一顆位於海王星外側的遙遠小型天體,近期被觀測到擁有極為稀薄的大氣層。這項發現刊登於《自然天文學》期刊,打破了科學界長期以來認為小型天體因引力不足而無法保有大氣層的認知,成為繼冥王星之後,首度在如此微小的海王星外天體(TNO)上發現大氣層的案例。
在太陽系邊緣的柯伊伯帶中,存在數千顆冰凍且多岩石的「海王星外天體」,是45億年前太陽系形成的殘骸。過去天文學家普遍認為,除了體積巨大的冥王星擁有薄薄的大氣外,其餘體積較大的矮行星皆無大氣層。然而,日本國立天文台(NAOJ)的科學家觀測的這顆編號為(612533)2002 XV93的天體,直徑僅約500公里,遠小於冥王星的2377公里。
掩星觀測揭開大氣面紗
2024年1月,研究團隊利用「掩星」(Stellar Occultations)現象進行觀測,即一顆海王星外天體被宇宙背景中的恆星照亮。數據顯示,當該天體移過恆星邊緣時,星光並非瞬間消失,而是出現約1.5秒的平滑亮度變化。
研究團隊解釋,這種亮度緩慢改變的現象,最自然的解釋是星光在經過天體邊緣時,被極其稀薄的大氣層折射所致。研究人員計算出,2002 XV93的大氣壓比地球稀薄約500萬至1000萬倍。這項發現證明了即便是小型柯伊伯帶天體,也具備支撐大氣層的潛力,挑戰了既有的行星科學理論。
冰火山噴發或撞擊產生的氣體
關於這層稀薄大氣的成因,科學家提出兩種假設。第一是「冰火山」(Cryovolcanoes)活動,即天體內部的甲烷、氮氣或一氧化碳從地表裂縫噴發;第二則是與彗星等其他柯伊伯帶天體碰撞後,釋放出地表下的氣體。
卡內基科學研究所科學家謝帕德(Scott S. Sheppard)雖然未參與研究,但他對此發現感到興奮。他指出,這顯示柯伊伯帶並非一片死寂的冰冷地帶,而是充滿活力,甚至擁有多種生命構成的基礎元素。未來科學家計畫利用韋伯太空望遠鏡探測其成分,進一步確認大氣層的真實來源與演化過程。
參考資料:NAOJ、CNN






