这个环系统的轨道比其他环系统的轨道要远得多,这对目前环系统如何形成的理论提出了质疑。这个光环系统围绕着一颗名为Quaoar的矮行星,它大约是冥王星的一半大小,在海王星之外绕太阳运行。
这一发现发表在《自然》杂志上,是由谢菲尔德大学领导的一个国际天文学家团队,其中包括伯明翰大学的研究人员。
对这个环的探测涉及到使用不同的地面天文台进行的大规模观测工作,其中包括特内里费SPECULOOS北方天文台的1米阿尔特弥斯望远镜。伯明翰大学是SPECULOOS项目的一部分,该项目实际上是一项调查,旨在寻找围绕红矮星运行的类地行星,并在全球各地运营天文台。
这些环太小,太暗,无法在图像中直接看到。相反,研究人员通过观察掩星发现了这一发现,当夸欧尔围绕太阳运行时,来自背景恒星的光被它挡住了。这一事件持续了不到一分钟,但出乎意料的是,在此之前和之后出现了两次光线下降,这表明Quaoar周围存在一个环形系统。
在太阳系外探测到这样的复杂环,让我们了解到它们的形成和命运的基本性质,这些性质甚至可以应用到太阳系之外。
Daniel Sebastian博士,伯明翰大学物理与天文学院
环系在太阳系中是相对罕见的-以及众所周知的围绕土星、木星、天王星和海王星的环,只有另外两颗小行星拥有环-查里克洛和妊神星。所有已知的环系统都能存活下来,因为它们的轨道离母体很近,所以潮汐力阻止了环物质的吸积和形成卫星。
夸欧尔周围的光环系统之所以引人注目,是因为它的距离超过了7个行星半径——是之前根据所谓的“罗氏极限”所认为的最大半径的两倍,罗氏极限是光环系统被认为能够生存的外部极限。作为比较,土星周围的主环位于三个行星半径内。因此,这一发现迫使人们重新思考环的形成理论。
谢菲尔德大学物理和天文系的维克·迪隆教授是这项研究的合著者,他说:“在我们的太阳系中发现这个新的光环系统是出乎意料的,更令人意外的是,这些光环离Quaoar如此之远,挑战了我们之前关于光环形成方式的概念。”使用我们的高速相机HiPERCAM是这一发现的关键,因为该事件持续了不到一分钟,而且光环太小且太暗,无法在直接图像中看到。
“每个人都在小时候了解过土星壮观的光环,所以希望这个新发现能进一步了解它们是如何形成的。”
伯明翰大学物理与天文学院的研究人员丹尼尔·塞巴斯蒂安补充说:“我们很高兴生活在这样一个时代,它允许我们将空间和地面天文台结合起来,让我们有如此惊人的发现。在太阳系外探测到这样的复杂环,让我们了解到它们的形成和命运的基本性质,这些性质甚至可能适用于太阳系之外。”
这项研究涉及了来自世界各地的59名学者,由巴西里约热内卢联邦大学领导。这项研究部分由英国研究与创新(UKRI)的一部分科学技术设施委员会(STFC)资助,包括6所英国大学——谢菲尔德、爱丁堡、圣安德鲁斯、华威、伯明翰和开放大学。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。