天文学家发现海王星外天体Quaoar周围的行星环

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1，100公里，位于古柏带，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。

图说：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

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，无法直接在影像中看到，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《Nature》期刊上。 （编译/赵瑞青）

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

资料来源：SCI-NEWS

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