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。
(资料图片仅供参考)
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 的光环位于远远超出所谓的罗氏极限的区域。
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。