90377 เซดนา

วงโคจรส่วนใหญ่ของเซดนาอยู่ไกลออกจากดวงอาทิตย์ไปมากกว่าตำแหน่งปัจจุบัน ซึ่งคาดว่าตำแหน่งที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดจะอยู่ห่างออกไปถึง 937 AU (31 เท่าของระยะของดาวเนปจูน) ทำให้เซดนาเป็นวัตถุหนึ่งที่ไกลที่สุดในระบบสุริยะ นอกเหนือจากดาวหางคาบยาวดาวเคราะห์แคระที่เป็นไปได้อย่าง 2014 FE72 มีคาบการโคจรอยู่ที่ ~90,000 ปี และวัตถุระบบสุริยะขนาดเล็ก เช่น , , , ,  และดาวหางหลายดวง (เช่น ดาวหางใหญ่แห่งปี พ.ศ. 2120) มีวงโคจรที่ใหญ่กว่าเช่นกัน สำหรับประเภทหลัง เฉพาะ , , และ  มีจุดใกล้ที่สุดอยู่ไกลกว่าวงโคจรดาวพฤหัสบดี จึงกลายเป็นข้อถกเถียงกันว่าวัตถุเหล่านี้อาจเป็นดาวหางที่ถูกจัดผิดหมวดหมู่

เซดนามีวงโคจรที่ยาวและยืดเป็นพิเศษ โดยใช้เวลาโคจรหนึ่งรอบประมาณ 11,400 ปี และมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุดที่ 76 AU สิ่งนี้นำมาสู่ความคิดเกี่ยวกับต้นกำเนิดของเซดนา ศูนย์ดาวเคราะห์น้อยจัดเซดนาให้อยู่ในแถบหินกระจาย ซึ่งเป็นกลุ่มของวัตถุที่มีวงโคจรยืดยาวออกไปไกลเนื่องด้วยแรงโน้มถ่วงจากดาวเนปจูน การจัดให้เซดนาอยู่ในแถบหินกระจายนี้กลายเป็นข้อถกเถียง เพราะเซดนาไม่เคยเข้ามาใกล้ดาวเนปจูนมากพอที่จะเหวี่ยงกระจายเซดนาออกไปด้วยแรงโน้มถ่วงจากดาวเนปจูน ทำให้นักดาราศาสตร์บางคนเชื่อว่าเซดนาเป็นวัตถุหนึ่งในเมฆออร์ตชั้นใน แต่บางคนก็เชื่อว่าเซดนามีวงโคจรที่ยืดยาวแบบนี้เนื่องด้วยดาวฤกษ์ที่เฉียดผ่านเข้ามาใกล้ โดยอาจเป็นหนึ่งในดาวของกระจุกดาวของดวงอาทิตย์ตอนเกิด (กระจุกดาวเปิด) หรือระบบดาวเคราะห์อื่นอาจจับยึดไว้ สมมติฐานอีกอย่างหนึ่งเสนอว่าวงโคจรของเซดนาได้รับผลกระทบจากดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ดวงหนึ่งที่พ้นวงโคจรดาวเนปจูน

ไมเคิล บราวน์ นักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบเซดนาและดาวเคราะห์แคระอีริส เฮาเมอา และมาคีมาคี คิดว่าเซดนาเป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูนในปัจจุบันที่สำคัญที่สุดในทางวิทยาศาสตร์ เพราะว่าการทำความเข้าใจในวงโคจรที่ไม่เสถียรนี้เป็นไปได้ที่จะให้ข้อมูลอันมีค่าเกี่ยวกับต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของระบบสุริยะในช่วงแรกChang, Kenneth, Ninth Planet May Exist Beyond Pluto, Scientists Report, New York Times, 21 January 2016, page A1

