海王星外天体作为探测未知太阳系的天然探针

海王星外天体（TNOs）是位于海王星轨道之外、被称为海王星外带（或 Edgeworth-Kuiper 带）区域中的冰/岩石天体。与吸积模型的预测相反——这些模型认为原行星盘中的星子演化于动力学冷轨道上（具有极小的偏心率 $e$ 和倾角 $i$）——实际上 TNOs 表现出令人惊讶的宽范围轨道偏心率和倾角。已有若干理论模型探讨了 TNOs 主要动力学类别的起源和轨道演化，但无一能成功复现所有类别。此外，没有任何模型解释了具有特殊轨道的若干天体，或提供了深刻的预测；若无此类预测，模型便无法针对观测进行适当检验。基于对包含四颗巨行星及海量模拟星子的星子盘进行的广泛模拟，我详细探讨了 TNOs 的动力学，特别是它们在可与太阳系年龄相比拟的时间尺度上的（不）稳定区域，以及共振在整个海王星外区域中的作用。我还提出，结合巨行星的轨道历史，原始胚胎（质量相当于火星至地球质量的大星子）的轨道演化可以解释海王星外带的精细轨道结构、木星和海王星特洛伊天体的轨道，以及可能的巨行星当前轨道。这些原始胚胎最终被巨行星散射，这一过程将巨行星的轨道和原始星子盘激发至在 40-50 AU 处所观测到的水平。特别是，如果至少有一个这样的原始胚胎（行星体）幸存于太阳系边缘，则海王星外带所提供的主要约束能得到最佳满足。