哈伯望遠鏡揭露柯伊伯帶神秘三重星系統，或改寫太陽系歷史

一組新發現的柯伊伯帶三重星系統，可能成為這些遙遠天體並非由碰撞形成，而是透過重力塌縮成形的強力證據。這項發現不僅挑戰了我們對太陽系早期形成的理解，更可能改寫柯伊伯帶的歷史。

宇宙中存在許多由重力束縛的三體系統，從三重星系統到擁有兩顆衛星的行星，如火星。如今，新研究指出，柯伊伯帶——太陽系外圍的冰質天體區域——也可能存在這樣的系統。科學家們在柯伊伯帶中發現了第二個潛在的三重星系統，原本被認為是雙星系統的天體，實際上可能隱藏著第三個成員。這個第三個天體與其伴星如此接近，只能透過對系統軌道運動的影響來偵測。

若這項發現得到證實，將大大增加柯伊伯帶中存在更多隱藏三重星系統的可能性。更重要的是，這將支援「流動不穩定性假說」，該理論認為柯伊伯帶天體（KBOs）並非透過碰撞形成，而是以三重星系統的形式透過重力塌縮成形。

哈伯太空望遠鏡的觀測資料顯示，柯伊伯帶中的一對天體實際上可能是三重星系統。這項發現利用哈伯望遠鏡和夏威夷凱克天文臺的資料，揭示了148780 Altjira系統可能是一個穩定的三重星系統。若確認，這將是柯伊伯帶中已知的第二個三體系統，暗示著更多類似系統的存在。

「宇宙中存在各種三體系統，包括距離地球最近的恆星系統——半人馬座α星，而我們發現柯伊伯帶可能也不例外，」該研究的主要作者、楊百翰大學物理與天文學畢業生Maia Nelsen表示。

柯伊伯帶天體（KBOs）是太陽系早期的古老冰質殘留物，位於海王星軌道之外。自1992年首次發現以來，已有超過3,000個KBOs被記錄，但科學家估計可能還有數十萬個，每個直徑超過10英里。目前已知最大的KBO是矮行星冥王星。

哈伯望遠鏡的發現為KBO形成理論提供了關鍵支援，該理論認為三個小型岩石天體並非在繁忙的柯伊伯帶中碰撞形成，而是直接由圍繞新生太陽的物質盤中的重力塌縮成形。雖然已知恆星透過氣體的重力塌縮形成，通常成對或成三，但像柯伊伯帶天體這樣的天體是否以類似方式形成仍在研究中。

Altjira系統位於太陽系外圍，距離地球37億英里，相當於地球與太陽距離的44倍。哈伯影像顯示兩個KBOs相距約4,700英里（7,600公里），但研究人員表示，對這些天體獨特共軌運動的重複觀測表明，內部天體實際上是兩個靠得非常近的天體，以至於在如此遙遠的距離下無法區分。

「對於如此微小且遙遠的天體，系統內部成員之間的距離僅佔哈伯相機畫素的一小部分，因此必須使用非成像方法來發現它是三重星系統，」Nelsen解釋道。

科學家們已累積了17年的觀測資料，觀察Altjira系統外部天體的軌道變化。「隨著時間推移，我們看到外部天體軌道方向的變化，表明內部天體要麼非常拉長，要麼實際上是兩個獨立的天體，」該研究的共同作者、楊百翰大學的Darin Ragozzine表示。

目前，柯伊伯帶中已確認約40個雙星系統。如今，隨著其中兩個系統可能為三重星系統，研究人員認為這並非特例，而是由相同條件形成的一群三體系統。然而，建立這一證據需要時間和重複觀測。

目前唯一被詳細探索的柯伊伯帶天體是冥王星和較小的天體Arrokoth，分別由NASA的新視野號任務於2015年和2019年造訪。新視野號顯示Arrokoth是一個接觸雙星，這意味著兩個天體逐漸靠近並最終接觸或合併，通常形成花生形狀。Ragozzine將Altjira描述為Arrokoth的表親，屬於同一組柯伊伯帶天體。他們估計Altjira的直徑為124英里（200公里），是Arrokoth的10倍大。

雖然目前沒有計劃派遣任務飛越Altjira以獲取Arrokoth級別的詳細資料，但Nelsen表示，未來十年將有一個不同的機會進一步研究這個引人入勝的系統。「Altjira已進入掩食季節，外部天體將從中央天體前方經過。這將持續十年，為科學家提供一個絕佳機會來瞭解更多，」Nelsen說。NASA的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡也將加入對Altjira的研究，並在其即將進行的第3週期觀測中檢查其組成部分是否相同。

這項哈伯研究發表在《行星科學期刊》上。