 ประวัติ 
 การค้นพบ 
เซดนา (หรือในชื่อเก่า คือ 2003 VB12) ค้นพบโดย ไมเคิล อี. บราวน์ (สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย) แชด ทรูจีโล (หอดูดาวเจมินี) และ เดวิด แรบิโนวิตซ์ (มหาวิทยาลัยเยล) เมื่อวันที่ 14 พฤศจิกายน พ.ศ. 2546 การค้นพบเป็นส่วนหนึ่งของการสำรวจซึ่งเริ่มขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2544 ด้วยกล้องโทรทรรศน์ซามูเอลออสชินที่หอดูดาวพาโลมาร์ ใกล้กับแซนดีเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย ใช้กล้องความชัด 160 เมกะพิกเซลของมหาวิทยาลัยเยล ในวันนั้นพบว่าวัตถุเคลื่อนที่ไป 4.6 ลิปดา โดยใช้เวลา 3.1 ชั่วโมงเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ ซึ่งทำให้ประมาณได้ว่าวัตถุนั้นอยู่ห่างออกไปประมาณ 100 AU การสำรวจต่อมามีขึ้นในช่วงเดือนพฤศจิกายน–ธันวาคม พ.ศ. 2546 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์สมาร์ทที่หอดูดาวนานาชาติ-อเมริกันเซร์โรโตโลโล ในประเทศชิลี กล้องโทรทรรศน์เทเนกรา 4 ในโนกาเลส รัฐแอริโซนา และกล้องของหอดูดาวเคกบนภูเขาไฟเมานาเคอาที่ฮาวาย ประกอบกับการตรวจสอบผ่านภาพเก่า ๆ ที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์ซามูเอลออสชินในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2546 และภาพจากภารกิจตามหาดาวเคราะห์น้อยใกล้โลกในปี พ.ศ. 2544–2545 ทำให้การค้นหาวงโคจรมีความแม่นยำมากขึ้น การคำนวณแสดงให้เห็นว่าวัตถุนั้นเคลื่อนไปตามวงโคจรที่เยื้องมาก ๆ ที่ระยะทาง 90.3 AU จากดวงอาทิตย์ ซึ่งการค้นพบภาพก่อนการค้นพบนี้เกิดขึ้นภายหลังในบรรดาภาพการสำรวจท้องฟ้าของปาโลมาร์ย้อนกลับไปถึงวันที่ 25 กันยายน พ.ศ. 2533

 การตั้งชื่อ 
ในระยะแรก ไมก์ บราวน์ ตั้งชื่อเล่นให้กับเซดนาว่า "เดอะฟลายอิงดัตช์แมน" หรือแค่ "ดัตช์" ตามชื่อเรือผีสิงในตำนาน เนื่องด้วยการเคลื่อนที่ที่ช้าที่ทำให้ทีมงานรู้ว่าดาวนั้นมีตัวตนอยู่ สำหรับชื่ออย่างเป็นทางการ ไมก์ บราวน์ เลือกชื่อเซดนา ชื่อจากเทพปกรณัมอินุต ซึ่งบราวน์เลือกด้วยเหตุผลส่วนหนึ่งว่าอินุตเป็นกลุ่มชนขั้วโลกที่อยู่ใกล้บ้านของเขาที่สุดที่ปาซาเดนา และเหตุผลอีกส่วนหนึ่งว่าชื่อนั้นสะกดง่าย ไม่เหมือนกับควาโอวาร์ บนเว็บไซต์ของเขา เขาเขียนว่า  ไมเคิล บราวน์ยังเสนอต่อศูนย์ดาวเคราะห์น้อยของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลว่าวัตถุใด ๆ ที่จะค้นพบในอนาคต ถ้าอยู่ในบริเวณเดียวกับเซดนา ควรตั้งชื่อตามสิ่งที่อยู่ในเทพปกรณัมอาร์กติก ทีมผู้ค้นพบตีพิมพ์ชื่อ "เซดนา" ก่อนการตั้งชื่ออย่างเป็นทางการ ไบรอัน มาร์สเดน ผู้อำนวยการศูนย์ดาวเคราะห์น้อย กล่าวว่าการทำเช่นนี้เป็นการละเมิดพิธีสารและอาจมีนักดาราศาสตร์ของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลโต้แย้ง ถึงกระนั้น ไม่มีข้อคัดค้านใด ๆ ต่อชื่อนี้เลย และไม่มีชื่ออื่นใดเสนอเข้ามา การประชุมของคณะกรรมการร่างชื่อวัตถุขนาดเล็กจึงยอมรับชื่อ "เซดนา" ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2547 และอนุญาตให้มีการตั้งชื่อก่อนที่จะได้รับชื่ออย่างเป็นทางการ สำหรับกรณีที่น่าสนใจเป็นพิเศษที่คล้ายกัน

