科学

鲁宾天文台在冥王星外发现直径或达1500公里的第六颗矮行星候选体

Nadia Okonkwo
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薇拉·C·鲁宾天文台在冥王星之外发现了一个冰质天体,其体积可能足以被归类为矮行星。初步估算其直径在600至1500公里之间,这将使其跻身海王星轨道以外已知最大天体之列。

如果该天体通过后续验证,太阳系将拥有第六颗公认的矮行星,加入冥王星、阋神星、鸟神星、妊神星和谷神星的行列。这一发现也展现了鲁宾天文台的设计初衷。该天体其实多年来一直暴露在视野中,只是淹没在星群之中,直到专门捕捉微弱移动光点的软件将其识别出来。

该天体暂定编号为2026 ED138,由国际天文学联合会小行星中心公布。其发现者,哈佛-史密森天体物理中心的马修·霍尔曼(Matthew Holman),与华盛顿大学的马里奥·尤里奇(Mario Jurić)共同在华盛顿州斯波坎市举行的美国天文学会行星科学分会年会上介绍了这一成果。尤里奇负责领导鲁宾天文台的太阳系科学研究。

“我的第一反应是兴奋得难以置信,”霍尔曼说,“这类天体非常罕见,所以我立刻开始检查是否是我或代码出了什么差错。”

尤里奇用代际更替的视角看待这一发现。“找到这样一个直径约1000公里的大天体,大概一代人才能遇到一次,”他对GeekWire表示,“这是近20年来发现的最大海王星外天体,而鲁宾天文台还在望远镜调试阶段就把它找了出来。”

鲁宾如何从星群中揪出缓慢移动的光点

海王星以外的天体在天空中移动极其缓慢,单张图像无法将其与恒星区分。霍尔曼利用他与史密森天体物理中心同事凯文·内皮尔(Kevin Napier)共同编写的搜索代码,对鲁宾的数据进行处理。该代码比较数十亿次移动光点的探测记录,并将每晚属于同一目标的光点关联起来。

一旦ED138因其亮度和距离脱颖而出,尤里奇便回溯鲁宾的星表和图像,又找到了20次观测记录。总计,鲁宾天文台位于智利的西蒙尼巡天望远镜已在20个夜晚内30次记录到该天体。随后,小行星研究所的ADAM回溯服务在托洛洛山维克多·M·布兰科4米望远镜上的暗能量相机存档图像中发现了它,将记录时间向前延伸了约十年。

为什么此前无人发现?ED138位于银河系盘面附近,这片天区布满数百万颗恒星,一个暗淡缓慢的天体很容易消失在背景光源中。鲁宾天文台反复拍摄整个南天,其软件筛选数百万至数十亿个光点,因此一个在星群中缓慢漂移的光点最终会暴露自己。尤里奇表示,团队现在既能向前看也能向后看:“一旦我们识别出新天体,就可以回溯数月甚至数十年,在那些无人知晓该往何处寻找的图像中找到它。”

轨道位置

ED138目前距离太阳约46天文单位,即约69亿公里,相当于地球到太阳距离的46倍。阳光需要超过六小时才能抵达该天体。冥王星的平均距离为40天文单位。

美国国家航空航天局喷气推进实验室给出的初步轨道数据显示,ED138的平均距离约为43天文单位,在约37至49天文单位之间摆动。在此距离下,绕太阳一圈约需280年。其轨道从未进入海王星轨道以内(海王星距离约30天文单位)。

轨道倾角约为25度,偏离行星盘面。这一倾角使ED138被天文学家称为“热经典天体”,暗示海王星的引力在太阳系历史的某个时刻将其从原始轨道撞偏。

实际大小究竟如何?

