天文學家在太陽系內發現了一個全新的星環系統，它與矮行星母體的距離非常遠，這本應是不可能的。
這個星環環繞著誇歐爾，它大約是冥王星的一半大小，位於海王星之外。這是在小行星周圍發現的第三個星環，也是太陽系中的第七個星環系統，最著名和研究最充分的星環系統是環繞著巨行星土星、木星、海王星和天王星的星環。
“六顆[先前已知的]擁有星環系統的行星，其星環都非常靠近行星表面。因此，這真的挑戰了我們的星環形成理論，”研究合著者、英國謝菲爾德大學物理學和天文學教授維克·迪隆告訴Live Science。“以前認為擁有如此遙遠的星環是不可能的，所以簡而言之，誇歐爾的星環對理論解釋來說是一個真正的挑戰。”
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該星環系統位於距離誇歐爾七個行星半徑（即誇歐爾半徑的七倍）的位置，這比星環系統的理論最大極限——洛希極限——還要遠兩倍。相比之下，土星環的主體部分距離這顆氣體巨星僅三個行星半徑。
此前，人們認為超出洛希極限的星環無法在離其母星體如此遠的地方生存。
“在洛希極限之外形成的星環註定是不穩定的；它們應該迅速吸積成小衛星，耗盡所有環物質，”迪隆說。“有了這項發現，我們有了一個不僅在洛希極限之外，而且遠遠超出洛希極限的星環。”
該團隊的研究結果於2月8日發表在《自然》雜誌上。
矮行星是如何長出一個遙遠星環的
迪隆和他的團隊認為，誇歐爾的星環與其他太陽系星環的形成方式類似：環繞母行星執行的小衛星碰撞產生了碎片，這些碎片沉澱成由岩石、冰和塵埃顆粒組成的星環。
如果這些粒子靠近行星並在洛希極限內，它們就無法重新形成小衛星，因為來自母體的潮汐力不斷地撕裂它們，阻止它們結塊，研究人員表示。但這不可能是誇歐爾星環的情況。
“我們必須找到某種方法來阻止小衛星在如此遙遠的地方形成，”迪隆說。“環中的粒子一直在碰撞，如果這些碰撞是彈性的，這意味著粒子無法粘在一起形成小衛星。”（彈性碰撞是指兩個碰撞物體彼此彈開而不是結塊在一起，就像橡膠球撞擊地板一樣。）
迪隆說，如果環粒子具有冰冷的外層，彈性碰撞可能是可能的——考慮到誇歐爾在太陽系邊緣的位置，這是合理的。然而，還需要更多資料來證實這個想法。
一次偶然的發現
研究人員在調查誇歐爾是否擁有大氣層時發現了這個星環系統。該團隊使用了西班牙加那利群島的格蘭迦納利夫島望遠鏡上的高速HiPERCAM儀器，該望遠鏡可以發現來自背景恆星的微小光線變化。當星環導致來自背景恆星的光線發生大約5%到10%的下降時，星環變得可見，這種情況發生在誇歐爾的主體在恆星前方透過之前和之後。這一事件被稱為掩星，持續時間不到一分鐘。
“這一發現有點出乎意料，”迪隆說。“我們知道有可能找到它們，但我們並沒有真正尋找它們。”
誇歐爾的星環太小太微弱，即使使用像哈勃太空望遠鏡這樣強大的儀器也無法直接成像看到。迪隆補充說，除了掩星事件之外，發現這些矮行星星環的唯一方法是派遣一個機器人探測器去訪問它們。
“這項發現向您展示了我們宇宙後院中事物的驚人多樣性，”迪隆說。“您不必遠眺數光年之外的遙遠宇宙來尋找意想不到的事物。在我們自己的太陽系中仍然有很多驚喜。”
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