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在距地球大约45个天文单位的地方,有一个被称为创神星的矮行星

创神星的移动

2023年2月天文学家发现它存在着一个不可思议的环,它出现的位置,难以理解,超出了目前我们对行星环的认知。

创神星基本数据

创神星是于2002年6月5日被发现,它的位置是位于柯伊伯带之内。

发现创神星的帕洛玛天文台

柯伊伯带是太阳系最外围的一圈环状结构,位于这里的天体,基本都是由水冰构成的冰质天体。

像我们熟知的冥王星,便是这里最具代表的一个。

柯伊伯带示意

冥王星

对于柯伊伯带的探测,目前唯一近距离探测过过的只有2006年1月发射的新视野号探测器。

在这里我们提一下,旅行者号探测器,虽然是目前人类发射最遥远的探测器,但它们并没有探测过柯伊伯带。它们在飞越了土星和海王星之后,就偏离了黄道面,也就是从太阳系这个圆盘结构的上方和下方飞走,没有探测柯伊伯带。所以目前探测的,只有新视野这么一个探测器。

5个深空探测器的贵轨迹 (横轴为黄道面)

新视野探测器于2006年发射,2015年到达柯伊伯带的边缘,并探测了冥王星以及卡戎。

新视野号拍摄的冥王星和卡戎

2016年7月它曾捕捉到创神星,但这时它距创神星很远,约14个天文单位,所以只是看到了一个模糊的光影,并没有看到它的表面。

新视野拍摄的创神星

不过在2019年的时候,当探测器深入柯伊伯带深处,它拍到了一个被称为天涯海角的小天体

天涯海角

这是一个通体泛红,形似葫芦的天体。

这个天体所处的位置与创神星距离地球的位置基本接近,大约都是42到46个天文单位的距离。它们的组成物质也很相似,所以天文学家认为,创神星的表面颜色,应该也是泛红。

创神星艺术图

基于哈勃的观测,创神星的直径大约是1110公里,约为冥王星直径的一半,其形状略微偏扁,根据观测它还存在一颗卫星,创卫一。维沃特,这颗卫星的直径约为170公里,其轨道周期为12.4天。

哈勃拍摄的创神星 左侧偏下为它的卫星

创神星与地球、月球的对比

这个就是创神星的一个基本情况。

小行星的星环

根据2023年2月8日《自然》科学期刊的一项研究显示,天文学家发现,创神星存在着一个行星环。

发表于《自然》科学期刊的论文

小行星存在星环奇怪吗?

在我们的印象中,行星环好像只是巨型行星特有的标志,就像木星、土星、天王星和海王星这样庞大的天体。

韦伯拍摄的海王星

旅行者近距离拍摄的土星

但其实,一些矮行星和小行星它也会存在行星环,比如妊神星,这也是柯伊伯带内的一颗天体,2017年的时候,天文学家发现它存在环。

妊神星

任申星艺术图

还有位于土星和天王星之间的一个被称为女凯龙的小行星,它的宽度只有大约270公里,2014年,天文学家发现它存在环,这是第一颗发现具有环的小行星。

2015年哈勃拍摄的女凯龙星

女凯龙星艺术图

所以小行星存在星环这本身并没有什么奇怪的地方,只是很罕见罢了。

那创神星这个环为什么难以理解呢?

星环的极限

行星环的形成,是因洛希极限的存在。

洛希极限我们大家可能很都熟悉,这是天体引力于所受潮汐力是否将其解体的一个极限距离,在这个极限的距离之外,物质普遍会因引力而凝聚,从而形成环绕的卫星。

之内呢,会因潮汐力大于引力而无法凝聚,解体成小块,最终形成环绕天体的环。

星环形成示意

所以,行星环基本都是在洛希极限之内形成,这就是目前我们对环的理解。

可创神星的这个环,它并不是这样!

创神星的环和发现其他小行星的环一样,都是利用掩星观测。

掩星就是利用对恒星遮挡引起亮度变化的一种探测。

创神星本体的掩星会造成背景恒星亮度很大的一个下降,这个下降表现在光谱中就是这样U型的凹槽,我们现在寻找系外行星也是利用这种方法。

那么仔细审视创神星造成的光变曲线,你会发现,在它的两侧存在着很小的凹陷,这是行星环造成的光变。

创神星造成的光变曲线

星环掩星示意

根据这个光变数据的计算,天文学家得知,创神星的环具它的本体约为4100公里,这非常的奇怪,因为创神星的洛希极限只有1780公里。

所以它的这个环,不在洛希极限之内,是在距洛希极限两倍之外的位置处。

这个位置理论应该是凝聚形成卫星,可它,并没有。

星环位于极限之外

创神星的星环

所以,天文学家对这个环很是不可理解。那么到底是什么原因使它可以极限之外形成环呢,目前猜测,可能是卫星的轨道共振,或者是环粒子之间的相互作用,这个,就需要今后更多的探测来加一验证了。

原文链接:https://www.toutiao.com/article/7202244171669848637

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