 วงโคจรและการโคจร 
เซดนาเป็นวัตถุที่มีคาบการโคจรนานที่สุดเป็นลำดับที่สองของระบบสุริยะ ซึ่งคำนวณแล้วอยู่ที่ 11,400 ปี วงโคจรของเซดนามีความเยื้องสูงมาก ด้วยจุดไกลที่สุดจากดวงอาทิตย์อยู่ที่ 937 AU และจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ที่ 76 AU โดยตำแหน่งที่ใกล้ที่สุดของเซดนาอยู่ไกลกว่าของวัตถุอื่น ๆ ในระบบสุริยะจนกระทั่งค้นพบ 2012 VP113 ณ จุดไกลที่สุดนั้น เซดนาโคจรด้วยความเร็วเพียงแค่ 1.3% ของความเร็วที่โลกโคจร เมื่อมีการค้นพบเซดนาที่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ 89.6 AU ขณะเคลื่อนที่เข้าใกล้จุดใกล้ที่สุด เซดนากลายเป็นวัตถุที่ไกลที่สุดในระบบสุริยะ ภายหลังอีริสแซงเซดนาเมื่อตรวจพบอีริสโดยวิธีเดียวกันที่ระยะห่าง 97 AU จากดวงอาทิตย์ มีเพียงดาวหางคาบยาวบางดวงเท่านั้นที่มีคาบโคจรมากกว่าคาบของเซดนา ดาวหางเหล่านี้จางเกินไปที่จะสามารถค้นพบได้ เว้นแต่จะผ่านเข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน ถึงแม้ว่าเซดนาจะอยู่ ณ จุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดในช่วงกลางปี พ.ศ. 2619 ดวงอาทิตย์ที่ปรากฏบนเซดนานั้นอาจมีขนาดเท่าปลายเข็มซึ่งสว่างกว่าดวงจันทร์ตอนเต็มดวง 100 เท่า (เมื่อเทียบกับโลกแล้ว ดวงอาทิตย์ที่เห็นบนโลกสว่างกว่าตอนดวงจันทร์เต็มดวง 400,000 เท่า) และดวงอาทิตย์อยู่ไกลเกินกว่าที่จะเห็นเป็นรูปร่าง

เมื่อค้นพบครั้งแรกนั้น คาดว่าเซดนามีคาบหมุนรอบตัวเองที่นานมาก ๆ (20 ถึง 50 วัน) ระยะแรกเชื่อกันว่าการหมุนรอบตัวเองของเซดนาที่ช้าเป็นผลมาจากแรงโน้มถ่วงจากดาวบริวารขนาดใหญ่ คล้ายกับแครอน ดาวบริวารของดาวพลูโต การค้นหาดาวบริวารดวงนั้นด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2547 ไม่พบอะไรเลย และจากผลการคำนวณจากกล้องโทรทรรศน์เอ็มเอ็มในเวลาต่อมาพบว่าเซดนาหมุนโดยใช้ระยะเวลาสั้นกว่าที่คาดไว้มาก ประมาณ 10 ชั่วโมง ซึ่งค่อนข้างปกติสำหรับดาวขนาดอย่างเซดนา

 ลักษณะทางกายภาพ 
เซดนามีความส่องสว่างสัมบูรณ์อยู่ที่ประมาณ 1.8 และอัตราส่วนสะท้อนอยู่ที่ประมาณ 0.32 จึงประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางไว้ที่ 1,000 กิโลเมตร ณ เวลาที่ค้นพบเซดนานั้น ได้จัดให้เซดนาเป็นวัตถุที่ส่องสว่างภายในมากที่สุดในระบบสุริยะตั้งแต่ค้นพบดาวพลูโตในปี พ.ศ. 2473 ในปี พ.ศ. 2547 เหล่าผู้ค้นพบวางค่าสูงสุดของเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ที่ 1,800 กิโลเมตร แต่ในปี พ.ศ. 2550 ก็ลดลงมาต่ำกว่า 1,600 กิโลเมตร หลังจากที่สังเกตผ่านกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ในปี พ.ศ. 2555 การคำนวณจากหอดูดาวอวกาศเฮอร์เชลเสนอว่าเซดนามีเส้นผ่านศูนย์กลาง 995 ± 80 กิโลเมตร ซึ่งจะทำให้มีขนาดเล็กกว่าแครอน ดาวบริวารของดาวพลูโต เนื่องจากเซดนาไม่มีดาวบริวาร การหามวลโดยไม่ส่งยานอวกาศไปจึงเป็นไปไม่ได้และเซดนาก็เป็นวัตถุพ้นดาวเนปจูนที่ใหญ่ที่สุดที่ไม่มีดาวบริวารในปัจจุบัน มีความพยายามในการหาดาวบริวารนั้นเพียงครั้งเดียว และคาดการณ์กันว่ามีโอกาสที่ไม่พบดาวบริวารนั้นอยู่ 25%

การสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์ SMARTS แสดงให้เห็นว่าในระยะแสงที่มองเห็นได้ เซดนาเป็นหนึ่งในวัตถุที่สีแดงที่สุดในระบบสุริยะ เกือบมีสีแดงเท่าดาวอังคาร แชด ทรูจีโลและเพื่อนร่วมงานของเขาเสนอว่าสีแดงเข้มของเซดนานั้นเกิดจากผิวของดาวนั้นปกคลุมไปด้วยตะกอนไฮโดรคาร์บอน หรือโทลีน ซึ่งเกิดจากสารประกอบอินทรีย์ขนาดเล็กกว่าที่สัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเล็ตยาวนาน ผิวของเซดนาเหมือนกันทั้งสีและสเปกตรัมทั่วทั้งดาว ซึ่งอาจเกิดจากการที่เซดนาไม่ค่อยปะทะกับวัตถุอื่นใด ไม่เหมือนกับวัตถุอื่น ๆ ที่ใกล้ดวงอาทิตย์กว่าที่มักจะปะทะกับวัตถุอื่น ซึ่งแสดงให้เห็นแถบน้ำแข็งสว่างที่มีเหมือนกับบน 8405 แอสโบลัส เซดนาและวัตถุที่อยู่ไกลมากสองชิ้น ได้แก่  และ  มีสีเดียวกันกับวัตถุดั้งเดิมในแถบไคเปอร์ชั้นนอกและเซนทอร์ 5145 โฟบัส วัตถุเหล่านี้อาจมีต้นกำเนิดในบริเวณเดียวกัน

ทรูจีโลและเพื่อนร่วมงานยังวางค่าสูงสุดขององค์ประกอบพื้นผิวของเซดนาอยู่ที่มีเทนแข็ง 60% และน้ำแข็ง 70% การมีอยู่ของมีเทนแข็งยังช่วยสนับสนุนถึงการมีอยู่ของโทลีนบนผิวเซดนา เนื่องด้วยโทลีนเหล่านี้เกิดจากการฉายรังสีของมีเทน บารุชชีและเพื่อนร่วมงานของเขาเปรียบเทียบสเปกตรัมของเซดนากับไทรทัน และตรวจพบแถบดูดซึมอย่างอ่อนของมีเทนและไนโตรเจนแข็ง จากการสังเกตเหล่านี้ พวกเขาจึงเสนอองค์ประกอบผิวดาวเป็นโทลีนชนิดไทรทัน 24% คาร์บอนอสัณฐาน 7% ไนโตรเจนแข็ง 10% เมทานอล  26% และมีเทน 33% และได้ยืนยันการตรวจพบมีเทนและน้ำแข็งในปี พ.ศ. 2549 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ การมีอยู่ของไนโตรเจนบนผิวดาวเสนอว่าเซดนาอาจมีชั้นบรรยากาศบาง ๆ แม้เพียงระยะเวลาสั้น ระหว่าง 200 ปีใกล้กับจุดใกล้ที่สุด อุณหภูมิสูงสุดบนเซดนาควรเกิน 35.6 เคลวิน (-237.6 องศาเซลเซียส) การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิระหว่างไนโตรเจนแข็งระยะแอลฟากับระยะบีตาบนไทรทัน ที่ 38 เคลวิน ความดันไอของ N2 อาจอยู่ที่ 14 ไมโครบาร์ (1.4 ปาสกาล) ความชันสเปกตรัมสีแดงเข้มของเซดนาแสดงให้เห็นถึงการมีอยู่ของสารประกอบอินทรีย์จำนวนมากบนผิวดาว และแถบการดูดกลืนมีเทนจาง ๆ ชี้ว่ามีเทนบนผิวดาวนั้นมีอายุมาก สิ่งนี้หมายความว่าเซดนานั้นหนาวเกินกว่าที่มีเทนจะระเหยไปจากผิวดาวและตกกลับมาในรูปของหิมะ ซึ่งเกิดขึ้นบนไทรทันและอาจจะบนดาวพลูโตด้วย

แบบจำลองของความร้อนภายในดาวด้วยการสลายตัวกัมมันตรังสีเสนอว่าเซดนาอาจมีมหาสมุทรเป็นน้ำเหลวอยู่ใต้ผิวดาว

 ต้นกำเนิด 
ในรายงานการค้นพบเซดนา ไมก์ บราวน์ และเพื่อนร่วมงานของเขาบรรยายไว้ว่าเซดนาเป็นวัตถุแรกที่อยู่ในบริเวณเมฆออร์ต ซึ่งเป็นเมฆสมมติของดาวหางที่เชื่อกันว่ามีอยู่ไปไกลถึงเกือบหนึ่งปีแสงจากดวงอาทิตย์ พวกเขาสังเกตว่าจุดใกล้ที่สุดของเซดนา (76 AU) นั้นไกลเกินกว่าที่อิทธิพลความโน้มถ่วงจากดาวเนปจูนจะกระจายเซตนาได้ แตกต่างจากวัตถุแถบหินกระจาย เช่น อีริส เนื่องจากเซดนาอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เกินกว่าที่คาดไว้สำหรับวัตถุเมฆออร์ต ประกอบกับมีวงโคจรที่เอียงในระนาบใกล้เคียงกับวัตถุอื่นในแถบไคเปอร์และดาวเคราะห์ พวกเขาจึงบรรยายวัตถุค้นพบใหม่ชิ้นนี้เป็น "วัตถุเมฆออร์ตชั้นใน" ซึ่งเริ่มตั้งแต่บริเวณแถบหินกระจายในแถบไคเปอร์ไปจนถึงบริเวณที่เป็นทรงกลมของเมฆออร์ต

