中研院發現遙遠天體「菊石」 揭開太陽系邊陲神秘一角

遙遠的外太陽系天體「菊石」（Ammonite）想像圖。（圖／中研院天文所）

天文學家日前在太陽系邊陲發現一顆罕見天體「2023 KQ14」，暱稱爲「菊石」（Ammonite），揭示外太陽系的演化歷史，這項研究由中研院天文及天文物理研究所王祥宇研究員與陳英同博士主導，觀測資料來自夏威夷昴望遠鏡（Subaru Telescope），成果已於7月14日發表於《自然天文學》（Nature Astronomy）。

「菊石」的近日點距太陽66天文單位（au），屬於極稀有的「類賽德娜天體」（Sednoid），軌道遠在海王星重力影響之外。目前已知的「類賽德娜天體」僅有3顆，包括賽德娜（76 au）、2012 VP113（80 au）與Leleakuhonua（65 au）。

值得注意的是，「菊石」的軌道方向與其他3顆天體相反，此特徵爲第九行星假說投下變數，也可能代表外太陽系存在更多未解的動力來源。研究團隊指出，若第九行星存在，必須能解釋菊石軌道的異常方向。

陳英同表示，「菊石」處於過去觀測上幾乎空白的區域，其近日點介於50至75 au，軌道半長軸在180至600 au之間，這項發現證明科學家能透過更先進的巡天設備，在過去被忽略的區域找到天體。

「菊石」也對外太陽系的軌道分佈提供新線索。王祥宇指出，「菊石」的發現意義不只是一顆新增的天體，更說明早期太陽系曾有某種機制影響外圍結構，不論是恆星掠過或隱藏行星，這項發現讓我們更接近真相。

動畫顯示外太陽系天體「菊石」（Ammonite）在數小時內的移動軌跡。（中研院天文所、日本國立天文臺提供）

研究團隊利用昴望遠鏡的廣角可見光相機Hyper Suprime-Cam（HSC）發現「菊石」，後續再以加拿大—法國—夏威夷望遠鏡（CFHT）進行確認，並比對過去十多年的觀測資料，確定穩定軌道。

電腦模擬顯示，「菊石」軌道數十億年來未受其他天體擾動，堪稱太陽系「化石」，或來自太陽系形成初期。模擬也顯示，約42億年前菊石與其他類賽德娜天體曾出現軌道羣聚，隨後因某顆古老行星的消失，才形成今日樣貌。

中研院表示，這項研究由「外太陽系的形成：冰凍的遺產」（FOSSIL）國際計劃執行，成員來自中研院、中央大學、日本國立天文臺、日本近畿大學、加拿大國家研究院、韓國天文研究院與中國南京大學等，研究亦獲國科會計劃支持。