天文学家在Quaoar周围发现第二环

Quaoar是一个经典的跨海王星天体，等效直径为 1,100 公里。

2002 年 6 月 4 日，加州理工学院的天文学家迈克尔·布朗和查德维克·特鲁希略利用帕洛玛望远镜的图像发现了夸奥尔。

和矮行星冥王星一样，这个天体位于柯伊伯带，这是一个由彗星状天体组成的冰冷碎片带。

它的轨道距离太阳 45.1-45.6 个天文单位 (AU)，轨道周期为 284.5 年。

Quaoar 也被称为 2002 LM60，它有一颗已知的卫星 Weywot，它以 24 个 Quaoar 半径运行，直径约为 80 公里(50 英里)。

Quaoar 的第一个环名为 Q1R，是在 2018 年至 2021 年期间观察到的几次恒星掩星期间被发现的。

新的观察表明，Quaoar 的环系统比以前认为的要复杂。

“环是吸引人们注意力的结构，尤其是土星的雄伟环，”博士 Chrystian Luciano Pereira 说。巴西国家天文台的学生。

“我们的工作表明，小天体的环比在巨型行星上观察到的环更奇怪。”

“此外，我们的工作包括公民天文学家的参与，他们帮助做出了这一意想不到的天文发现。”

2022 年 8 月 9 日，佩雷拉和他的同事观察了一次恒星掩星，以更好地了解几个月前发现的 Q1R 环。

借助由 NSF 的 NOIRLab 运营的国际双子座天文台的一半，位于双子座北的 'Alopeke 仪器的高分辨率成像能力，他们能够检测到恒星光线在通过 Quaoar 薄而脆弱的环系统后面时的微小变化.

在这些观察过程中，团队惊讶地发现了第二个环，名为 Q2R，在 Quaoar 和 Q1R 之间运行。

与在 Chariklo、Haumea 和四颗巨行星周围观察到的光环不同，Quaoar 的光环所在的区域远远超出了所谓的罗氏极限。

根据法国天文学家 Édouard Albert Roche 于 1848 年提出的理论，任何在极限内运行的物体都会解体形成粒子环，而在极限外，这种粒子环会迅速聚集成致密的卫星。

对于 Quaoar，罗氏极限估计距离身体中心 1,780 公里。

Q1R 以 4,060 公里的距离绕 Quaoar 运行;Q2R 轨道距离为 2,520 公里，典型宽度为 10 公里。

然而，尽管在罗氏极限之外，这两个环仍然以粒子流的形式存在，而不是聚集成固体。

他们如何能够维持这种结构仍然不确定，尽管推测 Quaoar 的旋转速度与环的轨道速度之间的关系可能是一个重要因素，正如 Chariklo 和 Haumea 周围的环所提出的那样。

Quaoar 环的另一个不寻常的特性是 Q1R 的宽度和不透明度的可变性。

在恒星掩星事件期间对 Q1R 的观察揭示了环的两个不同区域。

在一个区域，粒子流是一个狭窄的、受限的结构，宽约 5 公里，不透明，这意味着它非常密集。

在另一个区域，溪流更宽，平均宽度为 90 公里，颗粒分散更稀薄，不透明度低于最密集区域的 1%。

佩雷拉说：“在太阳系的小天体周围还没有发现这种类型的结构。”

“对这种限制的一种解释是，Q1R 受到了 Weywot 的影响，Weywot 是一颗围绕 Quaoar 运行的小卫星。”

“另一方面，Q2R 在其整个结构中的宽度一致，约为 10 公里。”

不管这里有什么力在起作用，Q1R 和 Q2R 的存在意味着对于小行星体，可能需要修改经典的罗氏极限概念。

佩雷拉说：“罗氏提出的理论有力地解释了当卫星离中心体太近时，它是如何被破坏形成一个环的。”

“更好地了解这个过程将有助于我们更好地了解太阳系的形成和演化。”

这一发现发表在《天文学与天体物理学》杂志上的一篇论文中。