宇航局新视野号探测到柯伊伯带延伸的尘埃迹象

美国宇航局新视野号航天器的新观测结果表明，柯伊伯带——太阳系广阔而遥远的外层区域，由数十万个冰冷的岩石行星构件组成——可能比我们想象的要延伸得更远。

新视野号威尼斯伯尼学生尘埃计数器(SDC)仪器高速穿过柯伊伯带的外缘，距离太阳的距离几乎是地球的60倍，它检测到的尘埃含量高于预期，这是较大的柯伊伯带之间碰撞的微小冰冻残留物。带状物体(KBO)和从KBO中扬起的粒子被来自太阳系外部的微小尘埃撞击器所覆盖。

这些读数违背了科学模型，即柯伊伯带天体数量和尘埃密度应在该距离内开始下降十亿英里，并提供了越来越多的证据，表明主柯伊伯带的外缘可能比目前的估计延伸数十亿英里——或者说除了我们已知的那条腰带之外，甚至可能还有第二条腰带。

该论文的主要作者、科罗拉多大学博尔德分校的物理学研究生亚历克斯·多纳(AlexDoner)说：“新视野号正在对海王星和冥王星之外的行星际尘埃进行首次直接测量，这样每一次观测都可能带来新的发现。”作为SDC的领导。

“我们可能已经发现了一条延伸的柯伊伯带，其中有一群全新的物体相互碰撞并产生更多的尘埃，这一想法为解决太阳系最遥远区域的谜团提供了另一条线索。”

SDC由科罗拉多大学博尔德分校大气与空间物理实验室(LASP)的学生在专业工程师的指导下设计和建造，它检测到了新地平线沿线小行星、彗星和柯伊伯带天体碰撞产生的微小尘埃颗粒。50亿英里、历时18年穿越太阳系的旅程——自2006年发射以来，包括2015年飞越冥王星和2019年飞越KBOArrokoth。

SDC是NASA行星任务中第一台由学生设计、建造和“飞行”的科学仪器，它可以计算和测量尘埃颗粒的大小，从而生成有关外太阳系中此类天体碰撞率的信息。

最新的、令人惊讶的结果是在三年多的时间里，新视野号从距太阳45个天文单位(AU)的位置行驶到55个天文单位(AU)的距离，其中1个天文单位是地球与太阳之间的距离，约为9300万英里或1.4亿公里。

这些读数发布之际，新视野号的科学家们利用夏威夷的日本斯巴鲁望远镜等天文台，还发现了一些远远超出柯伊伯带传统外缘的柯伊伯带天体。这个外缘(物体密度开始下降的地方)被认为约为50个天文单位，但新证据表明该带可能延伸至80个天文单位或更远。

多纳说，随着望远镜观测的继续，科学家们正在寻找导致SDC尘埃读数较高的其他可能原因。一种可能性(也许不太可能)是辐射压力和其他因素将柯伊伯带内部产生的尘埃推到超过50个天文单位。新视野号还可能遇到了寿命较短的冰粒子，这些冰粒子无法到达太阳系内部，并且目前的柯伊伯带模型尚未考虑到这些冰粒子。

来自博尔德西南研究所的新视野号首席研究员艾伦·斯特恩说：“新视野号的这些新科学成果可能是任何航天器首次在太阳系中发现新的天体群体。”“我迫不及待地想看看这些升高的柯伊伯带尘埃水平能走多远。”

现在，新视野号已进入第二次延长任务，预计将有足够的推进剂和动力，在距太阳超过100个天文单位的距离上运行到2040年代。任务科学家表示，在遥远的未来，SDC甚至有可能记录航天器进入星际粒子在尘埃环境中占主导地位的区域的转变。

通过从地球对柯伊伯带进行互补的望远镜观测，新视野号作为唯一在柯伊伯带运行并收集有关柯伊伯带新信息的航天器，拥有独特的机会来了解更多关于柯伊伯带、尘埃源、柯伊伯带的范围和星际的信息。尘埃和其他恒星周围的尘埃盘。