最新發(fā)現(xiàn)：在44.96億千米海王星外，新發(fā)現(xiàn)316顆小行星！

利用暗能量調(diào)查(DES)數(shù)據(jù)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了316個(gè)跨海王星天體(TNO)，即位于太陽(yáng)系遙遠(yuǎn)地帶的小行星，其中包括100多個(gè)新發(fā)現(xiàn)。在發(fā)表在《天體物理學(xué)》期刊上的研究中，還描述了一種尋找相似類型天體的新方法，并可能有助于未來(lái)對(duì)假想的九號(hào)行星和其他未被發(fā)現(xiàn)的行星搜索。其研究由研究生佩德羅·貝爾納迪內(nèi)利、加里·伯恩斯坦教授和佐藤雅夫完成。

暗能量調(diào)查在1月份完成了長(zhǎng)達(dá)6年的數(shù)據(jù)收集，其目標(biāo)是通過(guò)收集南方天空高精度圖像來(lái)了解暗能量的本質(zhì)。雖然暗能量調(diào)查的設(shè)計(jì)并沒(méi)有特別考慮到海王星之外的天體，但其覆蓋的廣度和深度使其特別擅長(zhǎng)尋找海王星以外的新天體。如能找到海王星外天體的數(shù)量，取決于看了多少天空，以及能找到的最模糊東西是什么。因?yàn)镈ES是為了研究星系和超新星而設(shè)計(jì)的，所以研究人員必須開發(fā)一種新方法來(lái)跟蹤運(yùn)動(dòng)。

專門的跨海王星天體觀測(cè)每隔一兩個(gè)小時(shí)進(jìn)行一次測(cè)量，這使得研究人員可以更容易地跟蹤它們的行動(dòng)。專門的TNO觀測(cè)有一種看到物體移動(dòng)的方法，很容易追蹤到它們，本研究做的關(guān)鍵事情之一是找出一種恢復(fù)這些運(yùn)動(dòng)的方法。使用DES頭四年的數(shù)據(jù)，Bernardinelli從70億個(gè)“點(diǎn)”的數(shù)據(jù)集開始，這些“點(diǎn)”是軟件檢測(cè)到高于圖像背景水平的所有可能的物體。

然后刪除了所有存在于多個(gè)夜晚的天體（比如恒星、星系和超新星）以建立一個(gè)包含2200萬(wàn)個(gè)物體的“短暫”列表，然后開始一場(chǎng)大規(guī)模的“連點(diǎn)”游戲，尋找附近一對(duì)或三個(gè)探測(cè)到的天體，以幫助確定該天體在之后的夜晚會(huì)出現(xiàn)在哪里。隨著70億個(gè)點(diǎn)縮減到大約400名候選名單時(shí)，這些候選人在至少六個(gè)晚上的觀察中被看到，研究人員不得不驗(yàn)證他們的結(jié)果，有了這份候選名單，然后必須確保候選天體確實(shí)是真實(shí)的。

為了將候選名單過(guò)濾到實(shí)際的跨海王星天體，研究人員回到原始數(shù)據(jù)集，看看是否能找到更多有問(wèn)題的天體圖像。假設(shè)在六個(gè)不同的夜晚發(fā)現(xiàn)了一些東西，對(duì)于跨海王星天體，研究人員實(shí)際上花了25個(gè)不同的夜晚觀測(cè)它們，這意味著那個(gè)天體應(yīng)該在哪里有圖像，但它沒(méi)有通過(guò)被稱為點(diǎn)的第一步。研人員開發(fā)了一種堆疊多張圖像以創(chuàng)建更清晰視圖的方法，這有助于確認(rèn)檢測(cè)到的對(duì)象是否是真正的跨海王星天體。

研究人員還證實(shí)，該新方法能夠在正在研究的天空區(qū)域發(fā)現(xiàn)已知的跨海王星天體，并且能夠發(fā)現(xiàn)注入到分析中的假天體，最困難的部分是試圖確保找到天文學(xué)家應(yīng)該找到的東西。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的方法開發(fā)和分析，研究人員發(fā)現(xiàn)了316個(gè)跨海王星天體，其中包括245個(gè)DES的發(fā)現(xiàn)和139個(gè)以前沒(méi)有發(fā)表的新對(duì)象。由于目前只有3000個(gè)已知對(duì)象，此DES目錄占所有已知跨海王星天體的10%，如冥王星是最著名的跨海王星天體。

冥王星距離太陽(yáng)的距離是地球的40倍，使數(shù)據(jù)用DES發(fā)現(xiàn)的跨海王星天體范圍是地球到太陽(yáng)距離的30到90倍，其中一些天體位于極遠(yuǎn)的軌道上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出冥王星的軌道?，F(xiàn)在DES已經(jīng)完成，研究人員正在重新運(yùn)行他們對(duì)整個(gè)DES數(shù)據(jù)集的分析，這一次是在第一個(gè)過(guò)濾階段使用較低的對(duì)象檢測(cè)閾值。這意味著，在不久的將來(lái)，發(fā)現(xiàn)新跨海王星天體的潛力更大，根據(jù)研究人員的估計(jì)，可能會(huì)有多達(dá)500個(gè)。

貝爾納迪內(nèi)利開發(fā)的方法也可以用來(lái)在即將到來(lái)的天文觀測(cè)搜索跨海王星天體，包括新的維拉·C·魯賓天文臺(tái)，這個(gè)天文臺(tái)將測(cè)量整個(gè)南方天空，并將能夠探測(cè)到比DES更暗、更遠(yuǎn)的天體。研究開發(fā)的許多程序，可以很容易地應(yīng)用于任何其他大型數(shù)據(jù)集，比如魯賓天文臺(tái)將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。這份跨海王星天體目錄也將是研究太陽(yáng)系的有用科學(xué)工具，由于DES收集了每個(gè)探測(cè)到的天體數(shù)據(jù)，研究人員可以嘗試找出跨海王星天體的起源。

因?yàn)樾纬删嚯x太陽(yáng)更近的天體，預(yù)計(jì)會(huì)有不同的顏色，而不是起源于更遠(yuǎn)和更冷地方的天體。而且，通過(guò)研究這些天體的軌道，研究人員可能離發(fā)現(xiàn)九號(hào)行星又近了一步，這是一顆假想的海王星大小的行星，被認(rèn)為存在于冥王星之外。有很多關(guān)于太陽(yáng)系中曾經(jīng)存在但現(xiàn)在已經(jīng)不在那里的巨型行星想法，或者是那些遙遠(yuǎn)而巨大但太暗而我們還沒(méi)有注意到的行星。制作目錄是有趣的發(fā)現(xiàn)部分，然后當(dāng)創(chuàng)建這個(gè)資源時(shí)，可以將確實(shí)發(fā)現(xiàn)的東西與理論應(yīng)該找到的東西進(jìn)行比較。

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博科園｜研究/來(lái)自：賓夕法尼亞大學(xué)

參考期刊《天體物理學(xué)》

DOI: 10.3847/1538-4365/ab6bd8

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