新一代望远镜正助力天文学家重绘柯伊伯带。通过研究冰封遗迹与结构，科学家有望揭秘行星演化史并寻找太阳系边缘隐藏的行星。
在海王星轨道之外，隐藏着一个由远古遗迹、动力学谜团和可能存在的未知行星组成的广阔环带。这片被称为柯伊伯带的区域，距离太阳约30到50倍地球距离，自1990年代首次进入人类视野以来，一直笼罩在神秘之中。
Becky Ferreira 在 wired.com 发表的文章指出，在过去的30年里，天文学家只编目了约4000个柯伊伯带天体，包括一些矮行星、冰彗星和行星碎片。但随着更先进的望远镜投入使用，这个数字预计在未来几年将翻10倍。其中，位于智利的薇拉·鲁宾天文台及其旗舰项目“空间与时间遗产调查项目”已于去年开始运行，其主要任务之一就是照亮这片暗淡的疆域。此外，詹姆斯·韦伯空间望远镜等尖端设备也将助力科学家看清这片地带的真面目。
亚利桑那大学的行星科学教授 Renu Malhotra 认为，目前我们对太阳系边缘的普查就像是一块拼凑的补丁，遗漏了许多可能存在的真相。薇拉·鲁宾天文台将填补这些知识空白。普林斯顿大学研究柯伊伯带的在读博士生 Amir Siraj 预测，由于该项目的启动，这很快将成为一个极其热门的领域。
柯伊伯带本质上是一个行星“乱葬岗”，保存着4.6亿年前太阳系诞生时由于混乱而被抛射到边缘的残留物。冥王星是人类发现的第一个柯伊伯带天体，比该带本身被发现早了半个多世纪。虽然这片区域并非完全静止，但它更像是一个完好无损的时间胶囊，记录着行星形成的最初线索。
在这片区域中，科学家发现了一些奇怪的结构，比如在距离太阳44天文单位(1天文单位约为9300万英里)处有一个名为“核心”的天体群。关于它的起源，一个流行的假设是“跳跃的海王星”情景。来自加拿大国家研究委员会自治领天体物理天文台的天文学家 Wes Fraser 解释说，这一想法最初由天文学家 David Nesvorný 提出。大约40亿年前，海王星在其他气态巨行星的影响下发生了位移，就像扫雪机在公路上行驶时突然提起铲斗，在身后留下了一堆积雪，这个“核心”便是海王星在轨道迁移中遗落的遗迹。
去年，Amir Siraj 利用新算法分析了1650个柯伊伯带天体，数量是2011年 Jean-Robert Petit 首次识别该结构时的10倍。结果不仅确认了原始核心的存在，还揭示了一个位于43天文单位处的疑似“内核心”。这些发现为海王星的迁移过程以及其他塑造这些天体群的过程提供了新的佐证。
除了还原行星的早期历史，科学家们还在竞相寻找未知的行星。最著名的是2016年提出的“第九大行星”或“X行星”。Amir Siraj 等人还在2025年的研究中推测，在80到200天文单位之间，可能存在一颗水星或火星大小的“Y行星”。虽然寻找这些远离太阳的暗淡世界极具挑战，但 Wes Fraser 认为，这些行星的化学成分可能与内太阳系的类地行星完全不同。
另一个重大谜题是柯伊伯带的边界。该区域在50天文单位处突然逐渐消失，这一边缘被称为“柯伊伯悬崖”。相比其他拥有巨大碎屑盘的恒星系统，太阳系的碎屑带显得异常窄小。Wes Fraser 表示，如果能在100天文单位处发现新的碎屑盘，那么太阳系将显得更“大众化”。2024年，他和同事确实发现了100天文单位处疑似存在新天体群的迹象，但这仍需进一步证实。
正如 Renu Malhotra 所言，无论最终是否能找到隐藏的行星，这些观测都将告诉我们行星形成过程的效率。在这个古老的时间胶囊里，隐藏着人类尚未想象到的秘密。
本文译自 arstechnica，由 BALI 编辑发布。
