藝術家對遙遠的柯伊伯帶中兩個物體碰撞的概念 。這種碰撞是柯伊伯帶塵埃的主要來源，還有來自太陽系外的微觀塵埃撞擊物從柯伊伯帶天體上激起的粒子 。Credit: Dan Durda, FIAAA
據美國宇航局：來自美國國家航空航天局新視野號飛船的新觀測表明，柯伊伯帶——太陽系中由數十萬個冰冷巖石行星構建塊組成的廣闊而遙遠的外部區域——可能比我們想象的要遠得多 。
新視野號Venetia Burney學生塵埃計數器（SDC）儀器快速穿過柯伊伯帶的外緣，該儀器距離太陽的距離幾乎是地球的60倍，探測到的塵埃水平高于預期——較大的柯伊伯帶物體（kbo）和被太陽系外微觀塵埃撞擊物撞擊的微粒之間碰撞的微小冷凍殘余物 。
科學模型認為，在這個距離內，KBO的人口和塵埃密度應該會開始下降10億英里 。這些讀數挑戰了科學模型 。越來越多的證據表明，主柯伊伯帶的外緣可能會比目前的估計延伸數十億英里——或者在我們已知的柯伊伯帶之外，甚至可能存在第二個柯伊伯帶 。
研究結果發表在2月1日的《天體物理學雜志快報》上 。
“新視野號正在對海王星和冥王星以外的行星際塵埃進行首次直接測量，因此每次觀測都可能有所發現 ， ”該論文的第一作者、科羅拉多大學博爾德分校物理學研究生亞歷克斯·多納說 。他是SDC項目的負責人 。“我們可能已經探測到一個擴展的柯伊伯帶——一群全新的物體發生碰撞并產生更多塵埃——的想法為解開太陽系最遙遠區域的謎團提供了另一條線索 。”
SDC由科羅拉多大學博爾德大氣和空間物理實驗室（LASP）的學生在專業工程師的指導下設計和制造，在新視野號穿越太陽系長達50億英里、歷時18年的旅程中，探測到了小行星、彗星和柯伊伯帶天體之間碰撞產生的微小塵埃顆粒 。新視野號于2006年發射升空后 ， 曾于2015年和2019年歷史性地飛越冥王星和KBO·阿羅科思 。SDC是美國國家航空航天局行星飛行任務中第一個由學生設計、制造和“飛行”的科學儀器，它可以計算和測量塵埃粒子的大小，提供太陽系外天體碰撞率的信息 。
最新的驚人結果是在三年多的時間里匯編的，新視野號距離太陽45至55個天文單位——一個天文單位是地球和太陽之間的距離，約為9300萬英里或1.4億公里 。
這些讀數出現之際，新視野號的科學家們利用夏威夷的日本斯巴魯望遠鏡等天文臺也發現了一些遠在柯伊伯帶傳統外緣之外的kbo 。這個外邊緣（物體密度開始下降的地方）被認為約為50天文單位 ， 但新的證據表明該帶可能會延伸到80天文單位或更遠 。
多納說，隨著望遠鏡觀測的繼續，科學家們正在尋找SDC塵埃讀數高的其他可能原因 。一種可能性（可能不太可能）是輻射壓力和其他因素將內柯伊伯帶產生的塵埃推至50天文單位以外 。新視野號也可能遇到了壽命較短的冰粒，這些冰粒無法到達太陽系內部，目前的柯伊伯帶模型尚未對此進行解釋 。
博爾德西南研究所新視野號首席研究員艾倫·斯特恩說:“新視野號的這些新科學成果可能是航天器首次在太陽系中發現新的天體群體 。”“我迫不及待地想看看這些升高的柯伊伯帶塵埃水平會延伸多遠 。“
現在進入第二次延長任務，新視野號預計將有足夠的推進劑和電力在距離太陽100 AU以上的地方運行到2040年代 。任務科學家表示，在如此遙遠的地方，SDC號甚至有可能記錄下飛船過渡到星際粒子主導塵埃環境的區域 。通過從地球上對柯伊伯帶進行補充性的望遠鏡觀測，新視野號作為唯一在柯伊伯帶運行并收集有關柯伊伯帶新信息的航天器，有一個獨特的機會來更多地了解kbo、塵埃源和柯伊伯帶的范圍以及星際塵埃和其他恒星周圍的塵埃盤 。
位于馬里蘭州勞雷爾的約翰·霍普金斯應用物理實驗室（APL）建造并運營新視野號飛船，并為美國國家航空航天局科學任務理事會管理該任務 。位于科羅拉多州圣安東尼奧和博爾德的西南研究所通過首席研究員艾倫·斯特恩指導此次任務，并領導科學團隊、有效載荷操作和遭遇科學規劃 。新視野號是美國國家航空航天局新前沿計劃的一部分，由位于阿拉巴馬州亨茨維爾的美國國家航空航天局馬歇爾太空飛行中心管理 。

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