ถ้าเซดนากำเนิดขึ้นในตำแหน่งปัจจุบัน จานดาวเคราะห์ก่อนเกิดดั้งเดิมของดวงอาทิตย์ต้องแผ่ออกไปไกลถึง 75 หน่วยดาราศาสตร์ (AU) ในอวกาศ วงโคจรดั้งเดิมของเซดนาก็ต้องเกือบเป็นวงกลมเช่นกัน มิเช่นนั้นการกำเนิดโดยการชนกันจากวัตถุขนาดเล็กกว่าจะเป็นไปไม่ได้ เพราะว่าจะรบกวนความเร็วสัมพัทธ์ที่มากระหว่างชิ้นส่วนเล็ก ๆ มากเกินไป ดังนั้นจะต้องเหวี่ยงเซดนามายังวงโคจรปัจจุบันด้วยแรงโน้มถ่วงของวัตถุบางอย่าง ในรายงานแรกของพวกเขานั้น บราวน์ ราบิโนวิตซ์ และเพื่อนร่วมงานเสนอว่ามีสามตัวเลือกที่เป็นไปได้ที่จะเป็นวัตถุที่มารบกวนนี้ ได้แก่ ดาวเคราะห์ที่ยังไม่ค้นพบที่อยู่ถัดออกไปจากแถบไคเปอร์ ดาวฤกษ์ที่โคจรผ่านมา หรือหนึ่งในดาวฤกษ์แรกเกิดที่ตรึงอยู่กับดวงอาทิตย์ในกระจุกดาวฤกษ์ครั้งที่ดวงอาทิตย์กำเนิดขึ้น

ไมก์ บราวน์ และทีมงานของเขาสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า "การเหวี่ยงเซดนามาให้อยู่ในวงโคจรปัจจุบันทำได้ด้วยดาวฤกษ์จากกระจุกดาวเปิดของดวงอาทิตย์" ให้เหตุผลด้วยว่าจุดที่ไกลที่สุดของเซดนาที่ประมาณ 1,000 AU ซึ่งใกล้มากเมื่อเทียบกับจุดที่ไกลที่สุดของดาวหางคาบยาวทั้งหลาย ไม่ไกลเพียงพอที่จะได้รับผลกระทบจากดาวฤกษ์ที่โคจรผ่านมา ณ ตำแหน่งปัจจุบันจากดวงอาทิตย์ พวกเขาเสนอว่าวงโคจรของเซดนาสามารถอธิบายได้ดีที่สุดด้วยการที่ดวงอาทิตย์กำเนิดในกระจุกดาวเปิดของดาวฤกษ์จำนวนมากที่ค่อย ๆ แยกจากกันไปตามเวลา สมมติฐานนั้นพัฒนาต่อไปโดยทั้งอาเลสซานโดร มอร์บีเดลลี และสกอตต์ เจย์ เคนยอน แบบจำลองคอมพิวเตอร์โดยฮูลิโอ เอ. เฟร์นันเดซและเอเดรียน บรูนีนี เสนอว่าการโคจรผ่านของดาวฤกษ์แรกเกิดหลายครั้งในกระจุกดาวเปิดแบบนั้นอาจดึงวัตถุต่าง ๆ จนมีวงโคจรแบบเซดนา การศึกษาของมอร์บีเดลลี และเลวิสันเสนอว่าคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดเกี่ยวกับวงโคจรของเซดนา คือ ดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่งต้องเคยรบกวนเซตนาจากในระยะใกล้ (ประมาณ 800 AU) ใน 100 ร้อยล้านปีแรกหรือมากกว่านั้นจากตอนที่ระบบสุริยะกำเนิดขึ้น

