天文学家首次发现小行星光环直径仅250公里

qianhaiguan

天文学家日前在轨道位于土星与天王星之间的一颗小行星周围发现了两条光环。直径仅为250公里的Chariklo小行星是迄今为止发现的太阳系中拥有光环的最小天体。此前，天文学家只在巨行星例如木星、土星、天王星和海王星周围发现了光环。

研究人员在最新出版的《自然》杂志上报告了这一发现。研究表明，与之前的判断相比，光环可能是一个更为普遍的天体特征。主持这项研究的巴西里约热内卢国家天文台天文学家Felipe Braga-Ribas表示，这一发现多少有些偶然与意外。光环是一个有趣的天体特性，因为它们往往是形成行星和卫星的第一步。然而在只有很小引力牵引的情况下，光环通常很难稳定保持在天体的周围。Braga-Ribas说：我们认为或许拥有一个光环与天体的质量有关。因此在一颗小天体周围发现它们真是非常不可思议。

在土星和天王星之间，有一群小天体显现出小行星和彗星的双重特征，它们被命名为半人马小行星群。1997年发现的Chariklo小行星是目前已知最大的半人马小行星。包括Chariklo小行星在内，半人马小行星的运行轨道均不稳定，加之它们身处太阳系外缘，对这类天体的研究充满挑战。

Braga-Ribas的研究团队借助南美洲7个观测点的13架望远镜，在Chariklo小行星于2013年6月3日遮盖一颗遥远的背景恒星、发生掩星现象时发现了环绕Chariklo小行星的光环。掩星是指一个天体在另一个天体与观测者之间通过时发生的遮蔽现象，如金星凌日。

当Chariklo小行星穿越恒星时，就像预期的那样，研究人员发现了亮度的减弱。但他们同时还发现了两次更小的亮度衰减，分别在Chariklo小行星穿越恒星的前后观测数据显示，Chariklo小行星有两条光环，其宽度分别为7公里和3公里，光环间有9公里的间隔。之前，天文学家曾利用相同的技术在1977年发现了天王星的光环。

Braga-Ribas说：Chariklo小行星的光环近一半物质都是冰块，因此像土星的光环一样容易被看到。他说：当时我们没有寻找光环，也没想到像Chariklo小行星这样小的天体会有光环，这绝对是个意外发现。Braga-Ribas认为其他小行星应该也有类似环状物，只是未被发现。

Braga-Ribas表示，在Chariklo小行星周围发现光环解开了关于它的一个谜。之前对来自这颗小行星的光线进行的分析显示其构成会随着时间的变化而改变。他说，由冰构成的光环系统有时看到正面，但有时只是一条细线正好巧妙地解释了这一变化。

美国马萨诸塞州剑桥市哈佛-史密森天体物理学中心行星科学家Francesca DeMeo认为这一研究成果非常令人信服。她说：用其他方式很难对此作出解释。但这一光环究竟是如何形成的则依然是一个谜。研究人员推测，另一颗小型天体曾撞击Chariklo小行星，两者释放的碎片最终形成了光环。

考虑到这颗小行星如此小的质量，一个大问题就是光环如何才能保持稳定。Braga-Ribas说，由于Chariklo小行星的质量很小，它很可能存在公里级别大小的卫星，来维持两条光环结构的稳定。

加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室天文学家James Bauer认为，研究光环的构成将能够暗示它们的起源。