天文学家在太阳系内发现了一个全新的星环系统，它与矮行星母体的距离非常远，这本应是不可能的。
这个星环环绕着夸欧尔，它大约是冥王星的一半大小，位于海王星之外。这是在小行星周围发现的第三个星环，也是太阳系中的第七个星环系统，最著名和研究最充分的星环系统是环绕着巨行星土星、木星、海王星和天王星的星环。
“六颗[先前已知的]拥有星环系统的行星，其星环都非常靠近行星表面。因此，这真的挑战了我们的星环形成理论，”研究合著者、英国谢菲尔德大学物理学和天文学教授维克·迪隆告诉Live Science。“以前认为拥有如此遥远的星环是不可能的，所以简而言之，夸欧尔的星环对理论解释来说是一个真正的挑战。”
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该星环系统位于距离夸欧尔七个行星半径（即夸欧尔半径的七倍）的位置，这比星环系统的理论最大极限——洛希极限——还要远两倍。相比之下，土星环的主体部分距离这颗气体巨星仅三个行星半径。
此前，人们认为超出洛希极限的星环无法在离其母星体如此远的地方生存。
“在洛希极限之外形成的星环注定是不稳定的；它们应该迅速吸积成小卫星，耗尽所有环物质，”迪隆说。“有了这项发现，我们有了一个不仅在洛希极限之外，而且远远超出洛希极限的星环。”
该团队的研究结果于2月8日发表在《自然》杂志上。
矮行星是如何长出一个遥远星环的
迪隆和他的团队认为，夸欧尔的星环与其他太阳系星环的形成方式类似：环绕母行星运行的小卫星碰撞产生了碎片，这些碎片沉淀成由岩石、冰和尘埃颗粒组成的星环。
如果这些粒子靠近行星并在洛希极限内，它们就无法重新形成小卫星，因为来自母体的潮汐力不断地撕裂它们，阻止它们结块，研究人员表示。但这不可能是夸欧尔星环的情况。
“我们必须找到某种方法来阻止小卫星在如此遥远的地方形成，”迪隆说。“环中的粒子一直在碰撞，如果这些碰撞是弹性的，这意味着粒子无法粘在一起形成小卫星。”（弹性碰撞是指两个碰撞物体彼此弹开而不是结块在一起，就像橡胶球撞击地板一样。）
迪隆说，如果环粒子具有冰冷的外层，弹性碰撞可能是可能的——考虑到夸欧尔在太阳系边缘的位置，这是合理的。然而，还需要更多数据来证实这个想法。
一次偶然的发现
研究人员在调查夸欧尔是否拥有大气层时发现了这个星环系统。该团队使用了西班牙加那利群岛的格兰加纳利夫岛望远镜上的高速HiPERCAM仪器，该望远镜可以发现来自背景恒星的微小光线变化。当星环导致来自背景恒星的光线发生大约5%到10%的下降时，星环变得可见，这种情况发生在夸欧尔的主体在恒星前方通过之前和之后。这一事件被称为掩星，持续时间不到一分钟。
“这一发现有点出乎意料，”迪隆说。“我们知道有可能找到它们，但我们并没有真正寻找它们。”
夸欧尔的星环太小太微弱，即使使用像哈勃太空望远镜这样强大的仪器也无法直接成像看到。迪隆补充说，除了掩星事件之外，发现这些矮行星星环的唯一方法是派遣一个机器人探测器去访问它们。
“这项发现向您展示了我们宇宙后院中事物的惊人多样性，”迪隆说。“您不必远眺数光年之外的遥远宇宙来寻找意想不到的事物。在我们自己的太阳系中仍然有很多惊喜。”
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