海王星外天体

海王星外天体（Trans-Neptunian Object，TNO，也写为transneptunian object）或海外天体是太阳系中其轨道的平均距离比海王星的半长轴（30.1 AU）还要长的小行星或其他天体。
通常，海外天体进一步分为传统和共振的古柏带天体，其中离散盘和独立天体的类赛德娜天体是最远的天体name="KB"。截至2020年10月，小行星目录包含678颗已编号和超过2,000颗List of unnumbered trans-Neptunian objects。
第一颗海外天体是1930年发现的冥王星。直到1992年才发现了第二颗直接围绕太阳运行的海外天体阿尔比恩。已知质量最大的TNO是阋神星，其次是冥王星、妊神星、鸟神星和共工星。在海外天体的轨道上发现了超过80颗卫星。TNO在颜色中变化，并且是灰蓝色（BB）或非常红色（RR）。它们被认为是由岩石、无定形碳和挥发性冰（如水和甲烷）的混合物组成，并含有托林和其他有机化合物。
已知12颗半长轴大于150AU和近日点大于30AU的小行星，它们被称为极端海王星外天体（ETNO）。
NASA未来规划的任务“星际快车”星际探测器（Exploring Trans-Neptunian Objects with Interstellar Probe）将利用引力弹弓探索更多海外天体。初步报告列出了10个飞掠候选天体，包括创神星、共工星和亡神星等。

**历史**

**冥王星的发现**
新视野号拍摄的冥王星影像
每个行星的轨道都受到其他行星的引力影响。在20世纪初，观测到的天王星和海王星轨道与预期轨道之间的差异表明，在海王星之外还有一个或多个额外的行星。对这些的探索导致了1930年2月冥王星的发现，但后来发现冥王星太小，无法解释这些差异。1989年 航海家2号 飞越海王星时，对海王星质量的修正估计表明，这个问题是虚假的。冥王星是最容易找到的，因为它在所有已知的海外天体中具有最亮的视星等，与大多数其它大型TNO相比，它对黄道的倾斜度也较低。

**后续的发现**
冥王星被发现后，美国天文学家克莱德·汤博继续寻找类似的天体，但没有发现。在很长一段时间内，没有人搜索其他TNO，因为人们普遍认为冥王星是海王星之外唯一的主要天体；直到2006年8月之前，冥王星一直被归类为行星。直到1992年发现第二颗TNO，15760 阿尔比恩后，才开始系统地寻找更多的此类物体。对黄道周围的一条宽阔的天空带进行了拍摄，并对缓慢移动的天体进行了数值评估：发现了数百颗直径在50至2500公里之间的TNO；2005年发现的阋神星是已知质量最大的TNO。重新审视科学界长期以来关于大型TNO分类的争论，其中包括像冥王星这样的天体是否可以被认为是行星。冥王星和阋神星最终被国际天文学联合会归类为矮行星。2018年12月，宣布发现暱称为"Farout"的18。Farout是迄今为止观测到的最遥远的太阳系天体，距离太阳约120AU，完成一个轨道需要738年。

**分类**
海外天体的分布
欧拉图显示太阳系中天体的类型
根据它们与太阳的距离和它们的轨道参数，TNO被分为两大类：古柏带天体（KBO）和离散盘天体（SDO）name="KB"。右图说明已知的海外天体（距离远达70AU）相对于行星轨道和半人马小行星的分布，以供参考。不同的类别以不同的颜色表示。共振天体（包括海王星特洛伊）以红色绘制，传统古柏带天体以蓝色绘制。离散盘的天体向右延伸，远远超出图，已知天体的平均距离超过500AU（赛德娜）和远日点超过1,000AU（(87269) 2000 OO67）。

**古柏带天体**
埃奇沃思-古柏带包含与太阳的平均距离为30至约55AU的天体，通常具有接近圆形轨道，与黄道的倾角较小。埃奇沃思-古柏带天体被进一步分类为与海王星锁定在轨道共振中的共振海外天体，和没有这种共振，在几乎圆形轨道上移动，不受海王星干扰，也被称为QB1（cubewanos）的传统古柏带天体。共振海外天体有大量的子群，最大的是1:2共振（twotino）和以它们最突出的成员冥王星命名，有着2:3共振的冥族小天体（plutino）。传统埃奇沃思-古柏带的成员包括15760阿尔比恩、50000创神星和鸟神星。

