太阳和土星之间被困的一个奇怪物体正在我们眼前发生变化。它就是小行星2060奇隆,一个神秘的半人马星体,它的轨道不稳定,有时靠近太阳,有时远离太阳。它周围有一个奇特的尘埃盘,可以改变形状,甚至模仿环。这个尘埃盘是如何形成的?它又在向我们展示什么?让我们一起探索这个太空中的奇迹吧。

打开网易新闻 查看精彩图片

半人马星体是一类特殊的小行星,它们的名字来源于希腊神话中的半人半马的生物。它们的轨道介于木星和海王星之间,但是它们的轨道受到这些大行星的强烈扰动,所以它们的轨道是不稳定的,有时会接近太阳,有时会远离太阳。半人马星体的起源也很有趣,它们可能是从海王星以外的柯伊伯带或散盘被引力捕获的彗星物体。因此,它们的成分可能含有冰和有机物质,这些物质在靠近太阳时会升华,形成彗星的尾巴和彗发。

小行星2060奇隆是半人马星体中最著名的一个,它于1977年被发现,直径约为218公里。它的轨道周期为50.7年,最近一次的近日点是在1996年,距离太阳为8.5个天文单位(约合12.7亿公里),相当于土星的轨道。最远时,它的远日点为18.8个天文单位(约合28.1亿公里),相当于天王星的轨道。奇隆是一个活跃的半人马星体,它会不定期地像彗星一样爆发,变得更亮。然而,迄今为止,没有航天器曾经访问过奇隆,我们对它的了解主要来自地面的观测。

打开网易新闻 查看精彩图片

2011年,奇隆从我们地球的视角前经过一颗微弱的恒星。这类事件被称为“恒星食”,就像月食一样,当一个物体遮挡住另一个物体时,我们可以通过观察遮挡物体对光线的影响,来推断它的形状和大小。在2011年的食变中,人们注意到星光略微变暗了两次 — 在奇隆本身挡住恒星之前,以及在奇隆经过恒星之后的两次。这一观察被解释为奇隆具有一种含尘的双环系统,类似于土星的环,但是更小更薄。这是一个惊人的发现,因为这是第一次在半人马星体上发现环。

然后,奇隆在2018年11月28日再次食变,这一事件被亚利桑那州图桑的行星科学研究所高级科学家阿曼达·西卡富斯利用。由于奇隆在恒星投射的阴影非常小,只穿过地球的一个狭窄区域,刚好擦过南非。因此,西卡富斯领导了一个团队,利用南非天文台在南非苏瑟兰的1.9米望远镜观测这次食变。

他们的研究结果,正好在五年后发布,与2011年的结果略有不同。

“当奇隆经过时,我们检测到了星光的下降,既是由奇隆的核心阻挡引起的,也是由位于其两侧300到400公里之间的物质阻挡引起的,”西卡富斯在一份声明中说。

具体而言,当奇隆经过恒星时,西卡富斯的团队观察到星光在距离奇隆中心352、344和316公里处的尘埃物质引起的下降。换句话说,这在距离半人马星体表面大约100到130公里之间。奇隆远离恒星后,科学家们还目睹了在距离奇隆中心357和364公里处的另外两次下降。

如果奇隆只有两个稳定的环,我们预期只会在奇隆两侧看到两对对称的光下降。在半人马星体一侧的异常第三个下降是表明情况并非如此清晰的证据。此外,由神秘物质引起的这些下降似乎发生在2011年测量的环的位置上数十公里之外(尽管它们在2011年的观测误差范围内)。然而,由于物质引起的星光下降的幅度也是不同的。

“在奇隆周围被检测到的物质的位置和数量与之前的观测不同,这表明不是一个稳定的环系统,而是当前正在演化的周围物质,”西卡富斯说。

这些物质是如何形成的呢?科学家们认为,它们可能是来自奇隆自身的,也许是在2021年夏季奇隆变亮0.6等时被彗星暴发抛入太空的。在这个亮度系统中,0等物体比5等物体亮100倍。

也就是说,奇隆在那个时候变得比平时亮了很多。这可能是因为奇隆的表面或内部的冰和有机物质在靠近太阳时升华,形成了一个类似于彗星的尾巴和彗发。这些物质随后被奇隆的引力捕获,形成了一个环绕它的尘埃盘。

这个尘埃盘并不稳定,它会这些物质是如何形成的呢?科学家们认为,它们可能是来自奇隆自身的,也许是在2021年夏季奇隆变亮0.6等时被彗星暴发抛入太空的。在这个亮度系统中,0等物体比5等物体亮100倍。也就是说,奇隆在那个时候变得比平时亮了很多。

这可能是因为奇隆的表面或内部的冰和有机物质在靠近太阳时升华,形成了一个类似于彗星的尾巴和彗发。这些物质随后被奇隆的引力捕获,形成了一个环绕它的尘埃盘。这个尘埃盘并不稳定,它会随着奇隆的轨道和太阳的照射而改变形状,甚至模仿环。

2022年12月15日,奇隆再次通过埃及科塔米亚天文台的一颗恒星发生恒星食,该事件由西班牙安达卢西亚天文物理研究所的何塞·路易斯·奥尔蒂斯领导的一个团队观察到。他们发现奇隆周围的物质再次发生变化,检测到了奇隆两侧的三个对称结构。其中两个结构较窄,一个结构较宽,它们似乎一起形成了一个直径为580公里的宽盘。奇隆周围这些物质的起源和组成仍然未知,尽管很可能是来自奇隆自身,也许是在2021年夏季奇隆变亮0.6等时被彗星暴发抛入太空的。

打开网易新闻 查看精彩图片

奇隆的发现对卡里克洛周围结构的性质提出了疑问。卡里克洛是另一个半人马星体,直径250公里,在2013年的一个恒星食中被证明有环,并在2022年10月18日詹姆斯·韦伯太空望远镜观察到的另一个恒星食中得到证实。甚至探测到了卡里克洛上的水冰。然而,卡里克洛的环是否也像奇隆的环一样不稳定和变化呢?我们需要更多的观测来确定这一点。

奇隆和卡里克洛是太空中的奇迹,它们向我们展示了半人马星体的多样性和复杂性。它们也让我们对太阳系的起源和演化有了更多的好奇和探索。也许有一天,我们可以派遣航天器去拜访这些遥远的世界,揭开它们的秘密。在那之前,让我们继续用我们的望远镜和想象力,追踪它们的轨迹和变化吧。