新華社記者 王鑫方

一支國(guó)際天文研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系邊緣一顆名為創(chuàng)神星的小行星擁有一個(gè)行星環(huán)，而這個(gè)行星環(huán)的存在“挑戰(zhàn)現(xiàn)有認(rèn)知”。依據(jù)天文學(xué)界目前普遍接受并應(yīng)用的洛希極限推論，那個(gè)位置不可能出現(xiàn)行星環(huán)，而是應(yīng)該存在一顆衛(wèi)星。

用一些科學(xué)家的話說(shuō)，由于這一發(fā)現(xiàn)，洛希極限推論“必須徹底修正”。

(相關(guān)資料圖)

“不可能的地方”

行星環(huán)指圍繞行星旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)構(gòu)成的環(huán)狀帶，具體成因尚不明確。太陽(yáng)系中木星、土星、天王星和海王星擁有行星環(huán)，一些較大的小行星也有行星環(huán)。

2021年9月1日在黑龍江五大連池世界地質(zhì)公園溫泊拍攝的星空（合成照片）。新華社記者謝劍飛攝

研究人員在知名學(xué)術(shù)期刊《自然》8日刊載的論文中介紹，創(chuàng)神星位于太陽(yáng)系邊緣柯伊伯帶，于2002年首次被美國(guó)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，以美洲土著居民神話中的創(chuàng)世之神命名。它的直徑大約1110千米，大小約相當(dāng)于月球三分之一，與太陽(yáng)之間距離約為地日距離的44倍。創(chuàng)神星有一顆衛(wèi)星，直徑約170千米，在行星環(huán)外運(yùn)行。

天文學(xué)家2018年至2021年借助一系列地面望遠(yuǎn)鏡和Cheops太空望遠(yuǎn)鏡展開天文觀測(cè)，其間經(jīng)由觀察掩星現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了創(chuàng)神星的行星環(huán)。掩星指一個(gè)天體在另一個(gè)天體與觀測(cè)者之間通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的遮蔽現(xiàn)象。

路透社援引研究論文主要作者、巴西里約熱內(nèi)盧聯(lián)邦大學(xué)天文學(xué)家布魯諾·莫爾加多的話說(shuō)：“這是在一個(gè)不可能的地方發(fā)現(xiàn)了一個(gè)（行星）環(huán)?！蹦抢铮勒宅F(xiàn)有認(rèn)知，應(yīng)該出現(xiàn)另一顆衛(wèi)星。

洛希極限唯一例外

據(jù)英國(guó)媒體報(bào)道，創(chuàng)神星的行星環(huán)由被冰覆蓋的顆粒組成，直徑約8200千米。它距創(chuàng)神星中心約4100千米，大致是創(chuàng)神星半徑的7.5倍，是洛希極限的兩倍多。

洛希極限指天文學(xué)中一個(gè)特殊的距離，由法國(guó)天文學(xué)家愛德華·洛希首先計(jì)算出來(lái)并因此得名。如果兩個(gè)天體之間的距離小于洛希極限，較大天體的潮汐力可以將較小的天體撕碎，產(chǎn)生的碎塊可能會(huì)形成環(huán)狀帶，圍繞較大天體運(yùn)轉(zhuǎn)。而那些在洛希極限以外的碎塊，尤其是巖石和冰等碎塊密集區(qū)，就會(huì)傾向于“抱團(tuán)”，進(jìn)而吸引更多碎塊，像滾雪球一樣越來(lái)越大。依據(jù)現(xiàn)有理論，這種滾雪球效應(yīng)將導(dǎo)致幾十年就可能形成一顆小衛(wèi)星。

這是2020年7月10日晚在新西蘭首都惠靈頓郊外拍攝的星空。新華社記者郭磊攝

先前天文學(xué)家觀測(cè)到的行星環(huán)全部位于洛希極限范圍內(nèi)。創(chuàng)神星的行星環(huán)出現(xiàn)的位置是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一例外。研究人員驚訝于它如何能在如此遙遠(yuǎn)的地方依舊保持穩(wěn)定結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)階段一個(gè)猜想是環(huán)內(nèi)顆?！梆ば暂^低”，因此碰撞時(shí)更可能反彈，而非聚集。

英國(guó)謝菲爾德大學(xué)天文學(xué)教授維克·迪隆說(shuō)：“如果它們外層包裹著非常寒冷的冰，碰撞起來(lái)就相當(dāng)有彈性，就像冰雹碰撞而非雪花。大家兒時(shí)了解過(guò)壯觀的土星環(huán)，因此希望這個(gè)新發(fā)現(xiàn)能幫我們進(jìn)一步了解行星環(huán)的形成?！?/p>

關(guān)于洛希極限難以解釋這個(gè)行星環(huán)的存在，路透社援引意大利國(guó)家天體物理學(xué)研究所天文學(xué)家伊莎貝拉·帕加諾的話報(bào)道，一種可能是，創(chuàng)神星可能曾經(jīng)另有一顆衛(wèi)星，但它遭到“破壞性撞擊”，產(chǎn)生的碎塊后來(lái)形成了一個(gè)行星環(huán)，不過(guò)這個(gè)行星環(huán)“存在的時(shí)間非常短，能夠觀察到它的概率非常低”，而科學(xué)家們僥幸觀察到它。另一種可能是，冰顆粒聚集的理論“需要修正”，冰顆?？赡懿粫?huì)總像人們預(yù)期的那樣迅速聚集起來(lái)、形成大些的天體。

關(guān)鍵詞： 洛希極限