**离散盘天体**
离散盘包含距离太阳更远，轨道非常偏心和倾斜的天体。这些轨道是非共振和不与行星轨道交叉。一个典型的例子是已知质量最大的TNO，阋神星。基于相对于海王星的蒂塞朗参数（TN），离散盘中的天体可进一步分为TN小于3的"传统"离散盘天体（SDO，散射近）和TN大于3的独立天体（ESDO，离散扩展）。此外，独立天体的时间平均偏心率大于0.2。类赛德娜天体是独立天体的另一个极端子群，其拱点距离如此之远，以至于已经证实它们的轨道无法用来自巨行星的摄动来解释，也不是通过与银河潮汐的相互作用。

**物理特性**
回顾冥王星，迄今为止访问量最大的古柏带天体
考虑到排除最大的海王星外所有天体的视星等（>20），物理研究仅限于以下方面：- 最大天体的热辐射（参见尺寸测定）- 色指数：这是比较使用不同滤镜的视星等- 分析视觉和红外线的光谱
研究颜色和光谱可以深入了解这些天体的起源及其与其它类型天体的潜在相关性，即半人马小行星和一些巨型行星的卫星（海卫一、土卫九），它们被怀疑起源于古柏带。然而，这些解释通常是模糊的，因为取决于未知的颗粒尺寸，使得光谱可以拟合多种表面组成模型。更重要的是，小天体的光学表面受到强辐射、太阳风和微陨石的影响。因此，薄光学表面层可能与下面的表土层非常不同，并且不代表天体的整体组成。
小型TNO被认为是岩石和冰与一些有机（含碳）表面物质（如托林）的低密度混合物，能在其光谱中检测到。另一方面，高密度的妊神星，2.6-3.3g/cm3，表明非冰含量非常高（与冥王星的密度相比：1.86g/cm3）。一些小型TNO的组成可能与彗星相似。事实上，一些半人马小行星在接近太阳时会经历季节性变化，使边缘变得模糊（参见2060 凯龙和7968 埃尔斯特-皮萨罗）。然而，半人马和TNO成员之间的比较仍然存在争议。

**色指数Colours**
一些大型TNO的相对大小、反照率和颜色的插图
一些大型TNO的相对大小、反照率和颜色的插图
色指数是通过蓝色（B），可见光（V），即黄绿色和红色（R）滤镜看到的天体视星等差异的简单测量。该图说明了除最大天体外的所有已知色指数（颜色略微增强）的天体。作为参考，两颗卫星：Triton和Phoebe，半人马小行星5145 Pholus和行星Mars被标绘在图中（黄色标签，且大小未依比例）。研究了颜色和轨道特性之间的相关性，以确认不同动力类别的不同起源理论：
*传统古柏带天体（cubewano）似乎由两种不同颜色的群体组成：所谓的冷（倾斜度＜5°）群体，只显示红色；所谓的热（倾斜度更高）群体，显示从蓝色到非常红色的整个颜色范围。最近基于深度黄道巡天数据的分析证实了低倾角（称为核心）和高倾角（称之为晕）天体之间的颜色差异。核心天体的红色及其未受干扰的轨道表明，这些天体可能是该带原始成员的遗迹。
*离散盘天体显示出与指向共同起源的热传统天体的颜色相似性。
然而，相对较暗的天体以及整个群体，都是红色的（V − I=0.3–0.6），较大的天体通常颜色更中性（红外指数V − I<0.2）。这种区别导致了一种观点，即最大的天体表面覆盖着冰，隐藏着下面更红、更暗的区域。

**Spectra 光谱类型**
在TNO中，正如在半人马小行星中一样，存在着从蓝灰色（中性）到非常红色的颜色范围很广，但与半人马不同，半人马的双模分为灰色和红色半人马，TNO的分布似乎是均匀的。在可见的红色和近红外范围中，光谱的反射率差异很大。中性天体呈现平坦的光谱，反射的红色和红外光与可见光谱一样多。非常红色的天体呈现陡峭的坡度，反射更多的红色和红外线。最近的分类尝试（与半人马共同）使用了从BB（蓝色或中性，平均B − V