结冰的小行星帮助詹姆斯·韦伯太空望远镜揭示海王星的历史

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一幅插图显示詹姆斯·韦伯太空望远镜正在检查Mors Somnus（图片来源：Angela Ramirez，UCF）

（）据美国太空网（Robert Lea）：詹姆斯·韦伯太空望远镜在研究太阳系边缘的一对结冰小行星时，正在帮助科学家了解一颗冰巨星海王星的演化过程。这些发现也有助于揭示古代地球是如何被水饱和的，水是最终导致生命出现的成分。

最近，人们发现双星系统Mors Somnus起源于一个由物体组成的冰带内，该冰带被称为“柯伊伯带”。该区域位于海王星轨道之外，海王星是距离太阳第八也是最远的行星。因此，Mors Somnus可以作为研究海王星以及柯伊伯带其他冰体（也称为跨海王星天体（TNO））动力学历史的代理。

一些较大的TNO以前曾被详细研究过，但这项由詹姆斯·韦伯太空望远镜的跨海王星天体表面成分（Disco TNO）计划进行的研究，代表着首次对一对小型双星TNO的两个部分的表面成分进行研究。因此，这也是第一次揭示它们的化学成分。

佛罗里达航天研究所的研究负责人兼Disco TNO项目科学家Ana Carolina de Souza Feliciano在一份声明中表示：“我们正在研究TNO的实际化学和物理如何反映出产生行星、卫星和小天体的云中基于碳、氧、氮和氢的分子的分布。”。“这些分子也是地球上生命和水的起源。”

像Mors Somnus这样的双星在柯伊伯带以外是罕见的。这是因为当这些相距遥远的双星没有受到带内其他冰体和碎片的保护时，它们之间的引力结合会受到干扰。这向研究小组表明，Mors Somnus被运送到柯伊伯带外目前位置的过程一定相对缓慢。

De Souza Feliciano及其同事使用JWST将Mors Somnus的表面与其他六种未受干扰的TNO或“冷经典”TNO的表面进行了比较，以确定它们具有许多共性。这表明，这些寒冷的经典天体以及小行星Mors和Somnus都在27亿英里外的同一柯伊伯带区域形成。在这个地区，其他TNO也被认为已经形成。

此外，这些天体在柯伊伯带中的原始位置似乎受到了扰动，这意味着科学家可以将它们与未受干扰的冷经典TNO进行比较，并可能追踪海王星是如何迁移到当前轨道的。



柯伊伯带和一些观测它的航天器的插图（图片来源：NASA/JHUAPL/SwRI）

这些正是研究人员希望在2022年末JWST开始提供近60个TNO的Disco TNO数据后发现的结果。

de Souza Feliciano说：“当我们开始分析Mors和Somnus光谱时，更多的数据正在到来，动态组和成分行为之间的联系是自然的。”。

研究联合负责人、佛罗里达航天研究所研究员NoemíPinilla Alonso构思了Disco TNO项目。由于其前所未有的光谱观测能力，她相信JWST总有一天会提供更多关于柯伊伯带甚至海王星以外天体的信息。

Pinilla Alonso说：“这是第一次，我们不仅可以解析具有多个组件的系统的图像，而且还可以研究它们的组成，其细节只有JWST才能提供。”。“我们现在可以前所未有地研究这些双星的形成过程。”

尽管JWST的设计目的是观察早期宇宙中的星系和类星体等物体，因此距离地球数十亿光年，但de Souza Feliciano认为，这项研究强调了JWST是一个真正的开拓者。

她说：“在JWST之前，没有仪器能够从这些物体获得该波长范围内的信息。”。“我很高兴能够参与JWST开创的时代。”

该团队的研究于1月9日发表在《天文学与天体物理学》杂志上。