天文学家在海王星轨道之外的一个围绕太阳运行的小冰天体周围发现了稀薄的大气层。该天体名为(612533)2002 XV93，半径约为250公里，位于柯伊伯带，距地球近60亿公里。这一发现于本周一（4）发表在《自然天文学》杂志上，挑战了关于哪些天体可以维持稳定大气层的既定概念。
迄今为止，在海王星外天体中，只有冥王星拥有确认的大气层。此前在阋神星、鸟神星和类星体等较大矮行星上探测大气层的尝试并未取得类似的结果。
通过恒星掩星观测可以识别
日本国家天文台天文学家有松幸领导的研究小组使用了一种称为恒星掩星的精确方法。在这种技术中，物体经过从地球上看到的一颗恒星的前面并暂时阻挡其光线。分析这种亮度如何随着时间的推移而减少，使我们能够识别天体的特征，包括大小、形状和周围物质的存在。事实证明，这种方法对于确认大气层的存在具有决定性作用。
此次观察于 2024 年 1 月 10 日从日本的三个战略地点进行：
- 京都大学露台上安装的小型望远镜
- 木曾天文台的 1.05 米施密特望远镜，配备高时间分辨率相机
- 业余天文学家细井胜正在福岛操作的 25 厘米望远镜
光的渐变模式揭示了气体的存在
没有大气层的物体表现出一种特征模式：恒星的光在隐藏时突然消失。 (612533) 2002 XV93 的表现完全不同。在整个掩星过程中，光线逐渐变暗，这一特征表明物体周围存在一层薄薄的气体。这种气体在完全阻挡之前稍微弯曲光线，产生观察到的效果。
收集的数据显示大气压力在 100 到 200 纳巴之间。结合实际情况来看，这一测量值比地球大气层薄约 5 至 1000 万倍。尽管它非常轻，但该气态层的确认标志着在理解太空小天体上大气的形成和持久性方面取得了重大进展。
化学成分保持开放
研究人员测试了检测到的气体的化学成分的三种可能情况：甲烷、氮气或一氧化碳。这三个模型似乎与收集的观测数据兼容，目前无法明确识别真实成分。这些化合物与形成冥王星大气层的化合物完全相同，表明海王星外天体具有共同的化学起源。
无法区分哪种气体在大气中占主导地位并没有削弱这一发现的科学价值。它为使用更先进的设备或替代观察方法的后续研究开辟了新的途径。
对理解跨海王星天体的意义
如此小而遥远的天体上存在大气层重塑了以前的理论模型。科学家认为，只有相当大的天体才能在太阳辐射和太阳风的压力下保留气体。 (612533) 2002 XV93 表明该规则也有例外。它的相对大小和距太阳的距离为维持薄薄的气体包层创造了独特的条件。
未来对其他柯伊伯带天体的研究可能会揭示这种大气是一个孤立的案例还是一个更常见的现象。在这一发现中得到验证的恒星掩星方法为太阳系这些极端区域的大规模研究提供了一条可行的途径。