最后更新：2025年8月2日

柯伊伯带中跨海王星天体的物理组成

柯伊伯带

柯伊伯带位于距离太阳约30至50天文单位（AU）的区域，这里分布着被称为海王星外天体的冰质天体。这些天体大小不一，从微小星体到冥王星等矮行星，构成了研究外太阳系物质组成与物理演化的天然实验室。

柯伊伯带中的海王星外天体主要由冰和岩石物质的混合物组成。该区域的平均温度极低，通常在30至50开尔文之间，有利于挥发性化合物的稳定存在，而这些化合物在更靠近太阳的区域则会升华。

主要冰层主要由水（\(\mathrm{H_2O}\)）、一氧化碳（\(\mathrm{CO}\)）、二氧化碳（\(\mathrm{CO_2}\)）、甲烷（\(\mathrm{CH_4}\)）和氮气（\(\mathrm{N_2}\)）组成。这些冰层常与复杂的有机成分和硅酸盐混合，形成复合结构。

通过哈勃等望远镜以及新视野号搭载仪器进行的近红外和紫外光谱研究，已能够探测并量化这些冰的存在。例如，甲烷的特征信号出现在约1.7微米和2.3微米处，而结晶水的特征信号可在约1.5微米和2.0微米处识别。

这些挥发性分子的相对丰度使得重建整体组成、估算表面温度以及覆盖这些天体的风化层质地成为可能。

低温环境下的冰体展现出特定的力学性质，如塑性和抗断裂性，这些性质受其晶体结构（非晶态与晶态）的影响。这些特性会影响可能的地质动力学过程，例如在特里同或冥王星等天体上观测到的冰火山构造活动。

这些天体的孔隙率通常估计在10%至50%之间，对其表观密度和内部热演化起着关键作用。低温下混合冰的热导率较低，有利于形成显著的隔热效果。

柯伊伯带主要天体的估计平均质量组成
名字	直径	水冰	甲烷（CH₄）	氮气（N₂）	硅酸盐岩石	托林 / 有机碳	其他人
冥王星	2,376公里	30%	0.5%	1%	65%	2%	1.5%
卡戎	1,212公里	60%	0%	0%	35%	3%	2%
厄里斯	2,326公里	25%	2%	1.5%	68%	2%	1.5%
马凯马凯	1,430公里	20%	2.5%	2%	70%	3%	2.5%
妊神星	1,632公里	80%	0%	0%	15%	2%	3%
奥库斯	917公里	50%	0.5%	0.5%	44%	3%	2%
夸奥尔	1,110公里	40%	0.5%	0.2%	50%	5%	4.3%
公共	1,230公里	45%	1%	0.5%	48%	3%	2.5%
塞德娜	995公里	35%	2%	1%	57%	3%	2%
伊克西翁	650公里	50%	1%	0.5%	44%	3%	1.5%
伐楼那	668公里	48%	0.5%	0.2%	47%	3%	1.3%
萨拉西亚	854公里	52%	0.5%	0.3%	43%	3%	1.2%

来自新视野号任务、恒星掩星和光谱学的数据综合（Brown 等，2012；Barucci 等，2011；Kiss 等，2019；Licandro 等，2021）。