แถบไคเปอร์และวัตถุพ้นดาวเนปจูน

พรมแดนน้ำแข็งพ้นดาวเนปจูน เขตอันกว้างใหญ่ของวัตถุดั้งเดิม รวมถึงดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระอื่นๆ

Definition

วัตถุพ้นดาวเนปจูนเป็นวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กที่โคจรรอบดวงอาทิตย์พ้นดาวเนปจูน ซึ่งมีการรวมกลุ่มที่โดดเด่นที่สุดคือแถบไคเปอร์ และรวมถึงดาวเคราะห์แคระหลายดวง

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมประชากรของวัตถุน้ำแข็งที่โคจรพ้นดาวเนปจูน: แถบไคเปอร์แบบคลาสสิก, วัตถุเรโซแนนซ์ เช่น พลูติโน, จานกระจาย, และวัตถุที่แยกตัวออกไป, พร้อมด้วยดาวเคราะห์แคระพลูโต, อีริส, มาคีมาคี, และเฮาเมอา โดยจะกล่าวถึงประเภทพลวัตและต้นกำเนิด, องค์ประกอบพื้นผิวและสี, ระบบคู่สัมผัสและระบบดาวบริวารในกลุ่มวัตถุเหล่านี้, และสิ่งที่โครงสร้างของพวกมันเผยให้เห็นเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายของดาวเนปจูนและระบบสุริยะยุคแรกเริ่ม, รวมถึงผลลัพธ์จากการบินผ่านของยานนิวฮอไรซันส์

Core questions

• ประเภทพลวัตใดบ้างที่ประกอบขึ้นเป็นบริเวณพ้นดาวเนปจูน และพวกมันก่อตัวขึ้นได้อย่างไร?
• โครงสร้างของแถบนี้เผยให้เห็นอะไรเกี่ยวกับการเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอกของดาวเนปจูน?
• พื้นผิวและองค์ประกอบของวัตถุในแถบไคเปอร์และดาวเคราะห์แคระเป็นอย่างไร?
• วัตถุที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้มีความสัมพันธ์กับดาวหางคาบสั้นและเซนทอร์อย่างไร?

Key theories

การเคลื่อนย้ายของดาวเนปจูนและการจับเรโซแนนซ์

เมื่อดาวเนปจูนเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอก มันได้กวาดและดักจับวัตถุเข้าสู่เรโซแนนซ์วงโคจร เช่น ดาวพลูโตและพลูติโน ซึ่งเป็นการปรับแต่งโครงสร้างของแถบไคเปอร์

แถบไคเปอร์ในฐานะแหล่งกักเก็บดาวหาง

บริเวณพ้นดาวเนปจูน โดยเฉพาะจานกระจาย เป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางคาบสั้น ซึ่งวิวัฒนาการเข้ามาด้านในผ่านประชากรเซนทอร์

Mechanisms

การเคลื่อนย้ายออกไปด้านนอกของดาวเนปจูนในระบบสุริยะยุคแรกเริ่มได้กระจาย ดักจับ และกระตุ้นดาวเคราะห์น้ำแข็งให้เข้าสู่ประเภทพลวัตที่เห็นในปัจจุบัน เมื่อเวลาผ่านไป การรบกวนจะส่งวัตถุจากจานกระจายเข้ามาด้านใน ซึ่งพวกมันจะกลายเป็นเซนทอร์และจากนั้นก็เป็นดาวหางคาบสั้น วัตถุเหล่านี้ยังคงรักษาน้ำแข็งดั้งเดิมและพื้นผิวที่แดงก่ำจากการฉายรังสีจากระบบสุริยะชั้นนอกที่หนาวเย็น

Clinical relevance

แถบไคเปอร์ยังคงรักษาสภาพบันทึกที่ไม่เปลี่ยนแปลงมากนักของจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดชั้นนอก และเป็นแหล่งกำเนิดของดาวหางคาบสั้น และโครงสร้างของมันเป็นข้อจำกัดสำคัญสำหรับแบบจำลองการเคลื่อนย้ายของดาวเคราะห์ยักษ์

History

ดาวพลูโตถูกค้นพบในปี 1930 แต่แถบที่กว้างกว่านี้ได้รับการยืนยันก็ต่อเมื่อมีการตรวจพบวัตถุ 1992 QB1 โดย Jewitt และ Luu ในปี 1992 การสำรวจต่อมาได้เปิดเผยวัตถุหลายพันชิ้นและดาวเคราะห์แคระหลายดวง การกำหนดสถานะดาวเคราะห์ใหม่ในปี 2006 และการบินผ่านของยานนิวฮอไรซันส์ไปยังดาวพลูโตในปี 2015 และอาร์โรคอธในปี 2019

Debates

หลักฐานสำหรับดาวเคราะห์เก้าดวงที่อยู่ห่างไกล

มีการถกเถียงกันว่าวงโคจรที่รวมกลุ่มกันของวัตถุพ้นดาวเนปจูนบางชนิดบ่งชี้ถึงดาวเคราะห์ที่ยังไม่ถูกค้นพบที่อยู่ห่างไกล หรือเกิดจากอคติในการสังเกตการณ์หรือพลวัตอื่นๆ

Key figures

• David Jewitt
• Jane Luu
• Alessandro Morbidelli
• Alan Stern

Seminal works

• jewittluu1993
• morbidelli2008
• stern2015

Frequently asked questions

ทำไมดาวพลูโตจึงไม่ถูกเรียกว่าดาวเคราะห์อีกต่อไป?

ในปี 2006 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้นิยามดาวเคราะห์ว่าเป็นวัตถุที่ได้กวาดล้างบริเวณวงโคจรของตนเองแล้ว; ดาวพลูโตมีบริเวณร่วมกับวัตถุในแถบไคเปอร์จำนวนมาก ดังนั้นจึงถูกจัดประเภทใหม่เป็นดาวเคราะห์แคระ

แถบไคเปอร์คืออะไร?

เป็นวงแหวนกว้างของวัตถุน้ำแข็งที่โคจรรอบดวงอาทิตย์พ้นดาวเนปจูน ซึ่งประกอบด้วยดาวพลูโตและวัตถุอื่นๆ อีกมากมายที่เหลือจากการก่อตัวของระบบสุริยะชั้นนอก