天文学家确认在柯伊伯带一颗直径约500公里的冰冷天体(612533)2002 XV93周围探测到稀薄大气,使其成为继冥王星后该区域第二个拥有大气层的天体,挑战了关于小型天体大气层形成的传统理论。
太阳系边缘有一个微小的冰冷天体,它的存在颠覆了人们对小型冰质天体能力的既有认知。天文学家已确认在(612533)2002 XV93周围探测到一层稀薄大气——该天体直径约500公里,位于海王星轨道以外。这使其成为继冥王星之后,柯伊伯带中第二个已知拥有大气层的天体。

这项发现于周一发表在《自然·天文学》期刊上。研究起源于2024年1月10日观测到的一次星体掩星事件——从日本观测角度来看,小行星2002 XV93从一颗遥远恒星前方经过。由日本国立天文台的有松亘领导的研究团队,动用了分布在日本各地的三台望远镜对这一事件进行观测。令人意外的是,星光并非因天体固体表面的遮挡而骤然熄灭,而是逐渐变暗——这正是光线穿过稀薄气体层发生折射的典型特征。
据研究显示,这层大气极为稀薄,估计密度仅为地球大气的五百万至一千万分之一,比冥王星本就稀薄的大气层还要薄50至100倍。其主要成分最可能为甲烷、氮气或一氧化碳。
有马津表示,这一发现"着实出乎意料",颠覆了"大气层只存在于较大行星、矮行星和部分大型卫星"的传统认知。2002 XV93 的直径仅约500公里,而冥王星的直径为2377公里——相比之下,它可能是太阳系中已知的、依靠自身引力维持全球性大气层的最小天体。
该天体被归类为冥族小天体,意味着它与海王星保持轨道共振关系:海王星每公转三圈,它公转两圈,运行轨道距太阳约为日地距离的40倍。研究团队的模型显示,如此脆弱的大气层在数百年至千年内便会消散,因此必然有某种机制在持续补充气体。目前提出了两种假设:一是近期彗星撞击释放了封存的气体;二是存在活跃的冰火山活动——即冰质火山将天体内部冻结或液态的挥发物带至表面。
目前,美国航空航天局詹姆斯·韦伯太空望远镜的观测结果尚未发现2002 XV93表面存在任何可能升华形成大气层的冻结气体,这使得这一谜题愈发扑朔迷离。有马则表示,持续监测至关重要。"如果大气层在未来几年内逐渐消散,将支持撞击起源说;反之,若大气层保持稳定或呈现季节性波动,则意味着冰火山正在持续向外供应气体。"
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