สมมติฐานวัตถุพ้นดาวเนปจูนนั้นก้าวหน้าไปในหลากหลายรูปแบบโดยนักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่ง รวมทั้ง รอดนีย์ โกเมส และปาทรึก ลือกาวกา สมมติฐานรูปแบบหนึ่งมีการรบกวนของวงโคจรเซดนาโดยวัตถุสมมติขนาดเท่าดาวเคราะห์ในเมฆฮิลล์เข้ามาเกี่ยวข้อง แบบจำลองล่าสุดแสดงให้เห็นว่าลักษณะการโคจรของเซดนาสามารถอธิบายด้วยการรบกวนจากวัตถุมวลเท่าดาวเนปจูน ณ ตำแหน่ง 2,000 AU หรือน้อยกว่า วัตถุมวลเท่าดาวพฤหัสบดี ณ ตำแหน่ง 5,000 AU หรือแม้กระทั่งวัตถุมวลเท่าโลก ณ ตำแหน่ง 1,000 AU แบบจำลองคอมพิวเตอร์โดยปาทรึก ลือกาวกา เสนอว่าวงโคจรของเซดนาอาจเป็นผลมาจากวัตถุขนาดประมาณใกล้เคียงกับโลกที่ถูกเหวี่ยงออกมาข้างนอกโดยดาวเนปจูนในช่วงเริ่มแรกของระบบสุริยะ และขณะนี้ก็อยู่ในวงโคจรที่ยืดออกไปในช่วงระหว่าง 80 และ 170 AU จากดวงอาทิตย์ การสำรวจท้องฟ้าหลายครั้งของไมก์ บราวน์ตรวจไม่พบวัตถุขนาดเท่าโลกใด ๆ ในช่วงระยะทางถึงประมาณ 100 AU เป็นไปได้ว่าวัตถุนั้นอาจหลุดออกไปนอกระบบสุริยะหลังจากการก่อตัวของเมฆออร์ตชั้นใน

คอนสแตนติน บาตีกิน นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย และไมก์ บราวน์ตั้งสมมติฐานไว้เกี่ยวกับการมีตัวตนของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะชั้นนอก พวกเขาให้ชื่อเล่นว่า ดาวเคราะห์เก้า ดาวเคราะห์ดวงนี้อาจมีมวลมากกว่าโลก 10 เท่า มีวงโคจรที่เยื้องมาก ๆ และมีระยะทางเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์ประมาณ 20 เท่าของดาวเนปจูน (ซึ่งโคจรที่ระยะทางเฉลี่ยที่ 30.1 AU (4.50 × 109 กิโลเมตร)) คาบการโคจรอาจอยู่ที่ 10,000 ถึง 20,000 ปี การมีตัวตนของดาวเคราะห์ดวงนี้สมมติขึ้นจากแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และแบบจำลองคอมพิวเตอร์แต่ยังไม่เคยสังเกตโดยตรง ดาวเคราะห์ดวงนี้อาจอธิบายลักษณะวงโคจรของกลุ่มของวัตถุที่รวมไปถึงเซดนา

มีการเสนอว่าวงโคจรของเซดนานั้นเป็นผลมาจากอิทธิพลของดาวคู่ขนาดใหญ่ของดวงอาทิตย์ที่อยู่ห่างออกไปหลายพันหน่วยดาราศาสตร์ ดาวคู่สมมติหนึ่ง คือ เนเมซิส ดาวคู่มืดของดวงอาทิตย์ที่เชื่อกันว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับคาบการเกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่บนโลกอันเกิดมาจากการพุ่งชนของดาวหาง ร่องรอยการพุ่งชนบนดวงจันทร์ และองค์ประกอบวงโคจรที่คล้าย ๆ กันของดาวหางคาบยาวจำนวนมาก ไม่มีหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับเนเมซิสเลย และหลักฐานหลายอย่าง เช่น จำนวนหลุมอุกกาบาต ทำให้การมีตัวตนของดาวดวงนั้นกลายเป็นข้อกังขา จอห์น เจ. มัลทีส และดาเนียล พี. วิทไมร์ ผู้ที่เสนอความเป็นไปได้ของดาวคู่ดวงอาทิตย์มาอย่างยาวนาน เสนอว่าวัตถุมวล 5 เท่าของดาวพฤหัสบดีที่อยู่ออกไปประมาณ 7,850 AU จากดวงอาทิตย์ อาจทำให้วัตถุหนึ่งมีวงโคจรแบบเซดนา

มอร์บีเดลลี และเคนยอนยังเสนออีกว่าเซดนาอาจไม่ได้กำเนิดในระบบสุริยะ แต่มาจากระบบดาวเคราะห์อื่นที่โคจรผ่านมาแล้วโดนดวงอาทิตย์จับไว้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบของดาวแคระน้ำตาลที่มีมวล 1/20 เท่าของดวงอาทิตย์

