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柯伊伯带示意图。大型天体是太阳、木星、天王星、海王星和土星。在它们之外是各种分类的柯伊伯带中的物体。以AU为单位。距离是按比例的，但太阳和行星点不是。来源：uux.cn维基百科通过CC BY-SA 3.0

（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（David Appell）：自从1930年冥王星被发现后不久，科学家们就一直在努力了解太阳系柯伊伯带的构成和演化，这让研究人员很忙。特别是，那里的二元物体对作为指标很有用，因为它们今天的存在描绘了40亿年前太阳系早期演化的能量或暴力程度。

研究人员仔细观察了超宽（分离）双星的演化，包括了更多的物理学，揭示了它们的结构和展开。他们发现，这些超宽双星可能并不像人们所认为的那样是在原始太阳系中形成的。他们的研究发表在《自然天文学》上。

美国俄克拉荷马大学的亨特·M·坎贝尔说：“在太阳系的外围，存在着一个如此广泛分离的双星系统群体，似乎值得研究它们是否可以在不以某种方式[完全]分离的情况下存活40亿年。”。

“如果它们形成于早期的柯伊伯带，并存活了这么长时间，你就可以得出一系列关于太阳系早期演化的能量或暴力程度的结论。”

柯伊伯带是太阳系的环形区域，包含星子和太阳系形成后留下的较小天体。它始于海王星的轨道，平均距离太阳30个天文单位（AU），延伸至约55 AU，与地球黄道平面倾斜10°以内。

它的质量比小行星带大20到200倍，由太阳系形成的小残骸组成——大多数是由甲烷、氨和水等分子组成的冰挥发物。它里面有矮行星冥王星、厄里斯、奥库斯等。据认为，有超过10万个直径超过100公里的柯伊伯带天体。

柯伊伯带的一个子集中的冷经典柯伊伯带天体是一类轨道在海王星轨道之外不受干扰的小天体；这些物体是原始的，保存着关于太阳系形成的信息。在太阳系早期，海王星从太阳向外迁移时，它们从未迁移过。该地区拥有最多的超宽双星系统（UWBs）——该地区近三分之一的物体是双星系统，与另一个物体有引力结合，其中百分之几是超宽双星，物体直径约为100公里，但相距数万公里。

坎贝尔说：“过去的许多工作都研究了由与经过的物体碰撞驱动的二元进化。”。“我们的工作考察了引力扰动驱动的进化。”

尽管它们很罕见，也很容易受到干扰，但今天的UWB已被用来限制它们在早期太阳系中与海王星的最小距离，以及今天柯伊伯带中公里大小的海王星外天体（TNO）的大致数量。

然而，人们隐含地认为，UWB的结构及其宽间距来自早期的原始太阳系。但坎贝尔和他的团队想知道，最初是否存在紧密结合的双星，它们通过与TNO的碰撞，在漫长的岁月中失去了对彼此的部分控制，尽管仍然结合在一起，但它们的分离进化到了超宽。

然而，研究表明，现代柯伊伯带中经过或撞击的TNO数量太少，无法显著产生UWB种群。

随着海王星远离太阳（从24天文单位迁移到30天文单位），其中一些天体会动态扩散，直到它们开始与太阳系的巨型外行星发生强烈相互作用，然后被抛出太阳系或被困在奥尔特云中。

大约99%到99.9%的原始带星子被认为是从动态的柯伊伯带中弹出的，柯伊伯星是在离太阳更近的地方形成的，并在被海王星推出时迁移到现在的轨道上。由于受影响的原始带天体至少需要1000万年才能被移除，坎贝尔和他的同事们想知道，包括这些受干扰的TNO的许多冷经典带交点是否可能比现代观测推断的要高得多，这将使双星系统暴露在更大的引力扰动之下。

这确实是他们对柯伊伯带演化的模拟所发现的。UWBs似乎不是原始的，所以它们不能像人们所认为的那样约束早期的太阳系。

坎贝尔说：“从我们的发现来看，这些扰动似乎非常显著，以至于那些宽的双星可能无法存活很长时间。”。

“但扰动也能够使更多的宽双星形成，缓慢地将最初更紧密、更稳定的双星进一步拉开，直到它们变宽。”

通过让早期的双星从这些不同的TNO路径经过40亿年的飞行，他们发现“在我们的模拟中，将更紧密的TNO双星扩展为UWB排列并不罕见。”

他们计算出，在太阳系40亿年的跨度内，TNO通道将使多达10%的中等紧密双星变宽为UWB。但这一结果并不适用于更严格的二进制文件。

坎贝尔说：“随着越来越多的柯伊伯带双星被发现，我们对广泛的双星群体有了更好的了解，我们可以缩小对柯伊伯皮带演化和驱动它的巨型行星的限制。”。

正如在其他恒星系统中看到的类似的KB盘一样，“如果我们更多地了解我们的恒星系统是如何形成的，我们就可以更多地了解其他恒星系统是怎样形成的，并猜测可能潜伏在那里的其他行星是什么，否则很难看到。”

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