新華社記者 王鑫方

一支國際天文研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)太陽系邊緣一顆名為創(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，由于這一發(fā)現(xiàn)，洛希極限推論“必須徹底修正”。

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“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)神星位于太陽系邊緣柯伊伯帶，于2002年首次被美國天文學(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，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)天體與觀測者之間通過時(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：“這是在一個(gè)不可能的地方發(fā)現(xiàn)了一個(gè)（行星）環(huán)。”那里，依照現(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，由法國天文學(xué)家愛德華·洛希首先計(jì)算出來并因此得名。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)，就會傾向于“抱團(tuán)”，進(jìn)而吸引更多碎塊，像滾雪球一樣越來越大。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)。現(xiàn)階段一個(gè)猜想是環(huán)內(nèi)顆粒“黏性較低”，因此碰撞時(shí)更可能反彈，而非聚集。

英國謝菲爾德大學(xué)天文學(xué)教授維克·迪隆說：“如果它們外層包裹著非常寒冷的冰，碰撞起來就相當(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。”

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)生的碎塊后來形成了一個(gè)行星環(huán)，不過這個(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”，冰顆粒可能不會總像人們預(yù)期的那樣迅速聚集起來、形成大些的天體。

關(guān)鍵詞： 洛希極限