 ประชากร 


วงโคจรที่เยื้องอย่างมากของเซดนาหมายความว่า มีโอกาสตรวจพบเพียงแค่ 1 ใน 80 ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอาจมีวัตถุขนาดเท่าเซดนา 40–120 ชิ้นอยู่ในบริเวณเดียวกัน เว้นเสียแต่ว่าการค้นพบเซดนาเป็นเรื่องบังเอิญ  วัตถุอีกชิ้นหนึ่งมีวงโคจรที่คล้ายกันกับเซดนาแต่เยื้องน้อยกว่า โดยมีจุดที่ใกล้ที่สุดอยู่ที่ 44.3 AU จุดไกลที่สุดอยู่ที่ 394 AU และมีระยะเวลาการโคจรอยู่ที่ 3,240 ปี ซึ่งอาจจะได้รับผลกระทบในแบบเดียวกันกับเซดนา

แต่ละกลไกที่เสนอมาสำหรับวงโคจรสุดขั้วของเซดนานี้อาจทิ้งร่องรอยที่แตกต่างกันบนโครงสร้างและพลวัตของกลุ่มประชากรใด ๆ ที่กว้างกว่า ถ้าวัตถุพ้นดาวเนปจูนมีส่วนเกี่ยวข้อง วัตถุเหล่านี้ควรมีจุดที่ใกล้ที่สุดในบริเวณเดียวกัน (ประมาณ 80 AU) ถ้าระบบดาวเคราะห์อื่นที่หมุนรอบในทิศทางเดียวกันกับระบบสุริยะจับเซดนาได้ ประชากรทั้งหมดก็จะต้องมีวงโคจรที่เอียงน้อย และมีกึ่งแกนเอกอยู่ในช่วง 100–500 AU ถ้าดาวหมุนรอบในทิศทางตรงข้าม ประชากรสองกลุ่มจะเกิดขึ้น ได้แก่กลุ่มที่วงโคจรเอียงน้อยและเอียงมาก การรบกวนจากดาวฤกษ์ที่โคจรผ่านมาอาจทำให้เกิดความหลากหลายในทั้งจุดที่ใกล้ที่สุดและความเอียงของวงโคจร ขึ้นอยู่กับจำนวนครั้งและมุมที่ดาวดวงนั้นเข้ามา

การได้รับตัวอย่างที่ใหญ่กว่าของวัตถุเหล่านี้อาจช่วยให้ตัดสินใจว่าสถานการณ์แบบใดที่เป็นไปได้มากที่สุด "ผมเรียกเซดนาว่าเป็นฟอสซิลแห่งระบบสุริยะยุคแรกเริ่ม" กล่าวโดยบราวน์ในปี พ.ศ. 2549 "ในที่สุด เมื่อค้นพบฟอสซิลอื่น ๆ เซดนาช่วยบอกถึงวิธีการเกิดของดวงอาทิตย์และจำนวนดาวที่อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์ครั้งตอนเกิด" การสำรวจโดยบราวน์ ราบิโนวิตซ์ และเมแกน ชวามบ์ในปี พ.ศ. 2550–2551 พยายามที่จะระบุตำแหน่งของวัตถุกลุ่มสมมติของเซดนาชิ้นอื่น ๆ แม้ว่าการสำรวจนั้นจะจับได้ถึงการเคลื่อนที่ที่ห่างออกไปถึง 1,000 AU และค้นพบดาวเคราะห์แคระที่เป็นไปได้อย่าง  แต่ก็ไม่พบวัตถุเซดนอยด์ใหม่เลย แบบจำลองต่อมาที่รวบรวมข้อมูลใหม่ ๆ เข้าด้วยแล้วเสนอว่าอาจมีวัตถุขนาดเท่าเซดนาอยู่ประมาณ 40 ชิ้นในบริเวณนั้น โดยวัตถุที่มีความส่องสว่างที่สุดอาจประมาณความส่องสว่างของอีริส (–1.0)

ในปี พ.ศ. 2557 นักดาราศาสตร์ประกาศการค้นพบ  วัตถุขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของเซดนาในวงโคจรกว่า 4,200 ปีคล้ายกับวงโคจรของเซดนา และมีจุดที่ใกล้ที่สุดอยู่ภายในระยะของเซดนาที่ประมาณ 80 AU ซึ่งทำให้มีการคาดการณ์ว่าวัตถุนี้อาจเป็นหลักฐานของดาวเคราะห์พ้นดาวเนปจูน

 การจัดระบบ 

ศูนย์ดาวเคราะห์น้อยซึ่งเป็นหน่วยงานที่จัดระบบวัตถุต่าง ๆ ในระบบสุริยะ จัดให้เซดนาเป็นวัตถุแถบหินกระจาย การจัดนี้เป็นข้อสงสัยอย่างมาก โดยนักดาราศาสตร์จำนวนมากเสนอว่าเซดนาควรจัดอยู่ในหมวดหมู่ใหม่ของวัตถุไกลโพ้นที่เรียกว่า วัตถุแถบหินกระจายขยาย (Extended scattered disc objects) วัตถุที่ไกลออกไป วัตถุแยกออกระยะไกล หรือ วัตถุกระจาย–ขยาย ในการจัดระบบอย่างเป็นทางการโดย Deep Ecliptic Survey

