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太阳系发现一个新星环
系统形成理论面临挑战

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矮行星Quaoar有一个“不应该”存在的环。图片来源：Andamati/Shutterstock
本报讯提到星环，人们首先想到的可能是辽阔壮美的土星环。最近，科学家在太阳系边缘发现一颗矮行星周围同样有星环围绕。但这个新发现的星环系统轨道与其他典型星环轨道不同。这给当前星环系统形成理论带来了挑战。相关研究2月8日发表于《自然》。
这颗拥有星环的矮行星名为Quaoar 。 2002年，它被美国天文学家发现。 Quaoar大小约为冥王星的一半，位于海王星轨道以外的库珀带，表面有冰冻的水结晶体。
由于围绕着Quaoar的星环太小、太暗，无法被直接观测到，因此天文学家一开始没有注意到它的存在。直到近期一个国际天文学家团队使用HiPERCAM才发现了这个星环。
HiPERCAM是英国谢菲尔德大学物理与天文学系教授VikDhillon团队开发的一种极其灵敏的革命性高速相机。它被安装在世界最大光学望远镜——位于西班牙拉帕尔玛岛、口径10.4米的加那利大型望远镜（GTC）上。
研究人员在观测时发现了掩星现象，当Quaoar环绕太阳运行时，来自一颗背景恒星的光线被它挡住了。这一事件只持续了不到1分钟，但意外的是在该事件前后发生了两次光线下降，这表明Quaoar周围存在一个星环系统。
【本文转自：中国科学报太阳系发现一个新星环系统形成理论面临挑战矮行星Quaoar有一个“不...|太阳系发现一个新星环】星环在太阳系中相对罕见，除了土星、木星、天王星和海王星拥有星环外，只有小行星Chariklo和Haumea拥有星环。这些已知的星环系统之所以能够稳定存在，是因为它们靠近母星，潮汐力阻止了星环内物质堆积形成卫星。
Quaoar的星环之所以引人注目，是因为它与母星间的距离超过了7个行星半径，即洛希极限的两倍。
洛希极限是指一个天体自身的引力与第二个天体造成的潮汐力相等时的距离，当两个天体间的距离小于洛希极限时，天体就会倾向于破散，继而成为第二个天体的环，换言之，洛希极限是星环系统稳定存在的距离极限。比如，土星周围的星环就位于3个行星半径内。因此， Quaoar星环的发现迫使人们重新思考星环形成的相关理论。（徐锐）
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41586-022-05629-6