天文學家首次在一顆小行星周圍發現光環結構

天文學家們在一個小行星的天體周圍發現了光環結構，該小天體位於土星和天王星之間，直徑約250公里。這顆小天體名為“Chariklo ”，是迄今為止被發現擁有光環的最小天體。在此之前太陽系中僅有木星，土星，天王星和海王星被確認擁有光環。在今天發佈在《自然》雜誌 ​​上的報導中提到，這項發現意味著光環結構的存在可能要比我們原先設想的更加普遍。該研究論文的第一作者，巴西里約熱內盧國家天文台天文學家菲利普·布拉加-利布斯(Felipe Braga-Ribas)表示，這項發現是無心之作，但也是一大驚喜。光環是有趣的天體現象，因為它一般被認為是行星和衛星形成過程中的第一階段。但物質要在引力場非常小的天體周圍保持穩定將會非常困難。布拉加-利布斯表示：“因此我們原先設想光環結構的存在或許與天體的質量大小有關。所以這次發現在這麼小質量的一個天體周圍竟然存在光環，實在令人非常驚訝。” 　　

Chariklo屬於一類被稱作半人馬型小行星的類群，這類小天體運行於太陽系外緣，其軌道不穩定，並且顯示小行星和彗星的雙重特徵。由於它們通常都很小，非常暗淡且距離遙遠，對這類天體開展研究充滿挑戰。布拉加-利布斯的研究組是在觀測這顆小天體於2013年6月3日期間遮掩一顆遙遠的背景恆星時無意中發現了它的光環。在掩星觀測過程中，研究人員觀察到如預期出現的恆星亮度減弱。但他們同時也注意到兩處幅度小得多的亮度下降，一處出現在掩星發生之前，另一處出現在掩星發生之後。當將來自遍布南美洲的7處望遠鏡獲得的觀測資料進行匯總分析時，研究組得出結論：這兩處亮度減弱信號是由兩個非常窄的光環導致的，其寬度分別為7公里和3公里。同樣的技術曾經在1977年幫助發現了天王星光環。有關起源的猜測布拉加-利布斯表示，在Chariklo周圍發現光環解決了有關這個天體的一個謎團。此前對這顆小行星的光譜進行的分析發現它的成分會隨著時間改變。而一個由冰物質組成的光環，有時恰好側向面對地球上的觀測者，有時則是正向面對觀測者，這幾乎可以完全解釋此前發現的這種反常現象。　　

弗朗西斯·德米奧(Francesca DeMeo)是美國哈佛-史密松天體物理中心的一名行星科學家，他認為這項研究結果令人信服。她表示：“除去這種可能性，難以用其他方式來解釋觀測到的現象。”但這個光環究竟是如何形成的仍然是一個謎團。天文學家們猜測另外一個小天體撞擊了Chariklo，導致大量碎屑物被濺射出來，形成了光環結構。其他的可能性還包括：構成光環的物質是隨著Chariklo的自轉被拋射出來的物質，或是這顆小天體會在其軌道行進過程中不斷自發地釋放塵埃或冰粒，就像彗星那樣。這些可能性目前都存在。　　有一個大問題，就是考慮到這顆小行星如此微小的質量，這個光環結構式如何保持穩定的。如果是撞擊導致的，那麼這一撞擊必須是非常低速發生的，如此才有可能讓這樣一個小天體維繫這些產生的碎屑物。但布拉加-利布斯認為不管如何，必定存在公里級別大小的“牧羊犬衛星”在維繫和限定這些光環物質，阻止其發生擴散。詹姆斯·布納(James Bauer)是美國宇航局加州噴氣推進實驗室(JPL)的一名天文學家，他表示對光環的研究將幫助揭示其起源。Chariklo是成百上千在外太陽系運行的小天體之一，它們被研究的非常少。儘管的確存在只有Chariklo擁有光環這樣的可能性，但布納個人認為這種情況不太可能。他表示：“我認為我們將很可能會再次觀測到另外一顆同樣擁有光環的的這種小天體，就運行於外太陽系的某處。”他說：“如果你喜歡觀鳥，並且第一次出去看鳥，那麼很有可能你第一次所看到的那種鳥日後會被證明是非常普通的一種鳥。”

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