臺北市立天文科學教育館

Quaoar是一顆海王星外天體或簡稱海外天體（trans-Neptunian objects, TNOs），也稱為2002 LM60，在2002年6月4日由帕洛馬山天文臺所發現。其直徑約1,100公里，位於古柏帶，這是一個由類似彗星狀天體組成的冰冷碎片帶，軌道距離太陽45.1～45.6個天文單位，周期為284.5年。它有一顆已知的衛星Weywot，於2007年2月22日發現，直徑約為80公里，運行在Quaoar的24個半徑外。而此次新發現的環在距離Quaoar7.4個半徑處運行，這比土星主環到土星的距離要遠得多（土星主環到土星距離約3個土星半徑）。

圖說：矮行星Quaoar及其環的示意圖，Quaoar的衛星Weywot在其左側。圖片來源：ESA / CC BY-SA 3.0 IGO

研究團隊表示不僅在巨行星周圍觀察到行星環，在10199女凱龍星（Chariklo）和矮行星Haumea等小天體周圍也觀察到行星環，到目前為止，所有已知的緻密環都位於其母行星足夠近的地方。而Quaoar的環系統之所以引人注目，是因為它位於超過7個行星半徑的距離，是以往根據洛希極限環形系統被認為能夠存在最大半徑的兩倍。相較之下，土星周圍的主環位於3個行星半徑內，因此這個發現，迫使科學家重新思考環的形成理論。

這次的發現是使用ESA的CHEOPS太空望遠鏡和一系列地面儀器完成的，但由於環太小太暗，無法直接在影像中看到，因此天文學家藉由觀察到掩星的現象而發現環的存在，當時來自背景恆星的光被Quaoar擋住了，雖然整個過程不到一分鐘，但出乎意料的是之前和之後都有兩次光線下降，這表示Quaoar周圍有一個環形系統。研究人員表示在太陽系中發現這個新的環形系統是出乎意料的，而且在離Quaoar如此遙遠的地方發現這些環更加出乎意料，它更是挑戰了我們之前對於此類環是如何形成的觀念。

這是一個謎，因為根據傳統思維，超過洛希極限的光環將會在幾十年內合併成一顆小衛星。緻密環僅在行星洛希極限內存在的觀念可能需要修正，早期結果表明Quaoar的寒冷溫度可能在防止冰顆粒黏在一起方面發揮了作用，但還需要進行更多調查，也希望這一新發現能夠進一步了解土星環是如何形成的。相關研究成果將發表於《Nature》期刊上。（編譯／趙瑞青）

圖說：這張是由NASA新視野號於2016年7月14日拍攝到Quaoar的假色影像。此合成圖像除了背景恆星外，還包括24個單獨的LORRI圖像，及兩個星系（IC 1048和UGC 09485）。圖片來源：NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Southwest Research Institute.

資料來源：SCI-NEWS