古老“化石”天体有望重塑太阳系历史观

天文学家利用夏威夷的昴星团望远镜，最近在冥王星之外发现了一个遥远的小型天体，为罕见的“塞德纳型天体”（sednoid）家族增添了第四个成员。塞德纳型天体是一种特殊的海王星外天体，拥有高度拉长的轨道，其近日点十分遥远，从不接近海王星。这类天体很可能保留了太阳系早期形成和外部动力学的证据。

该天体被正式命名为2023 KQ14，研究团队为其取了昵称“菊石（Ammonite）”。“菊石”运行于太阳系边缘的长椭圆轨道，其发现为太阳系的形成与演化带来新见解，同时也对假设的“第九行星”（Planet Nine）存在提出新疑问。

“菊石”是在2023年3月、5月和8月期间被首次探测到，属于FOSSIL项目（外太阳系形成：冰冷遗迹）。该项目利用昴星团望远镜的广角主焦相机Hyper Suprime-Cam，由日本和台湾等国际团队于2020年启动，旨在研究那些保留有太阳系最早始源天体痕迹的冰状天体。项目名称FOSSIL也寓意着发掘太阳系“远古化石”。

2024年7月，科研团队使用加拿大-法国-夏威夷望远镜进行跟踪观测，进一步精确了“菊石”的轨道。此外，团队在历年天文资料中也找到了其相关影像，包括2014年和2021年由布兰科4米望远镜的暗能量相机拍摄的图像，以及2005年基特峰国家天文台的数据。这样一来，“菊石”的观测记录延长至19年，极大提升了轨道计算的精度。

FOSSIL团队借助日本国立天文台高性能计算集群，进行了数值模拟，发现“菊石”自太阳系早期（至少45亿年前）起就一直维持着稳定轨道。尽管其当前轨道和其他三颗已知塞德纳型天体不同，模型显示大约42亿年前它们的轨道曾高度一致。这种分歧揭示了外太阳系比以往认为的更加多样和复杂。

“菊石”异常的轨道也为“第九行星”假说提出了新的限定。有科学家认为，这些天体轨道的集中分布可能是由远离海王星的一颗大型、未被发现的行星引力所致。然而，“菊石”不同步的轨道降低了这种可能性，暗示即使“第九行星”存在，其轨道可能比之前预测还要遥远。

“第九行星”假说提出，在太阳系边缘存在一颗质量为地球5至10倍的巨大行星，试图以其引力解释远日点天体轨道的异常集群。另一个可能性是，曾有行星被抛出太阳系，留下了这些不寻常的轨道模式。“菊石”远离海王星引力影响区，成为研究太阳系早期历史的极佳对象。这一区域的天体被认为记录着外太阳系早期重大事件的证据。由于探测器至今仅探索了有限区域，FOSSIL等广域巡天对拓展人类对这些边远天体群体的认知至关重要。

“菊石”的发现不仅展示了昴星团望远镜探测微弱遥远天体的独特能力，也使人类对太阳系边疆有了珍稀的、关键的新认识。截至目前，被确认的塞德纳型天体仅有四颗，每一次新发现都能为研究太阳系边界提供稀有的证据。而“菊石”凭其稳定轨道和长达19年的观测记录，有望成为解读太阳系起源及其长期演化的“天然档案馆”。

据悉，国际天文学联合会未来将为2023 KQ14正式命名。在此之前，天文学家将继续对“菊石”展开观测，并搜寻更多塞德纳型天体，以期拼绘出更完整的太阳系历史图景。