天文学家发现海王星外矮行星Quaoar周围的行星环

日期:02-11
行星海王星天文学家发现Quaoar

天文学家发现海王星外矮行星Quaoar周围的行星环

矮行星Quaoar及其环的示意图,Quaoar的卫星Weywot在其左侧。图片来源:ESA/ CC BY-SA 3.0 IGO

天文学家发现海王星外矮行星Quaoar周围的行星环

这张是由美国航天总署(NASA)新视野号于2016年7月14日拍摄到Quaoar的假色图像。此合成图象除了背景恒星外,还包括24个单独的LORRI图象,及两个星系(IC 1048和UGC 09485)。图片来源:NASA/ Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/ Southwest Research Institute.

据台北市立天文科学教育馆网站(编译赵瑞青):Quaoar是一颗海王星外天体或简称海外天体(trans-Neptunian objects,TNOs),也称为2002 LM60,在2002年6月4日由帕洛马山天文台所发现。其直径约1100公里,位于柯伊伯带(Kuiper Belt),这是一个由类似彗星状天体组成的冰冷碎片带,轨道距离太阳45.1~45.6个天文单位,周期为284.5年。它有一颗已知的卫星Weywot,于2007年2月22日发现,直径约为80公里,运行在Quaoar的24个半径外。此次新发现的环在距离Quaoar7.4个半径处运行,这比土星环到土星的距离要远得多。

研究团队表示不仅在巨行星周围观察到行星环,在10199女凯龙星(Chariklo)和矮行星Haumea等小天体周围也观察到行星环,到目前为止,所有已知的致密环都位于其母行星足够近的地方。而Quaoar的环系统之所以引人注目,是因为它位于超过7个行星半径的距离,是以往根据洛希极限环形系统被认为能够存在最大半径的两倍。相较之下,土星周围的主环位于3个行星半径内,因此这个发现,迫使科学家重新思考环的形成理论。

这次的发现是使用欧洲太空总署(ESA)的CHEOPS太空望远镜和一系列地面仪器完成的,但由于环太小太暗,无法直接在图像中看到,因此天文学家藉由观察到掩星的现象而发现环的存在,当时来自背景恒星的光被Quaoar挡住了,虽然整个过程不到一分钟,但出乎意料的是之前和之后都有两次光线下降,这表示Quaoar周围有一个环形系统。研究人员表示在太阳系中发现这个新的环形系统是出乎意料的,而且在离Quaoar如此遥远的地方发现这些环更加出乎意料,它更是挑战了我们之前对于此类环是如何形成的观念。

这是一个谜,因为根据传统思维,超过洛希极限的光环将会在几十年内合并成一颗小卫星。致密环仅在行星洛希极限内存在的观念可能需要修正,早期结果表明Quaoar的寒冷温度可能在防止冰颗粒黏在一起方面发挥了作用,但还需要进行更多调查,也希望这一新发现能够进一步了解土星环是如何形成的。相关研究成果将发表于《自然》(Nature》期刊上。

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