通过聚类算法发现柯伊伯带中可能存在的独特结构
（神秘的地球uux.cn）据美国物理学家组织网（克里斯塔尔·卡萨尔）：我们太阳系中一个广阔的区域，称为柯伊伯带，从海王星轨道延伸到大约50个天文单位（AU），其中AU是地球与太阳之间的距离。该区域主要由冰天体和小型岩石天体组成，如冥王星。科学家认为柯伊伯带天体（KPOs）是太阳系形成时遗留的遗迹。
现在，arXiv上一篇新的预印本论文描述了一个新发现的区域，似乎与柯伊伯带的其他部分完全不同——但仍存在一些不确定性。
核心
早在2011年，一支天文学家团队注意到柯伊伯带内约44天文单位处的天体密度更高。团队将该区域称为“核”，发现该区域内的天体黄道倾角和偏心率低于其他KPOs。
换句话说，它们的轨道更为圆形，且更靠近太阳系平面，而非倾斜。核本身属于另一个独立的KPO群体，称为“动力冷”群体，该群体中所有物体倾斜率和倾角都较低。
由于对该核的初步观测是视觉的，可能缺少一些细节。一些研究者怀疑，深入挖掘这些天体的数据是否会揭示核内或柯伊伯带其他部分的新特征。
聚类算法引发了新的问题
为了在柯伊伯带内寻找不同的结构，新预印本论文的作者决定尝试一种名为基于噪声密度的空间聚类应用聚类算法（DBSCAN）。该算法此前已被用于其他天文数据集，但未用于柯伊伯带。团队首次计算了1650个经典KBO的自由重心轨道元素，如半长轴、偏心率和倾角，并用DBSCAN在这些基础上搜索其他类似天体的聚集。
他们的算法不仅发现了核，还发现了紧邻其旁边约43 AU处的另一个独立结构，他们简称为内核。内核因其偏心率分布比核更窄，显得可能独立，表明存在一个独立的群体。他们说内核包含了经典KBO的7-10%。
然而，团队表示，核与内核的区别取决于聚类参数。这也留下了一些疑问：内核是否真的是不同的。
“这里描述的内核的发现是通过条件方式使用DBSCAN实现的——要求DBSCAN恢复内核，并询问在这些情况下是否同时识别出其他簇。然而，去除这一条件后，尚不清楚内核和内核是单一的组合结构，还是实际上是两个不同的结构，”团队解释道。
新数据即将发布
目前，内环带作为独立实体的存在仍不明确。不过，来自维拉·C·鲁宾天文台的新数据即将发布，应能提供更多澄清。这些以及其他调查，可以澄清这些结构的性质及其起源。
然而，对研究作者来说，内带依然具有重要意义。他们说：“有两种我们无法区分的替代解释：要么核比之前认为的要大得多，要么冷经典柯伊伯带中存在额外的独特结构。无论哪种情况，正如这里描述的，内核都是附加分量。”
更多信息：Amir Siraj 等，《经典柯伊伯带的内核》，arXiv（2025）。DOI：10.48550/arxiv.2511.07512
相关：柯伊伯腰带之谜因未被触及的结构而加深
哈勃望远镜捕捉到的柯伊伯带天体。来源：uux.cn/NASA、欧洲航天局、SwRI、JHU / APL、新视野KBO搜索团队。
（神秘的地球uux.cn）据Robotdyn（凯西·里德）：普林斯顿大学一组研究人员研究柯伊伯带天体动力学——海王星轨道之外的一个区域——发现了一个“非常古老、未受触及的结构”的迹象。柯伊伯带位于距离太阳30至50天文单位（AU）之间，包含数百万个小型冰天体和矮行星，包括冥王星、马克马克、厄里斯和阿罗科斯。
2011年，天文学家分析了169个海王星外天体（TNOs）的轨道分布，确定了经典柯伊伯带内三个不同的组别：一个是具有广泛轨道倾角的“热”组分，以及两个“冷”组分——“搅拌”和“核”组分，范围较窄。“核”是一个密集的天体群，距离太阳约44天文单位。
在这项新研究中，科学家们使用DBSCAN聚类算法分析了1650个柯伊伯带天体。他们发现，除了已知的“内核”外，距离太阳约43天文单位处还有一个可能的“内核”。
该结构的特点是其低偏心率，意味着其内部天体的轨道非常接近圆形。该研究的主要作者、天体物理学家阿米尔·西拉杰解释道：“这种轨道稳定性是一个非常古老、未受触碰的结构的标志。”他认为，类似的结构可能为理解太阳系的演化、巨行星的迁移以及星际环境的影响提供了关键。
尽管“内核”形成的原因尚不清楚，科学家们认为海王星的突然迁移可能在其形成中起到了作用，就像已知的“内核”一样。作者指出，还需要更多观测来确认“内核”的存在。他们希望未来的研究，包括利用维拉·鲁宾天文台，能够帮助收集更多数据，并解决“内核”究竟是“内核”的延伸还是独立结构的问题。
研究这些“未受影响”区域有助于理解早期太阳系中物质的分布情况，以及行星间引力相互作用如何影响柯伊伯带的结构。近年来，望远镜技术的进步以及国际合作，如NASA和欧洲航天局的潜在任务，有望加深我们对此类天体现象的理解。
