Quaoar的环是独一无二的,轨道离土星的距离比土星周围的环要远得多,这对环形成理论构成了挑战。

在我们的太阳系中发现的新环系统

这一发现是由一个大型国际科学家团队使用HiPERCAM进行的,HiPERCAM是由谢菲尔德大学的科学家开发的极其灵敏的相机,安装在拉帕尔马世界上最大的光学望远镜上。

科学家们在太阳系边缘的一颗矮行星周围发现了一个新的环系统。环系统的轨道比其他环系统的典型轨道更远,这质疑了当前关于环系统如何形成的理论。

环系统围绕着一颗名为Quaoar的矮行星,它的大小约为冥王星的一半,绕海王星以外的太阳运行。

这一发现发表在《自然》杂志上,是由一个国际天文学家团队使用HiPERCAM进行的,HiPERCAM是由谢菲尔德大学的科学家开发的极其灵敏的高速相机,安装在世界上最大的光学望远镜上,直径10.4米的Gran Telescopio Canarias(GTC)在拉帕尔马。

这些环太小且微弱,无法在图像中直接看到。相反,研究人员通过观察掩星来发现,当时来自背景恒星的光线在绕太阳运行时被Quaoar阻挡。该事件持续了不到一分钟,但出乎意料地在光线之前和之后出现了两次下降,表明Quaoar周围有一个环形系统。

环系统在太阳系中相对罕见 - 以及围绕巨行星土星,木星,天王星和海王星的众所周知的环,只有另外两颗小行星拥有环 - Chariklo和妊神星。所有先前已知的环系统都能够生存,因为它们的轨道靠近母体,因此潮汐力阻止环物质吸积和形成卫星。

Quaoar周围的环系统之所以引人注目,是它位于超过七个行星半径的距离上 - 根据所谓的“洛希极限”,它是以前认为的最大半径的两倍,这是环系统被认为能够生存的外部极限。相比之下,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形理论。

谢菲尔德大学物理与天文学系这项研究的合著者Vik Dhillon教授说:“在我们的太阳系中发现这个新的环系统是出乎意料的,在距离Quaoar这么远的地方发现环是双重出乎意料的,挑战了我们以前关于这种环如何形成的概念。使用我们的高速相机HiPERCAM是这一发现的关键,因为事件持续了不到一分钟,而且环太小且微弱,无法直接看到图像。

“每个人都在孩提时代就了解土星的宏伟环,所以希望这一新发现能够进一步了解它们是如何形成的。

该研究涉及来自世界各地的59名学者,由巴西里约热内卢联邦大学领导。该研究部分由科学和技术设施委员会(STFC)资助,包括六所英国大学 - 谢菲尔德,爱丁堡,圣安德鲁斯,沃里克,伯明翰和开放大学。