- 矮行星类型
- 498 km半径
- 506.00 AU距离
- 11.4 千年一年时长
赛德娜是有史以来人类从地球追踪到的最遥远的世界之一,它的轨道极端到几乎难以算作我们通常所理解的太阳系的一部分。即便在最靠近太阳的时候,它也保持在76天文单位之外——超过海王星距离的两倍——从那里,它沿着一条长达11,400年的巨大轨道向外摆动,最远距离达到地球到太阳距离的数百倍。它的直径约1,000公里(半径接近498公里),大到足以被广泛视为一颗矮行星,尽管国际天文学联合会尚未将其正式列入官方名单。
让赛德娜引人关注的,并非它的体积,而是它所处的“地址”。它运行在一片近乎空旷的区域,那里超出了已知行星引力所能触及的范围,这意味着太阳系遥远的过去一定发生过某种事件,把它送到了那里——而解读这段历史,正是天文学家如此密切关注它的原因之一。
位于一切边缘的轨道
赛德娜沿着一条极度拉长的椭圆轨道运行,这在已编目的天体中几乎独一无二。它的半长轴约为506天文单位,轨道相对行星平面倾斜11.9度,偏心率约0.85,这意味着它与太阳的距离在一次公转中会发生极其巨大的变化。在近日点,它靠近至约76天文单位(114亿公里);在远日点,它则退至约937天文单位,距太阳约1,400亿公里。完成一次公转大约需要11,400年——比有记载的整个人类文明史还要长。
这种轨道几何构型正是谜团所在。被海王星甩向外侧的天体,通常会保留一个足够靠近的近日点,让海王星得以持续对其施加引力扰动,但赛德娜的轨道却从未接近过任何一颗巨行星。它的轨道一定是被某种其他力量抬升并“脱钩”的:一颗假设中存在的遥远行星、太阳诞生所在星团中恒星的引力,或是太阳系历史早期一次近距离的恒星掠过事件。赛德娜是“赛德娜型天体”这一小类天体的原型,这类天体共同记录着那次未知事件留下的印记。
一个冰冻的深红色表面
赛德娜是太阳系中颜色最红的天体之一,几乎与火星一样红,但成因却截然不同。它的颜色源自“索林”——一种由复杂有机分子构成的暗色、淤泥状覆盖物,是紫外线和宇宙射线在数十亿年间缓慢“烹煮”简单冰质物质所形成的。在这层色调之下,表面是水冰、甲烷以及很可能存在的氮气的混合物,而且看起来异常均匀,最有可能的原因是赛德娜太过孤立,几乎没有撞击事件能挖出新鲜、更明亮的物质。
2022年,詹姆斯·韦布太空望远镜将其红外光谱仪对准赛德娜,发现了乙烷冰的明确特征,同时还有乙炔和乙烯。这些正是甲烷在长时间尺度上受到辐照后所应产生的产物——是那种缓慢化学演化过程被冻结在原地的化学证据,正是这一过程赋予了赛德娜那锈红色的色调。
几乎是能达到的最低温度
在这样的距离上,太阳不过是一颗非常明亮的恒星,而赛德娜是我们能够测量的最寒冷的天体之一。在其轨道的大部分时间里,它的表面温度徘徊在约12开尔文(约零下260摄氏度)附近,即便在近日点附近那段短暂的“温暖”期,预计也不会升到高于约36开尔文,大约零下237摄氏度。在其最远的位置,照射到赛德娜表面的阳光,大约只有地球所受阳光的百万分之一。
发现历程与一个恰如其分的名字
赛德娜于2003年11月14日,由加州理工学院的迈克·布朗、查德·特鲁希略和大卫·拉比诺维茨,使用帕洛马天文台的塞缪尔·奥申望远镜发现,当时正是一项专门搜寻遥远、缓慢移动天体的巡天计划的一部分。它的暗淡和缓慢移动——布朗一度私下将其戏称为“飞翔的荷兰人”——使它起初很难被确认。这颗天体获得了小行星编号90377,正式以因纽特神话中的海洋女神命名,传说中她居住在北冰洋冰冷的深处——对一个永远被困在深邃严寒中的世界而言,这个名字再恰当不过。
为何它指向一段隐藏的历史
在持续探寻外太阳系是否存在未被发现的结构这一课题上,赛德娜是最有力的证据之一。由于它的轨道无法用已知行星来解释,它已成为支持存在一颗遥远“第九行星”这一论点的关键数据,同时也支撑了另一种观点,即太阳诞生所在的星团在遥远过去塑造了这片区域。此后陆续发现的类似“脱钩”天体——例如“2012 VP113”和“Leleākūhonua”——暗示着可能存在一整个尚待发现的、与赛德娜类似的天体群,每一个都是同一段早期历史留下的碎片。
一扇稀有且正在关闭的窗口
赛德娜目前正在向内运行。它将于2076年7月18日前后到达近日点,这是它超过一万一千年以来最接近太阳的一次,也正因如此,一些利用木星引力弹弓效应、计划在2030年代和2040年代发射的任务构想已经被提出,希望能在它相对较近的这段时间内抵达它。至今从未有航天器造访过它,而在这次近日点通过之后,赛德娜将开始漫长的回程,重新爬升回外太阳系的黑暗深处,直到超过一万一千年后才会再次回归。
对地球上的观测者而言,赛德娜是遥不可及的:它的亮度约为21等,对任何后院望远镜而言都太过暗淡,即便要将其记录为一个暗淡的光点,也需要一台大型专业观测设备。它的故事,是通过数据和光谱、而非透过目镜讲述的——它是一个遥远的标记,提醒着我们太阳家族的疆域究竟延伸得有多远。
数据一览
| 类型 | 矮行星 |
|---|---|
| 环绕天体 | 太阳 |
| 平均半径 | 498 km |
| 平均轨道距离 | 506.00 AU |
| 公转周期 | 11.4 千年 |
| 轨道倾角 | 11.93° |