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小行星周围发现光环结构 行星光环是怎样形成的

来源:环球地理   编辑:Emily   发布时间:2016-10-25 15:43:08
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  天文学家在一小行星的天体周围发现了光环结构,该小天体位于土星和天王星之间,直径约250公里。这颗小天体名为“Chariklo ”,是迄今为止被发现拥有光环的最小天体。此前太阳系中仅木星,土星,天王星和海王星被确认拥有光环

  在今天发布在《自然》杂志上的报道中提到,这项发现意味着光环结构的存在可能要比我们原先设想的更加普遍。该研究论文的第一作者,巴西里约热内卢国家天 文台天文学家菲利普·布拉加-利布斯(Felipe Braga-Ribas)表示,这项发现是无心之作,但也是一大惊喜。光环是有趣的天体现象,因为它一般被认为是行星和卫星形成过程中的第一阶段。但物质 要在引力场非常小的天体周围保持稳定将会非常困难。布拉加-利布斯表示:“因此我们原先设想光环结构的存在或许与天体的质量大小有关。所以这次发现在这么 小质量的一个天体周围竟然存在光环,实在令人非常惊讶。”

  Chariklo属于一类被称作半人马型小行星的类群,这类小天体运行于太阳 系外缘,其轨道不稳定,并且显示小行星和彗星的双重特征。由于它们通常都很小,非常暗淡且距离遥远,对这类天体开展研究充满挑战。布拉加-利布斯的研究组 是在观测这颗小天体于2013年6月3日期间遮掩一颗遥远的背景恒星时无意中发现了它的光环。

  在掩星观测过程中,研究人员观察到如预期 出现的恒星亮度减弱。但他们同时也注意到两处幅度小得多的亮度下降,一处出现在掩星发生之前,另一处出现在掩星发生之后。当将来自遍布南美洲的7处望远镜 获得的观测资料进行汇总分析时,研究组得出结论:这两处亮度减弱信号是由两个非常窄的光环导致的,其宽度分别为7公里和3公里。同样的技术曾经在1977 年帮助发现了天王星光环。

  布拉加-利布斯表示,在Chariklo周围发现光环解决了有关这个天体的一个谜团。此前对这颗小行星的光谱 进行的分析发现它的成分会随着时间改变。而一个由冰物质组成的光环,有时恰好侧向面对地球上的观测者,有时则是正向面对观测者,这几乎可以完全解释此前发 现的这种反常现象。

  弗朗西斯·德米奥(Francesca DeMeo)是美国哈佛-史密松天体物理中心的一名行星科学家,他认为这项研究结果令人信服。她表示:“除去这种可能性,难以用其他方式来解释观测到的现 象。”但这个光环究竟是如何形成的仍然是一个谜团。天文学家们猜测另外一个小天体撞击了Chariklo,导致大量碎屑物被溅射出来,形成了光环结构。其 他的可能性还包括:构成光环的物质是随着Chariklo的自转被抛射出来的物质,或是这颗小天体会在其轨道行进过程中不断自发地释放尘埃或冰粒,就像彗 星那样。这些可能性目前都存在。

  有一个大问题,就是考虑到这颗小行星如此微小的质量,这个光环结构式如何保持稳定的。如果是撞击导致 的,那么这一撞击必须是非常低速发生的,如此才有可能让这样一个小天体维系这些产生的碎屑物。但布拉加-利布斯认为不管如何,必定存在公里级别大小的“牧 羊犬卫星”在维系和限定这些光环物质,阻止其发生扩散。

  詹姆斯·布纳(James Bauer)是美国宇航局加州喷气推进实验室(JPL)的一名天文学家,他表示对光环的研究将帮助揭示其起源。Chariklo是成百上千在外太阳系运行 的小天体之一,它们被研究的非常少。尽管的确存在只有Chariklo拥有光环这样的可能性,但布纳个人认为这种情况不太可能。他表示:“我认为我们将很 可能会再次观测到另外一颗同样拥有光环的的这种小天体,就运行于外太阳系的某处。”他说:“如果你喜欢观鸟,并且第一次出去看鸟,那么很有可能你第一次所 看到的那种鸟日后会被证明是非常普通的一种鸟。”

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