天文學家發現太陽系外隱藏的「三體問題」

最新研究指出，位於柯伊伯帶的「Altjira」雙星系統，實際上可能由三個天體組成，彼此以複雜的軌道相互環繞，形成罕見的「三體問題」。天文學家認為，這項發現暗示在太陽系外圍可能隱藏著更多類似的三重系統。

早在2001年，天文學家便發現了這個被命名為「148780 Altjira」的系統，當時認為它是由兩個大型天體組成的雙星系統，距離地球約37億英里（60億公里），位於海王星軌道之外的柯伊伯帶。這個區域充滿了小行星、彗星和矮行星，包括冥王星。這兩個冰質天體之間的距離約為4,700英里（7,600公里），相當於地球與月球距離的五十分之一。

然而，根據3月4日發表在《行星科學期刊》上的新研究，研究團隊提出，Altjira系統的內部天體實際上可能是兩個緊密環繞的小型天體，使整個系統成為三重系統。這一結論是基於哈伯太空望遠鏡的影像以及夏威夷莫納克亞火山上的凱克天文臺長達17年的資料分析。資料顯示，外部天體的軌道有細微的偏移，暗示它受到兩個天體的引力牽引，而非單一物體。不過，由於距離過遠，目前無法直接觀測到內部天體的分離。

研究團隊表示，未來10年內，Altjira系統將進入「掩食季節」，外部天體將頻繁位於內部天體與太陽之間，這將為更詳細的軌道觀測提供機會。此外，詹姆斯·韋伯太空望遠鏡也計畫對該系統進行觀測，其卓越的影像解析能力有望為這場爭議畫下句點。

當三個質量相近的天體相互環繞時，計算其軌道的數學模型變得極其複雜，且容錯率極低。NASA在宣告中指出：「預測三個引力束縛天體在太空中的運動，這個難題已困擾數學家數個世紀。」這就是所謂的「三體問題」，它不僅是科學界的挑戰，更啟發了同名科幻小說及影集。

宇宙中已發現多種型別的三重系統，例如離我們最近的恆星系統——半人馬座α，以及擁有兩顆恆星的「塔圖因」系外行星。然而，目前尚無普遍接受的解決方案來計算三重系統的軌道力學，因此「三體問題」仍被視為未解之謎。

如果Altjira系統被確認為三重系統，它將成為柯伊伯帶中第二個被發現的此類系統。此前，47171 Lempo系統也被認為是雙星系統，但其結構與Altjira極為相似。目前，柯伊伯帶中已知約有40個雙星系統，其中一些可能也是未被識別的三重系統。科學家估計，這片區域可能存在更多三體系統，甚至可能有數十萬個直徑超過10英里（16公里）的小型天體等待被發現。

研究團隊表示：「宇宙中存在著各種各樣的三重系統，而我們發現，柯伊伯帶可能也不例外。」