目前无人直接测量ED138的尺寸。团队通过三个要素推算:距离、视亮度以及表面反射率的估算。最后一项带来的不确定性最大。暗色表面需要更大的体积才能达到ED138的亮度,而新鲜反光冰层则只需小得多的面积。这就是估算范围在600至1500公里的原因。

该范围的两端描绘出截然不同的世界。若为600公里,ED138将小于小行星带中的矮行星谷神星(直径约950公里)。若为1500公里,则可与鸟神星(约1430公里)和妊神星(约1540公里)媲美。尤里奇采用的工作数值约为1000公里,使其与创神星(直径约1100公里)同属一个级别。冥王星和阋神星分别约为2380公里和2330公里,仍遥遥领先。

“近20年来最大”的比较也站得住脚。共工星(直径约1230公里)于2007年被发现。而该区域大多数知名天体(包括创神星、塞德娜、妊神星、亡神星、鸟神星和阋神星)均在2002年至2005年间被发现。

尚未解决的问题

ED138是矮行星候选体,而非正式矮行星。根据国际天文学联合会2006年通过的定义,矮行星必须绕太阳运行,且具有足够引力使自己呈球形(即流体静力平衡状态),同时未清除其轨道邻近区域。预计ED138这种大小的冰质天体应为球形,但尚未有人证实这一点。

其质量也未知。对于如此遥远的天体,天文学家通常通过测量卫星的轨道来推算质量,而此次公布中未提及任何卫星。轨道本身仍属初步数据,有待更多观测结果加以精确。

即使ED138被证实为球形,也可能不会很快进入官方名单。“官方名单自2008年以来就没有更新过,”尤里奇对GeekWire表示,并补充说他不确定是否有活跃的候选体审核流程。创神星、共工星等几个大小相近的天体在研究论文中被广泛视为矮行星,但仍未被列入联合国的五颗名单。

关于2026 ED138的常见问题

什么是2026 ED138?

它是一个绕太阳运行的冰质天体,位于海王星轨道之外,目前距离太阳约是地球的46倍。由薇拉·C·鲁宾天文台发现,估计直径在600至1500公里之间,是已知最大的海王星外天体之一。

2026 ED138是矮行星吗?

不是官方认定的。它是一个候选体。要获得资格,必须证明其呈球形,这需要后续观测,如恒星掩星和热辐射测量。即便如此,国际天文学联合会仍需将其列入名单。

目前有多少颗矮行星?

国际天文学联合会承认五颗:小行星带中的谷神星,以及海王星外的冥王星、阋神星、妊神星和鸟神星。天文学家认为创神星、共工星和塞德娜等其他几个大型天体很可能是矮行星,但它们不在官方名单上。

鲁宾天文台是如何发现它的?

马修·霍尔曼和凯文·内皮尔编写的软件将鲁宾图像中同一微弱移动光点的多次探测结果关联起来。后续搜索找到了30次鲁宾观测记录,以及更早的暗能量相机图像,将追踪记录延伸了约十年。

下一步计划

霍尔曼于2026年10月13日晚间在鲁宾于3月4日至7月11日收集的数据中发现了ED138,小行星中心于10月27日公布。存档图像可追溯至2016年。鲁宾为期十年的“时空遗产巡天”于2026年6月正式启动。在巡天开始前的4月,团队已向小行星中心提交了超过11000颗新小行星,其中包括约380颗新的海王星外天体。

接下来的任务是证明ED138呈球形。尤里奇告诉GeekWire,最直接的方法是恒星掩星(即该天体从背景恒星前方经过并短暂遮挡其光线)并称捕捉到掩星的概率很高,“因为它位于密集星场中。”随后将进行热辐射测量、建模和光变曲线分析,还需要红外观测来缩小尺寸范围。同样的掩星技术曾精确测出阋神星的大小,如今ED138的轨道已知,任何地方的观测者都可以为此做准备。公众可通过鲁宾的Orbitviewer应用追踪该天体的路径。

“如果被确认为矮行星,ED138将加入一个非常小的世界家族,”霍尔曼说,“鲁宾将在十年内反复拍摄整个南天,因此早期巡天遗漏区域中隐藏的任何其他天体现在都已触手可及。”

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