，等它抵达地球，那个人已经三十一岁了。

对方看完，立刻回复一句谢谢。

你再收到这两个字时，又过去一年。

一来一回，两年。

这里最奢侈的东西，可能就是一次普通的聊天。

你问家里今天怎么样，等到回答抵达，那个今天，早就变成了两年前。

你换更好的天线，能让画面更清楚，声音更清晰，却不能把这一年变成一秒。

无线电和激光，在真空中都以光速传播。

设备可以升级，距离带来的等待，却不会自动消失。

如果太空站突然出了故障呢？你向地球求救，就算那边的人收到后立刻想出解决办法，操作指令也要等两年，才能回到你手里。

真正走进星际空间，你得先学会自己解决问题。

因为在这里，连一句别着急，都可能来不及。

可一光年外，到底有什么在等你？ 没有一堵墙，没有一条天然边界，也没有一颗刚好停在那里、等你登陆的星球。

这只是人类在宇宙里画下的一道刻度。

我们认为，远离行星轨道的地方，还分布着奥尔特云中的冰冷天体。

它的范围仍有不确定性。

一光年的终点，甚至可能还没有超出这片遥远的区域。

穿过太阳风形成的边界，和离开所有绕太阳运行的天体，并不是同一件事。

而最近的另一颗恒星，比邻星，距离我们约四点二四光年。

你费尽力气走完这一光年，连去它那里的四分之一路程，都还没走到。

所以，下次再听见一光年，不妨想想那颗玻璃球。

地球在两米七外，你站在一百七十公里外。

脚下没有路灯，没有补给，也没有能立刻回答你的人。

而这段让人类飞上一万多年、让一句问候往返两年的距离，在宇宙里，却只是尺子上最开始的一个刻度。

太阳系要提前散伙了？肇事者竟是它自己

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经过成千上万次扰动后，外围行星轨道将被打乱，太阳系也会提前“散伙”。