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Sep. 09 2026

雙伯聯手揭密遙遠的太陽系天體

  • 這幅藝術家的概念圖描繪了一個海王星外天體,這是一個體積小、亮度低、冰冷的星體,在海王星軌道之外繞著太陽運行。這些天體非常小,即使使用NASA的哈伯和韋伯太空望遠鏡,也只能看到微小的光點。Artwork: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

    這幅藝術家的概念圖描繪了一個海王星外天體,這是一個體積小、亮度低、冰冷的星體,在海王星軌道之外繞著太陽運行。這些天體非常小,即使使用NASA的哈伯和韋伯太空望遠鏡,也只能看到微小的光點。Artwork: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

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科學家首次結合美國航太總署(NASA)的哈伯與韋伯太空望遠鏡,針對太陽系最遙遠的海王星外天體(TNOs)進行歷來最深入的聯合觀測。這群在海王星軌道外側運行的冰冷小天體,是迄今直接觀測過最小、最昏暗的天體之一。研究團隊在週二發表於《天文學期刊》(The Astronomical Journal)的兩篇論文中指出,這些微小天體的數量比預期少,且其顏色分布與較大的同類天體維持著相同的關聯性。

在太陽系早期,環繞太陽的塵埃,凝聚成城市大小的「微行星」,構成了行星的基石。而在海王星外側區域,由於未經歷後續的融合階段,因此留下了這群被冷凍保存的微行星族群。研究團隊指出,這項迄今最深入的 TNO 巡天調查,同時利用哈伯觀測可見光、韋伯觀測紅外線,藉此測量 27 個新發現的微小 TNOs 的大小、軌道與如同表面成分指紋般的顏色。

研究人員主要分析了兩類天體:一是維持低傾角、近圓形軌道的「冷」TNOs,另一則是過去因氣體巨行星遷移而被推到高傾角、橢圓形軌道的「熱」TNOs。過去天文學家認為,這些小天體會歷經多次碰撞而改變表面結構,但觀測結果卻顯示不論冷或熱,這些微小天體的外觀與較大的同類幾乎一致。這意味著碰撞並未顯著改變其表面,或許是因為碰撞次數較少,亦或它們在碰撞後仍以某種方式保存了碰撞前的原始成分。

領導顏色與成分研究的北亞利桑那大學博士生安娜斯塔西婭·摩根(Anastasia Morgan)指出,這些最小的天體似乎「記得」並保留了它們最初被製造時的歷史痕跡。共同作者大衛·特里林(David Trilling)也補充,熱 TNOs 即使軌道被打亂,仍保留了它們誕生地的特徵,兩者皆維持著太陽系誕生時的原始色彩。此外,韋伯的觀測數據也顯示,這兩個族群的大小分布意外地相似,顯示微行星的形成過程似乎不受當初盤面冷熱或密度差異的影響。

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然而,研究人員也發現這些極小天體的數量比部分行星形成模型預期的還要少。韋伯在此次觀測中發現了 27 個極為昏暗的新 TNOs,其中最小的直徑僅約 3 英里(5 公里),比地面望遠鏡極限小了五倍。這項重大突破若非哈伯的光學靈敏度與韋伯的紅外線能力聯手,將無法順利解開這些遠古天體的奧秘。

 

本文轉載自臺北市立天文科學教育館網站。

SEP. 2026

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