การค้นพบเซดนานั้นรื้อฟื้นคำถามที่ว่าเทห์ฟ้าใดควรหรือไม่ควรเป็นดาวเคราะห์ ในวันที่ 15 มีนาคม พ.ศ. 2547 บทความเกี่ยวกับเซดนาของสำนักพิมพ์ที่มีชื่อเสียงรายงานว่าค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่สิบแล้ว คำถามนี้สามารถตอบได้โดยใช้นิยามดาวเคราะห์ของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลที่นำมาใช้ในวันที่ 24 สิงหาคม พ.ศ. 2549 ซึ่งบอกว่าดาวเคราะห์ต้องไม่มีเทห์ฟ้าอื่น ๆ โคจรในบริเวณเดียวกัน เซดนามีค่าสเติร์น–เลวิสันต่ำกว่า 1 โดยประมาณ ดังนั้นจึงไม่จัดว่าเซดนาไร้ซึ่งเทห์ฟ้าโดยรอบ แม้ว่ายังไม่ค้นพบวัตถุอื่นในบริเวณเดียวกัน แต่คาดกันว่าเซดนาน่าจะเป็นดาวเคราะห์แคระ โดยเซดนาต้องอยู่ในสภาวะสมดุลอุทกสถิต เนื่องจากมีความสว่างพอ ดังนั้นดาวจึงมีขนาดใหญ่พอที่จะรักษาความเป็นทรงกลม และนักดาราศาสตร์หลายคนก็เรียกเซดนาว่าเป็นดาวเคราะห์แคระแล้วRabinowitz, Schaefer, Tourtellotte, 2011. "SMARTS Studies of the Composition and Structure of Dwarf Planets". Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 43Malhotra, 2010. "On the Importance of a Few Dwarf Planets". Bulletin of the American Astronomical Society, Vol. 41

 การสำรวจ 
เซดนาจะอยู่ในตำแหน่งที่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดประมาณปี พ.ศ. 2618–2619 การเข้าใกล้ครั้งนี้จะเป็นโอกาสในการสำรวจดาว ซึ่งจะไม่มีโอกาสเช่นนี้อีกจนกระทั่ง 12,000 ปีข้างหน้า ถึงแม้เซดนาจะมีรายชื่อในเว็บไซต์การสำรวจระบบสุริยะของนาซา แต่ปัจจุบันยังไม่มีแผนการใด ๆ เพื่อสำรวจเซดนา มีการคำนวณออกมาว่าจะใช้เวลา 24.48 ปี ในการเดินทางจากโลกถึงเซดนา โดยใช้แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีช่วยเหวี่ยง คาดว่าวันปล่อยยานอาจจะเป็น 6 พฤษภาคม พ.ศ. 2576 หรือ 23 มิถุนายน พ.ศ. 2589 เมื่อยานไปถึงแล้วเซดนาจะอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 77.27 และ 76.43 AU ตามลำดับ

ในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2561 อีธาน ซีเกล นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ สนับสนุนยานอวกาศสำหรับศึกษาเซดนาที่ตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอย่างเปิดเผย ซีเกลกล่าวว่าเซดนาเป็นเป้าหมายที่น่าดึงดูด เนื่องจากเป็นไปได้ที่เซดนาจะเป็นวัตถุเมฆออร์ตชั้นใน และด้วยคาบการโคจรอันยาวนานของเซดนาซึ่งอาจเป็นเพียงโอกาสเดียวในหลายสหัสวรรษที่จะได้ศึกษาเซดนาที่ระยะใกล้จากดวงอาทิตย์ขนาดนั้น ภารกิจเช่นนี้สามารถทำให้สะดวกขึ้นได้ด้วยเครื่องพ่นไอออน Dual-Stage 4-Grid ที่สามารถย่นเวลาการเดินทางได้อย่างมาก ถ้าให้พลังงานด้วยบางอย่าง เช่น เตาปฏิกรณ์

 เชิงอรรถ 

 อ้างอิง 


 แหล่งข้อมูลอื่น 

 "How Sedna and family were captured in a close encounter with a solar sibling" (9 มิถุนายน 2558)
 NASA's Sedna page  (ค้นพบภาพถ่าย)
 Mike Brown's Sedna page


หมวดหมู่:วัตถุพ้นดาวเนปจูน
หมวดหมู่:วัตถุทางดาราศาสตร์ที่ค้นพบในปี พ.ศ. 2546