利用暗能量调查(DES)数据，天文学家发现了316个跨海王星天体(TNO)，即位于太阳系遥远地带的小行星，其中包括100多个新发现。在发表在《天体物理学》期刊上的研究中，还描述了一种寻找相似类型天体的新方法，并可能有助于未来对假想的九号行星和其他未被发现的行星搜索。其研究由研究生佩德罗·贝尔纳迪内利、加里·伯恩斯坦教授和佐藤雅夫完成。
暗能量调查在1月份完成了长达6年的数据收集，其目标是通过收集南方天空高精度图像来了解暗能量的本质。虽然暗能量调查的设计并没有特别考虑到海王星之外的天体，但其覆盖的广度和深度使其特别擅长寻找海王星以外的新天体。如能找到海王星外天体的数量，取决于看了多少天空，以及能找到的最模糊东西是什么。因为DES是为了研究星系和超新星而设计的，所以研究人员必须开发一种新方法来跟踪运动。
专门的跨海王星天体观测每隔一两个小时进行一次测量，这使得研究人员可以更容易地跟踪它们的行动。专门的TNO观测有一种看到物体移动的方法，很容易追踪到它们，本研究做的关键事情之一是找出一种恢复这些运动的方法。使用DES头四年的数据，Bernardinelli从70亿个“点”的数据集开始，这些“点”是软件检测到高于图像背景水平的所有可能的物体。
然后删除了所有存在于多个夜晚的天体（比如恒星、星系和超新星）以建立一个包含2200万个物体的“短暂”列表，然后开始一场大规模的“连点”游戏，寻找附近一对或三个探测到的天体，以帮助确定该天体在之后的夜晚会出现在哪里。随着70亿个点缩减到大约400名候选名单时，这些候选人在至少六个晚上的观察中被看到，研究人员不得不验证他们的结果，有了这份候选名单，然后必须确保候选天体确实是真实的。
为了将候选名单过滤到实际的跨海王星天体，研究人员回到原始数据集，看看是否能找到更多有问题的天体图像。假设在六个不同的夜晚发现了一些东西，对于跨海王星天体，研究人员实际上花了25个不同的夜晚观测它们，这意味着那个天体应该在哪里有图像，但它没有通过被称为点的第一步。研人员开发了一种堆叠多张图像以创建更清晰视图的方法，这有助于确认检测到的对象是否是真正的跨海王星天体。
研究人员还证实，该新方法能够在正在研究的天空区域发现已知的跨海王星天体，并且能够发现注入到分析中的假天体，最困难的部分是试图确保找到天文学家应该找到的东西。经过几个月的方法开发和分析，研究人员发现了316个跨海王星天体，其中包括245个DES的发现和139个以前没有发表的新对象。由于目前只有3000个已知对象，此DES目录占所有已知跨海王星天体的10%，如冥王星是最著名的跨海王星天体。
冥王星距离太阳的距离是地球的40倍，使数据用DES发现的跨海王星天体范围是地球到太阳距离的30到90倍，其中一些天体位于极远的轨道上，远远超出冥王星的轨道。现在DES已经完成，研究人员正在重新运行他们对整个DES数据集的分析，这一次是在第一个过滤阶段使用较低的对象检测阈值。这意味着，在不久的将来，发现新跨海王星天体的潜力更大，根据研究人员的估计，可能会有多达500个。
贝尔纳迪内利开发的方法也可以用来在即将到来的天文观测搜索跨海王星天体，包括新的维拉·C·鲁宾天文台，这个天文台将测量整个南方天空，并将能够探测到比DES更暗、更远的天体。研究开发的许多程序，可以很容易地应用于任何其他大型数据集，比如鲁宾天文台将产生的数据。这份跨海王星天体目录也将是研究太阳系的有用科学工具，由于DES收集了每个探测到的天体数据，研究人员可以尝试找出跨海王星天体的起源。
因为形成距离太阳更近的天体，预计会有不同的颜色，而不是起源于更远和更冷地方的天体。而且，通过研究这些天体的轨道，研究人员可能离发现九号行星又近了一步，这是一颗假想的海王星大小的行星，被认为存在于冥王星之外。有很多关于太阳系中曾经存在但现在已经不在那里的巨型行星想法，或者是那些遥远而巨大但太暗而我们还没有注意到的行星。制作目录是有趣的发现部分，然后当创建这个资源时，可以将确实发现的东西与理论应该找到的东西进行比较。
博科园｜研究/来自：宾夕法尼亚大学
参考期刊《天体物理学》
DOI: 10.3847/1538-4365/ab6bd8
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