在太阳系的边缘,存在着一片由彗星、矮行星和各种岩石冰块组成的区域,被称为柯伊伯带。这里是太阳系形成后的“残余物”,充满了奇特而神秘的天体。
柯伊伯带“三体”疑云
近日,天文学家们在柯伊伯带发现了一个名为“Altjira”的天体系统,该系统此前被认为是双星系统。但最新的观测显示,Altjira可能存在第三个天体,如果得到证实,Altjira将成为一个罕见的三星系统。
这引发了一个令人着迷的问题,即“三体问题”。看过Netflix科幻剧《三体》的观众可能对这个概念并不陌生。该剧改编自中国作家刘慈欣的科幻小说,其灵感就来源于宇宙中真实存在的三体系统。虽然宇宙中存在着大量的行星、恒星和其他天体的三星系统,但由于这些系统的物理结构极其复杂,科学家们并不完全了解三个天体是如何相互绕行的。
现在,这个问题再次浮出水面。科学家们利用NASA的哈勃太空望远镜和凯克天文台观测发现,柯伊伯带天体系统Altjira可能是一个三星系统。
“三体问题”的宇宙起源
如果Altjira真的是一个三星系统,这将是继Lempo系统之后,在柯伊伯带发现的第二个此类系统。最初,Altjira被认为是一个双星系统,但进一步的观测揭示了一些特殊之处。在哈勃望远镜的图像中,这个距离地球37亿英里的三星系统,其内部天体之间的距离只占了几个像素点。为了确定这个系统是双星还是三星系统,研究人员需要观察其外部轨道的运行情况。
杨百翰大学的研究员达林·拉戈辛(Darrin Ragozzine)在一份NASA新闻稿中表示:“随着时间的推移,我们观察到外部天体轨道的方向发生了变化,这表明内部天体要么非常细长,要么实际上是两个独立的天体。”
引力坍缩理论的新证据?
该团队由同样来自杨百翰大学的天文学家玛雅·尼尔森(Maia Nelsen)领导,他们发现Altjira可能为柯伊伯带天体形成的一种理论提供进一步的证据,即三星系统是引力坍缩的结果。就像恒星是由气体云自身坍缩形成的一样,双星系统也可以从具有显著角动量的尘埃和碎片云中产生。一部分角动量会传递到新生双星系统中的每个天体,这就是它们开始相互绕行的原因。
然而,最终形成的可能并不总是双星系统。人们认为,云中有时存在两个以上的天体,它们获得了大量的角动量,以至于至少有一对天体最终成为原始系统中的一个二级双星系统。这导致一个外部双星和一个内部双星组成一个三星系统。Lempo是太阳系中唯一被证实的例子,但Altjira可能隐藏着一个尚未解析的内部双星系统,如果幸运的话,它可能会像另一个柯伊伯带天体Arrokoth一样,最终变成一个接触双星。
Arrokoth的启示与Altjira的潜力
Arrokoth的奇特形状挑战了关于行星如何形成的理论,其双瓣结构表明,形成它的天体是缓慢合并,而不是相互碰撞。对NASA“新视野号”探测器观测数据的分析表明,Arrokoth是一个接触双星,是由两个太空岩石相互绕行越来越近,直到最终粘在一起形成的。虽然Arrokoth已经远去,无法进行观测,但Altjira属于同一类型的柯伊伯带天体,可以提供Arrokoth现在无法提供的答案。
研究人员在一项最近发表在《行星科学杂志》上的研究中表示:“通过超越(假设),我们打开了一个新的窗口,可以看到各个组成部分的形状和自转,包括“内部”双星。”
未来的观测与挑战
由于目前没有计划近距离观测Altjira的任务,也没有现有的望远镜能够完全解析它,因此无法像之前观测Arrokoth那样详细地成像这个疑似三星系统。因此,它的众多假设轨道中,哪一个将被证明是它的实际轨道仍然未知。最有可能的形状似乎是一个三星系统,但这一点仍然存在争议。
尽管如此,一切希望并未破灭。Altjira现在正处于掩食季节,在此期间,它的外部天体将从其内部天体(或多个天体)前方经过。这可能会揭开这个谜团的更多信息。
总而言之,Altjira的发现,无论最终是否被证实为三星系统,都为我们研究柯伊伯带的形成和演化提供了新的视角,也为我们理解宇宙中复杂的多体系统带来了新的希望。
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