12 月 26 日消息,天文学家利用詹姆斯・韦伯太空望远镜,深入研究外海王星天体(TNOs)和半人马小行星后,揭示了这些天体的复杂分子组成,并将其分为三大类别,为太阳系的形成和演化提供了新的见解。

太阳系形成和演化新见解,外海王星天体表面成分被揭秘  第1张

外海王星天体(Trans-Neptunian object),常简称海外天体,是指太阳系中所在位置或运行轨道超出海王星轨道范围的天体。

太阳系形成和演化新见解,外海王星天体表面成分被揭秘  第2张

注:研究发现 TNOs 的表面成分并非均匀分布,而是呈现出多样性,在测量的 54 个 TNO 光谱中,使用聚类(clustering )技术,将其划分“碗型”(Bowl)、“双倾型”(Double-dip)和“悬崖型”(Cliff)三大类:

“碗型”:占本次观测的 25%,其特点是水冰吸收性强且表面布满灰尘,显示出明显的结晶水冰迹象,并且反射率较低,表明存在深色耐火材料。

“双倾型”:占本次观测的 43%,显示出较强的二氧化碳 (CO2) 谱带和一些复杂有机物的迹象。

“悬崖型”:占本次观测的 32%,具有强烈的复杂有机物、甲醇和含氮分子迹象,并且颜色最红。

这三大类别与太阳系早期原行星盘的温度梯度和冰线分布密切相关,表明了 TNOs 的形成位置和条件对其最终组成的影响。

研究还发现,半人马小行星(原本是 TNOs,后因与海王星的引力作用而轨道迁移到巨行星区域)的表面特征与 TNOs 不同,表明它们在靠近太阳的过程中经历了热演化和表面改造。部分半人马小行星表面覆盖着一层尘埃和冰的混合物,还有一些则呈现出类似内太阳系天体、彗星核和活跃小行星的特征。

这项研究不仅揭示了 TNOs 和半人马小行星的组成多样性,更重要的是,它将这些天体的组成与其形成位置和演化历程联系起来,为我们理解太阳系的形成和演化提供了新的视角。

未来的研究将进一步探索这些不同组成类型的成因,以及它们与其他太阳系小天体(如巨行星的不规则卫星和特洛伊小行星)之间的关系。