NASA 新视野号太空船(New Horizons)最新观测显示,太阳系外围区域古柏带(Kuiper Belt)可能比想象延伸得更远。
新视野号穿越古柏带外缘,距太阳约60天文单位(90亿公里,地日距离为一天文单位),宇宙尘分析仪侦测到比预期更多尘埃。微小冰冻尘埃是较大古柏带天体碰撞造成,以及太阳系外微小尘粒撞击古柏带天体后抛射出的粒子。这发现超出模型预测,根据模型,古柏带天体和尘埃量密度应在距太阳约50天文单位(75亿公里)后开始下降,然而现在有越来越多证据表明,古柏带外缘可能比估计再延伸数十亿公里,甚至有可能成为古柏带以外的另一个天体带。研究结果发表于《Astrophysical Journal Letters》(Doner et al. 2024)。
(Source:NASA)
古柏带有时称为太阳系第三个区域(第一区是岩石行星轨道,第二区是气体和冰巨行星轨道),这是非常广阔的区域,位于海王星轨道之外,有数十万个天体,是太阳形成时留下的“碎屑”。与小行星带不同,古柏带天体主要由冰冻易挥发物质组成,如甲烷冰、氨冰和水冰。第二个重要差异是大小,古柏带比小行星带宽约20倍,质量约20~200倍,最大天体是矮行星冥王星。
新视野号正直接测量冥王星轨道更外围的星际尘埃,每次观测都可能有新发现,就像现在根据新数据有新模型想法:古柏带外缘可能比估计再延伸数十亿公里,有一整个新物体群在碰撞并产生更多尘埃,提供太阳系最遥远地区之谜的另一个线索。天文学家迫不及待地想看看天体分布密度高于预期的古柏带尘埃会延伸多远。新视野号太空船在18年、约90亿公里的行程一直探测太阳系各处微尘颗粒,这些尘埃是小行星、彗星和古柏带物体碰撞产生的。
新视野号的主要任务为探测冥王星,成功于2015年飞掠冥王星。第一期扩展任务为探测小行星,2019年飞掠小行星Arrokoth(编号486958),2022年10月进入第二期扩展任务,为寻找更多古柏带天体,预估还有足够能源,可在超过100个天文单位距离外持续运行到2040年。唯一在古柏带运行并收集新资讯的太空船,新视野号有更多机会了解古柏带天体、尘埃来源和天体带扩张,甚至可能记录太空船离开太阳圈,进入星际介质主导尘埃环境的过程。