一颗大质量遥远行星对散射盘的观测特征

具有大近日点的海王星外天体（TNOs）的轨道要素分布被认为可能受到一颗未被探测到的、距太阳大于 200 AU 的大行星存在的影响。为了寻找这一情景所导致的额外可观测特征，我们在此提出在遥远柯伊伯带中存在一颗大质量第九行星情况下的首个详细安放模拟。我们进行了 4 Gyr 的 N 体模拟，采用当前已知的太阳系行星架构，加上一颗 10 地球质量的行星，其轨道参数类似于 Trujillo & Sheppard (2014) 或 Batygin & Brown (2016) 所提出的，以及初始星子盘中的 10^5 个测试粒子。我们发现，包含一颗遥远的超级地球质量行星会使得散射和分离 TNOs 的轨道分布产生显著不同，提高了中等半长轴（50<a<500 AU）天体的近日点和轨道倾角。我们通过一个具有四个精确表征的 TNO 巡天观测特征的模拟器测试了这一特征是否可探测。我们发现，包含第九行星的那些定性上非常不同的太阳系模型，在观测上基本上无法与仅由四颗巨行星产生的外太阳系区分开来。我们还发现，在存在额外行星的情况下，柯伊伯带当前散射和分离种群的质量需要大到 3-10 倍。我们在模拟的 TNO 种群中未发现任何轨道角度聚类的证据。要区分这些不同情景，将需要针对高倾角高近日点天体的宽视场深空巡天。