天文学家首次在太阳系外围发现最古老行星遗迹

天文学家使用ESO望远镜来研究原始太阳系的遗迹。研究小组发现,不寻常的柯伊伯带物体2004 EW95是一种富含碳的小行星,这是首次在太阳系寒冷的外部地区得到证实。这个奇怪的物体可能形成在火星和木星之间的小行星带上,从它的起源到目前在柯伊伯带上的家中已经被抛出了数十亿公里。国际天文学家小组使用ESO望远镜来调查原始太阳系的遗迹。研究小组发现,不寻常的柯伊伯带物体2004 EW95是一种富含碳的小行星,这是首次在太阳系寒冷的外部地区得到证实。这个奇怪的物体可能形成在火星和木星之间的小行星带上,从它的起源到目前在柯伊伯带上的家中已经被抛出了数十亿公里

天文学家首次在太阳系外围发现最古老行星遗迹

我们太阳系的早期是一个狂暴的时期。这一时期的理论模型预测,在天然气巨头形成之后,他们通过太阳系肆虐,将太阳系内的小型岩石体从太阳远处推向远处的轨道[1]。特别是,这些模型表明柯伊伯带 - 海王星轨道以外的寒冷地区 - 应该包含一小部分来自内部太阳系的岩石体,如富含碳的小行星,被称为碳质小行星[2 ]。

现在,最近的一篇论文为柯伊伯带首次可靠观察到的碳质小行星提供了证据,为我们太阳系困扰青年的这些理论模型提供了强有力的支持。经过ESO超大望远镜(VLT)多个仪器的艰苦测量,由英国贝尔法斯特女王大学的Tom Seccull领导的一小组天文学家能够测量异常柯伊伯带物体2004 EW95的组成,从而确定它是一颗碳质小行星。这表明它最初形成于内部的太阳系中,并且必须自外部向外迁移[3]。

贝尔法斯特女王大学的天文学家韦斯利弗雷泽(Wesley Fraser)也是这一发现背后的团队成员之一,他在美国宇航局/欧空局哈勃太空望远镜的常规观测中首次发现了2004年EW95的奇特性质。小行星的反射光谱 - 从物体反射的光的波长的特定模式 - 与类似的小型柯伊伯带状物体(KBO)不同,后者通常具有无趣的无特征光谱,其揭示关于其组成的很少信息。

“2004年EW95的反射光谱明显不同于其他观测到的太阳系外部物体,”主要作者Seccull解释道。“它看起来足以让我们仔细观察一下。”

该团队在VLT上观察了2004年EW95上的X射手和FORS2仪器。这些光谱仪的灵敏度使得团队可以获得更详细的小行星反射光模式的测量结果,从而推断出它的组成。

然而,即使VLT具有令人印象深刻的光收集能力,2004年EW95仍然难以观察。尽管目标距离地球300公里,但距离地球目前还有40亿公里,因此从黑暗富碳表面采集数据成为一项严峻的科学挑战。

“智利天主教大学的合作者Thomas Puzia说:”就像观察一座巨大的煤山反对夜空的黑色帆布一样。

Seccull补充说:“不仅是2004年的EW95移动,它也非常微弱。“我们不得不使用一种非常先进的数据处理技术来尽可能多地获取数据。”

物体光谱的两个特征特别引人注目,并且与三氧化二铁和层状硅酸盐的存在相对应。这些材料的存在以前从未在KBO中得到证实,他们强烈建议在太阳系内部形成2004年EW95。

Seccull得出结论:“鉴于2004年EW95在太阳系冰冷外层的当前居住地,这意味着在太阳系初期它已被一个迁徙行星抛向现在的轨道。”

“虽然之前有其他'非典型''柯伊伯带物体谱'的报道,但没有一个被证实能达到这个质量水平,”ESO天文学家Olivier Hainaut评论道,他不是该团队的成员。“在柯伊伯带发现碳质小行星是对早期太阳系动力学模型基本预测的一个关键验证。”

早期太阳系演化的现有动力学模型,例如宏大粘性假说和尼斯模型,预测巨型行星首先向内迁移然后向外迁移,破坏和散射内部太阳系的物体。因此,预计将有一小部分岩石小行星被抛入Oort Cloud和Kuiper带的轨道。

[2]碳质小行星是含有元素碳或其各种化合物的小行星。碳质或C型小行星可以通过它们的黑色表面来识别,这是由碳分子的存在引起的。

[3]其他太阳系内部物体先前在太阳系外层被发现,但这是柯伊伯带第一个远离家乡的碳质小行星


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