在太陽系內(nèi),行星環(huán)并不是一個多么特殊的結(jié)構(gòu)。在八大行星中,木星、土星、天王星和海王星都有環(huán)??墒?,當科學家在一顆矮行星周圍看到環(huán)時,還是感到不可思議。
這顆矮行星名叫創(chuàng)神星(Quaoar,音譯為夸歐爾),發(fā)現(xiàn)于2002年。它和冥王星的距離差不多,近日點為41.7個天文單位,遠日點為45.1個天文單位。觀測結(jié)果表明,創(chuàng)神星的直徑有1110公里左右,只有冥王星的一半,但由于它接近球體,所以被歸類為矮行星。
自從被發(fā)現(xiàn)以來,創(chuàng)神星就備受關(guān)注,因為它確實很有特點。比如小體型的它竟然有一顆衛(wèi)星,名叫Weywot,直徑約170公里。而且根據(jù)目前的觀測,創(chuàng)神星的表面似乎還有冰火山的跡象,看起來相當活躍。
盡管如此吸引人類的眼球,它還是不滿足。在2021年的觀測之中,創(chuàng)神星再一次向人類展示了它的與眾不同。當時,它恰好運行到地球和一顆遙遠恒星之間,也就是發(fā)生了掩星的現(xiàn)象。對于這種遙遠的太陽系天體來說,掩星是一次絕佳的觀測機會,天文學家是不會錯過的。
果然,這次觀測讓天文學家取得了意想不到的發(fā)現(xiàn)。他們利用澳大利亞的一臺望遠鏡對創(chuàng)神星在恒星前面產(chǎn)生的陰影進行觀測后發(fā)現(xiàn),它竟然很可能有一個環(huán)!
天文學家非常興奮,但根據(jù)正常的流程,他們需要找到其他證據(jù)才可以確定這項發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)神星的距離太遠,利用望遠鏡直接觀測它的環(huán)是不可能的,唯一的辦法就是尋找以前的掩星記錄。果然,在查閱了2019年到2020年期間世界上各個望遠鏡的觀測記錄后,研究人員利用歐洲航天局系外行星特征衛(wèi)星的記錄,確認了陰影不是來自大氣扭曲,而是真正的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
矮行星有環(huán)也并不稀奇,比如妊神星,就被發(fā)現(xiàn)了環(huán)。然而,創(chuàng)神星的環(huán)非常詭異,它距離創(chuàng)神星的中心有足足4100公里!
要知道,太陽系內(nèi)其他的行星環(huán),都位于行星的洛希極限內(nèi)。天文學家也普遍認為,這些環(huán)可能就是闖入洛希極限的小天體被行星撕碎所形成的。然而,創(chuàng)神星的洛希極限只有1780公里,還不到這個環(huán)的距離的一半。
按照以往的理論,如果環(huán)脫離了洛希極限,就應(yīng)該可以在相對較短的時間內(nèi)重新凝聚為一顆衛(wèi)星。既然如此,為何創(chuàng)神星的環(huán)能夠仍然存在于這么遙遠的范圍之外呢?
研究人員認為,可能是某種機制讓這些碎片在相遇時相互反彈,從而無法凝聚在一起;也可能是衛(wèi)星Weywot產(chǎn)生了引力干擾,甚至可能是另一顆尚未被發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星產(chǎn)生了干擾,其實無法凝聚。
總而言之,有了這次發(fā)現(xiàn),天文學家不得不改變對行星環(huán)的認知。相信太陽系天體周圍還有更多類似詭異的環(huán),等待著人類去發(fā)現(xiàn)。等到發(fā)現(xiàn)的對象足夠多,或許天文學家就能找到答案了。