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2016-05-01第九行星
557 期
Author 作者
葉永烜／中央大學天文所及太空所教授，研究興趣為太陽系來源及演化、小行星與彗星的物理性質和動力學、行星磁層與衛星及環系統的電槳作用，以及系外行星與恆星的作用。
美國NASA的新視野太空船在2015年7月14日飛越冥王星，讓世人大開眼界。第一次見到這千里冰封的遙遠星球，居然存在很年輕的表面結構，在液態氮構成的海洋飄浮著水冰。雖然有這麼多奇妙特色，冥王星並不屬於從水星到海王星的八大行星家族。在2006年的國際天文學聯會會議經熱烈討論和表決結果，把冥王星界定為新一類的「矮行星」。主要原因是自從1992年朱維特（David Jewitt）和劉麗杏（Jane Liu）發現第一顆海王星外的小物體（1992 QB1）後，已經在外太陽系發現越來越多的星體。美國學界統稱它們為古柏帶物體（Kuiper belt objects），歐洲學界則稱之為海王星外體（Trans neptunian objects）。
圖一：第九行星想像圖。（Caltech/R. Hurt (IPAC)）
圖二：冥王星的年輕表面。（NASA/JHUAPL/SwRI）
這些海王星外物體有部份的公轉週期如冥王星一樣，和海王星公轉週期有2:3比例的關係（圖三）。除了冥族小行星的2:3共振週期，也存在3:4、2:5等共振族群。這些軌道構造可能和天王星及海王星形成時的軌道遷移作用有關，把一些海王星軌道外的小物體鎖在這些共振軌道。有趣的是，半長軸（a）在42 AU（天文單位）和48AU之間，有一群低離心率（e）和低傾角（i）的物體，它們被稱為經典古柏帶物體。另一群稱為黃道離散天體的物體則有較大的e和i，但它們的近日點距離都在30~40 AU之間，相信是因為海王星重力彈射的作用而形成這樣的軌道分佈。
圖三：海王星外物體的半長軸分佈。（林省文博士提供）
冥王星不再是行星，但從體積（半徑1187公里）和質量（1.3 x 10^22公斤）而言，它都是海王星物體之首。但這個榮銜差一點也掉了，在2005年發現的鬩神星（Eris，半徑1163公里，質量1.66 × 10^22公斤）和冥王星不相上下。它是黃道離散天體的一員。一些理論模型則認為，可能有許多同樣類型的大型海王星外物體尚待發現。
不尋常的軌道位置
故事主角在2003年開始陸續出場，它們是以賽德娜星（Sedna）為代表稱為賽德娜族（Sednoids）小行星。軌道特點是近日點都遠超過海王星的重力影響範圍，所以亦稱為分離物體。在2010年前，只有3個賽德娜族小行星被發現（Sedna、2004 VN112與2000 CR105）。第4顆（2010 GB174）是由中央大學天文所陳英同博士分析加法夏望遠鏡（CFHT）觀察資料所得。……【更多內容請閱讀科學月刊第557期】